DPKI: ब्लॉकचेन का उपयोग करके केंद्रीकृत PKI की कमियों को दूर करना

यह कोई रहस्य नहीं है कि आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सहायक उपकरणों में से एक, जिसके बिना खुले नेटवर्क में डेटा सुरक्षा असंभव है, डिजिटल प्रमाणपत्र तकनीक है। हालाँकि, यह कोई रहस्य नहीं है कि प्रौद्योगिकी का मुख्य दोष डिजिटल प्रमाणपत्र जारी करने वाले केंद्रों पर बिना शर्त भरोसा है। ENCRY में प्रौद्योगिकी और नवाचार के निदेशक एंड्री चामोरा ने आयोजन के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रस्तावित किया सार्वजनिक मुख्य बुनियादी सुविधा (सार्वजनिक मुख्य बुनियादी सुविधा, PKI), जो वर्तमान कमियों को दूर करने में मदद करेगा और जो वितरित बहीखाता (ब्लॉकचेन) तकनीक का उपयोग करता है। लेकिन सबसे पहले चीज़ें.

यदि आप इस बात से परिचित हैं कि आपकी वर्तमान सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना कैसे काम करती है और इसकी प्रमुख कमियों को जानते हैं, तो आप नीचे जो परिवर्तन करने का प्रस्ताव कर रहे हैं उसे छोड़ सकते हैं।

डिजिटल हस्ताक्षर और प्रमाणपत्र क्या हैं?इंटरनेट पर इंटरेक्शन में हमेशा डेटा का स्थानांतरण शामिल होता है। यह सुनिश्चित करने में हम सभी की रुचि है कि डेटा सुरक्षित रूप से प्रसारित हो। लेकिन सुरक्षा क्या है? सबसे अधिक मांग वाली सुरक्षा सेवाएँ गोपनीयता, अखंडता और प्रामाणिकता हैं। इस प्रयोजन के लिए, वर्तमान में असममित क्रिप्टोग्राफी, या सार्वजनिक कुंजी के साथ क्रिप्टोग्राफी के तरीकों का उपयोग किया जाता है।

आइए इस तथ्य से शुरू करें कि इन विधियों का उपयोग करने के लिए, बातचीत के विषयों में दो अलग-अलग युग्मित कुंजी होनी चाहिए - सार्वजनिक और गुप्त। उनकी मदद से, ऊपर बताई गई सुरक्षा सेवाएँ प्रदान की जाती हैं।

सूचना हस्तांतरण की गोपनीयता कैसे प्राप्त की जाती है? डेटा भेजने से पहले, भेजने वाला ग्राहक प्राप्तकर्ता की सार्वजनिक कुंजी का उपयोग करके खुले डेटा को एन्क्रिप्ट (क्रिप्टोग्राफ़िक रूप से परिवर्तित) करता है, और प्राप्तकर्ता युग्मित गुप्त कुंजी का उपयोग करके प्राप्त सिफरटेक्स्ट को डिक्रिप्ट करता है।

प्रेषित सूचना की अखंडता और प्रामाणिकता कैसे प्राप्त की जाती है? इस समस्या के समाधान के लिए एक और तंत्र बनाया गया. खुला डेटा एन्क्रिप्टेड नहीं है, लेकिन क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन को लागू करने का परिणाम - इनपुट डेटा अनुक्रम की एक "संपीड़ित" छवि - एन्क्रिप्टेड रूप में प्रसारित होती है। इस तरह के हैशिंग के परिणाम को "डाइजेस्ट" कहा जाता है, और इसे भेजने वाले ग्राहक ("गवाह") की गुप्त कुंजी का उपयोग करके एन्क्रिप्ट किया जाता है। डाइजेस्ट को एन्क्रिप्ट करने के परिणामस्वरूप, एक डिजिटल हस्ताक्षर प्राप्त होता है। यह, स्पष्ट पाठ के साथ, प्राप्तकर्ता ग्राहक ("सत्यापनकर्ता") को प्रेषित किया जाता है। वह गवाह की सार्वजनिक कुंजी पर डिजिटल हस्ताक्षर को डिक्रिप्ट करता है और इसकी तुलना क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन को लागू करने के परिणाम से करता है, जिसे सत्यापनकर्ता प्राप्त खुले डेटा के आधार पर स्वतंत्र रूप से गणना करता है। यदि वे मेल खाते हैं, तो यह इंगित करता है कि डेटा भेजने वाले ग्राहक द्वारा प्रामाणिक और पूर्ण रूप में प्रसारित किया गया था, और किसी हमलावर द्वारा संशोधित नहीं किया गया था।

अधिकांश संसाधन जो व्यक्तिगत डेटा और भुगतान जानकारी (बैंक, बीमा कंपनियां, एयरलाइंस, भुगतान प्रणाली, साथ ही कर सेवा जैसे सरकारी पोर्टल) के साथ काम करते हैं, सक्रिय रूप से असममित क्रिप्टोग्राफी विधियों का उपयोग करते हैं।

डिजिटल प्रमाणपत्र का इससे क्या लेना-देना है? यह आसान है। पहली और दूसरी दोनों प्रक्रियाओं में सार्वजनिक कुंजियाँ शामिल होती हैं, और चूंकि वे एक केंद्रीय भूमिका निभाते हैं, इसलिए यह सुनिश्चित करना बहुत महत्वपूर्ण है कि कुंजियाँ वास्तव में प्रेषक (हस्ताक्षर सत्यापन के मामले में गवाह) या प्राप्तकर्ता की हैं, और नहीं हैं हमलावरों की चाबियों से बदल दिया गया। यही कारण है कि सार्वजनिक कुंजी की प्रामाणिकता और अखंडता सुनिश्चित करने के लिए डिजिटल प्रमाणपत्र मौजूद हैं।

ध्यान दें: सार्वजनिक कुंजी की प्रामाणिकता और अखंडता की पुष्टि ठीक उसी तरह की जाती है जैसे सार्वजनिक डेटा की प्रामाणिकता और अखंडता की, यानी इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल हस्ताक्षर (ईडीएस) का उपयोग करके की जाती है।
डिजिटल प्रमाणपत्र कहाँ से आते हैं?विश्वसनीय प्रमाणन प्राधिकारी, या प्रमाणन प्राधिकारी (सीए), डिजिटल प्रमाणपत्र जारी करने और बनाए रखने के लिए जिम्मेदार हैं। आवेदक सीए से प्रमाणपत्र जारी करने का अनुरोध करता है, पंजीकरण केंद्र (सीआर) में पहचान कराता है और सीए से प्रमाणपत्र प्राप्त करता है। सीए गारंटी देता है कि प्रमाणपत्र की सार्वजनिक कुंजी बिल्कुल उसी इकाई की है जिसके लिए इसे जारी किया गया था।

यदि आप सार्वजनिक कुंजी की प्रामाणिकता की पुष्टि नहीं करते हैं, तो इस कुंजी के स्थानांतरण/भंडारण के दौरान एक हमलावर इसे अपने साथ बदल सकता है। यदि प्रतिस्थापन हुआ है, तो हमलावर उन सभी चीजों को डिक्रिप्ट करने में सक्षम होगा जो भेजने वाला ग्राहक प्राप्तकर्ता ग्राहक को प्रसारित करता है, या अपने विवेक से खुले डेटा को बदल सकता है।

जहां भी असममित क्रिप्टोग्राफी उपलब्ध है वहां डिजिटल प्रमाणपत्र का उपयोग किया जाता है। सबसे आम डिजिटल प्रमाणपत्रों में से एक HTTPS प्रोटोकॉल पर सुरक्षित संचार के लिए एसएसएल प्रमाणपत्र है। विभिन्न न्यायालयों में पंजीकृत सैकड़ों कंपनियां एसएसएल प्रमाणपत्र जारी करने में शामिल हैं। मुख्य हिस्सा पाँच से दस बड़े विश्वसनीय केंद्रों पर पड़ता है: IdenTrust, Comodo, GoDaddy, GlobalSign, DigiCert, CERTUM, Actalis, Secom, Trustwave।

सीए और सीआर पीकेआई के घटक हैं, जिनमें ये भी शामिल हैं:

• निर्देशिका खोलें - एक सार्वजनिक डेटाबेस जो डिजिटल प्रमाणपत्रों का सुरक्षित भंडारण प्रदान करता है।
• निरस्त प्रमाणपत्रों की सूची - एक सार्वजनिक डेटाबेस जो निरस्त सार्वजनिक कुंजी के डिजिटल प्रमाणपत्रों का सुरक्षित भंडारण प्रदान करता है (उदाहरण के लिए, युग्मित निजी कुंजी के समझौते के कारण)। इन्फ्रास्ट्रक्चर विषय स्वतंत्र रूप से इस डेटाबेस तक पहुंच सकते हैं, या वे विशेष ऑनलाइन प्रमाणन स्थिति प्रोटोकॉल (ओसीएसपी) का उपयोग कर सकते हैं, जो सत्यापन प्रक्रिया को सरल बनाता है।
• प्रमाणपत्र उपयोगकर्ता - सेवा प्राप्त पीकेआई विषय जिन्होंने सीए के साथ एक उपयोगकर्ता अनुबंध में प्रवेश किया है और प्रमाणपत्र से सार्वजनिक कुंजी के आधार पर डिजिटल हस्ताक्षर और/या एन्क्रिप्ट डेटा को सत्यापित किया है।
• समर्थक - पीकेआई विषयों को सेवा दी गई है, जिनके पास प्रमाणपत्र से सार्वजनिक कुंजी के साथ जोड़ी गई एक गुप्त कुंजी है, और जिन्होंने सीए के साथ एक ग्राहक समझौता किया है। ग्राहक एक साथ प्रमाणपत्र का उपयोगकर्ता हो सकता है।

इस प्रकार, सार्वजनिक कुंजी बुनियादी ढांचे की विश्वसनीय संस्थाएं, जिनमें सीए, सीआर और खुली निर्देशिकाएं शामिल हैं, इसके लिए जिम्मेदार हैं:

1. आवेदक की पहचान की प्रामाणिकता का सत्यापन।
2. सार्वजनिक कुंजी प्रमाणपत्र की प्रोफ़ाइलिंग।
3. ऐसे आवेदक के लिए सार्वजनिक कुंजी प्रमाणपत्र जारी करना जिसकी पहचान विश्वसनीय रूप से पुष्टि की गई है।
4. सार्वजनिक कुंजी प्रमाणपत्र की स्थिति बदलें.
5. सार्वजनिक कुंजी प्रमाणपत्र की वर्तमान स्थिति के बारे में जानकारी प्रदान करना।

पीकेआई के नुकसान, वे क्या हैं?पीकेआई का मूलभूत दोष विश्वसनीय संस्थाओं की उपस्थिति है।
उपयोगकर्ताओं को सीए और सीआर पर बिना शर्त भरोसा करना चाहिए. लेकिन, जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, बिना शर्त भरोसा गंभीर परिणामों से भरा होता है।

पिछले दस वर्षों में इस क्षेत्र में बुनियादी ढांचे की कमजोरी से संबंधित कई बड़े घोटाले हुए हैं।

- 2010 में, रियलटेक और जेमाइक्रोन से चुराए गए डिजिटल प्रमाणपत्रों का उपयोग करके हस्ताक्षरित स्टक्सनेट मैलवेयर ऑनलाइन फैलना शुरू हुआ।

- 2017 में गूगल ने सिमेंटेक पर बड़ी संख्या में फर्जी सर्टिफिकेट जारी करने का आरोप लगाया था। उस समय, सिमेंटेक उत्पादन मात्रा के मामले में सबसे बड़े सीए में से एक था। Google Chrome 70 ब्राउज़र में, इस कंपनी और इसके संबद्ध केंद्रों जियोट्रस्ट और थावटे द्वारा जारी प्रमाणपत्रों के लिए समर्थन 1 दिसंबर, 2017 से पहले बंद कर दिया गया था।

सीए के साथ समझौता किया गया, और परिणामस्वरूप सभी को नुकसान उठाना पड़ा - स्वयं सीए को, साथ ही उपयोगकर्ताओं और ग्राहकों को भी। बुनियादी ढांचे में विश्वास कम हो गया है। इसके अलावा, राजनीतिक संघर्षों के संदर्भ में डिजिटल प्रमाणपत्रों को अवरुद्ध किया जा सकता है, जिससे कई संसाधनों के संचालन पर भी असर पड़ेगा। यह वही है जिसकी आशंका कई साल पहले रूसी राष्ट्रपति प्रशासन में थी, जहां 2016 में उन्होंने एक राज्य प्रमाणन केंद्र बनाने की संभावना पर चर्चा की थी जो रूनेट पर साइटों को एसएसएल प्रमाणपत्र जारी करेगा। वर्तमान मामलों की स्थिति ऐसी है कि रूस में भी राज्य पोर्टल प्रयुक्त अमेरिकी कंपनियों कोमोडो या थावटे (सिमेंटेक की सहायक कंपनी) द्वारा जारी किए गए डिजिटल प्रमाणपत्र।

एक और समस्या है - प्रश्न उपयोगकर्ताओं का प्राथमिक प्रमाणीकरण (प्रमाणीकरण)।. ऐसे उपयोगकर्ता की पहचान कैसे करें जिसने सीधे व्यक्तिगत संपर्क के बिना डिजिटल प्रमाणपत्र जारी करने के अनुरोध के साथ सीए से संपर्क किया है? अब इसे बुनियादी ढांचे की क्षमताओं के आधार पर स्थितिजन्य रूप से हल किया जाता है। कुछ खुले रजिस्टरों से लिया जाता है (उदाहरण के लिए, प्रमाण पत्र का अनुरोध करने वाली कानूनी संस्थाओं के बारे में जानकारी); ऐसे मामलों में जहां आवेदक व्यक्ति हैं, बैंक कार्यालयों या डाकघरों का उपयोग किया जा सकता है, जहां पहचान दस्तावेजों का उपयोग करके उनकी पहचान की पुष्टि की जाती है, उदाहरण के लिए, पासपोर्ट।

प्रतिरूपण के उद्देश्य से साख को गलत साबित करने की समस्या एक बुनियादी समस्या है। आइए ध्यान दें कि सूचना-सैद्धांतिक कारणों से इस समस्या का कोई पूर्ण समाधान नहीं है: प्राथमिकता से विश्वसनीय जानकारी के बिना, किसी विशेष विषय की प्रामाणिकता की पुष्टि या खंडन करना असंभव है। एक नियम के रूप में, सत्यापन के लिए आवेदक की पहचान साबित करने वाले दस्तावेजों का एक सेट प्रस्तुत करना आवश्यक है। सत्यापन के कई अलग-अलग तरीके हैं, लेकिन उनमें से कोई भी दस्तावेज़ों की प्रामाणिकता की पूर्ण गारंटी नहीं देता है। तदनुसार, आवेदक की पहचान की प्रामाणिकता की भी गारंटी नहीं दी जा सकती।

इन कमियों को कैसे दूर किया जा सकता है?यदि पीकेआई की वर्तमान स्थिति में समस्याओं को केंद्रीकरण द्वारा समझाया जा सकता है, तो यह मान लेना तर्कसंगत है कि विकेंद्रीकरण पहचानी गई कमियों को आंशिक रूप से खत्म करने में मदद करेगा।

विकेंद्रीकरण का अर्थ विश्वसनीय संस्थाओं की उपस्थिति नहीं है - यदि आप बनाते हैं विकेन्द्रीकृत सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना (विकेंद्रीकृत सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना, डीपीकेआई), तो न तो सीए और न ही सीआर की जरूरत है। आइए डिजिटल प्रमाणपत्र की अवधारणा को छोड़ दें और सार्वजनिक कुंजी के बारे में जानकारी संग्रहीत करने के लिए एक वितरित रजिस्ट्री का उपयोग करें। हमारे मामले में, हम एक रजिस्टर को एक रैखिक डेटाबेस कहते हैं जिसमें ब्लॉकचेन तकनीक का उपयोग करके जुड़े व्यक्तिगत रिकॉर्ड (ब्लॉक) शामिल होते हैं। डिजिटल प्रमाणपत्र के बजाय, हम "अधिसूचना" की अवधारणा पेश करेंगे।

प्रस्तावित DPKI में सूचनाएं प्राप्त करने, सत्यापित करने और रद्द करने की प्रक्रिया कैसी दिखेगी:

1. प्रत्येक आवेदक पंजीकरण के दौरान एक फॉर्म भरकर अधिसूचना के लिए स्वतंत्र रूप से एक आवेदन जमा करता है, जिसके बाद वह एक लेनदेन बनाता है जिसे एक विशेष पूल में संग्रहीत किया जाता है।

2. सार्वजनिक कुंजी के बारे में जानकारी, मालिक के विवरण और अन्य मेटाडेटा के साथ, एक वितरित रजिस्ट्री में संग्रहीत की जाती है, न कि डिजिटल प्रमाणपत्र में, जिसे केंद्रीकृत पीकेआई में जारी करने के लिए सीए जिम्मेदार है।

3. आवेदक की पहचान की प्रामाणिकता का सत्यापन तथ्य के बाद DPKI उपयोगकर्ता समुदाय के संयुक्त प्रयासों से किया जाता है, न कि सीआर द्वारा।

4. केवल ऐसी अधिसूचना का स्वामी ही सार्वजनिक कुंजी की स्थिति बदल सकता है।

5. कोई भी वितरित खाता बही तक पहुंच सकता है और सार्वजनिक कुंजी की वर्तमान स्थिति की जांच कर सकता है।

नोट: किसी आवेदक की पहचान का सामुदायिक सत्यापन पहली नज़र में अविश्वसनीय लग सकता है। लेकिन हमें याद रखना चाहिए कि आजकल डिजिटल सेवाओं के सभी उपयोगकर्ता अनिवार्य रूप से एक डिजिटल पदचिह्न छोड़ते हैं, और यह प्रक्रिया केवल गति प्राप्त करती रहेगी। कानूनी संस्थाओं के खुले इलेक्ट्रॉनिक रजिस्टर, मानचित्र, इलाके की छवियों का डिजिटलीकरण, सामाजिक नेटवर्क - ये सभी सार्वजनिक रूप से उपलब्ध उपकरण हैं। पत्रकारों और कानून प्रवर्तन एजेंसियों दोनों द्वारा जांच के दौरान इनका पहले से ही सफलतापूर्वक उपयोग किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, बेलिंगकैट या संयुक्त जांच टीम जेआईटी की जांच को याद करना पर्याप्त है, जो मलेशियाई बोइंग के दुर्घटना की परिस्थितियों का अध्ययन कर रही है।

तो एक विकेन्द्रीकृत सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना व्यवहार में कैसे काम करेगी? आइए हम स्वयं प्रौद्योगिकी के विवरण पर ध्यान दें, जो हम हैं 2018 में पेटेंट कराया गया और हम उचित रूप से इसे अपना ज्ञान मानते हैं।

कल्पना कीजिए कि कोई मालिक है जिसके पास कई सार्वजनिक कुंजियाँ हैं, जहाँ प्रत्येक कुंजी एक निश्चित लेनदेन है जो रजिस्ट्री में संग्रहीत होती है। सीए की अनुपस्थिति में, आप कैसे समझ सकते हैं कि सभी चाबियाँ इस विशेष मालिक की हैं? इस समस्या को हल करने के लिए, एक शून्य लेनदेन बनाया जाता है, जिसमें मालिक और उसके बटुए के बारे में जानकारी होती है (जिसमें से लेनदेन को रजिस्ट्री में रखने के लिए कमीशन डेबिट किया जाता है)। अशक्त लेनदेन एक प्रकार का "एंकर" है जिसमें सार्वजनिक कुंजी के बारे में डेटा के साथ निम्नलिखित लेनदेन संलग्न होंगे। ऐसे प्रत्येक लेनदेन में एक विशेष डेटा संरचना, या दूसरे शब्दों में, एक अधिसूचना शामिल होती है।

अधिसूचना डेटा का एक संरचित सेट है जिसमें कार्यात्मक फ़ील्ड शामिल हैं और इसमें मालिक की सार्वजनिक कुंजी के बारे में जानकारी शामिल है, जिसकी दृढ़ता वितरित रजिस्ट्री के संबंधित रिकॉर्ड में से एक में प्लेसमेंट द्वारा गारंटी दी जाती है।

अगला तार्किक प्रश्न यह है कि शून्य लेनदेन कैसे बनता है? अशक्त लेन-देन—बाद वाले लेन-देन की तरह—छह डेटा फ़ील्ड का एक एकत्रीकरण है। शून्य लेनदेन के निर्माण के दौरान, वॉलेट की कुंजी जोड़ी शामिल होती है (सार्वजनिक और युग्मित गुप्त कुंजी)। चाबियों की यह जोड़ी उस समय दिखाई देती है जब उपयोगकर्ता अपने वॉलेट को पंजीकृत करता है, जिससे रजिस्ट्री में शून्य लेनदेन रखने के लिए कमीशन और बाद में सूचनाओं के साथ संचालन डेबिट किया जाएगा।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, SHA256 और RIPEMD160 हैश फ़ंक्शन को क्रमिक रूप से लागू करके एक वॉलेट सार्वजनिक कुंजी डाइजेस्ट उत्पन्न किया जाता है। यहां RIPEMD160 डेटा के कॉम्पैक्ट प्रतिनिधित्व के लिए जिम्मेदार है, जिसकी चौड़ाई 160 बिट्स से अधिक नहीं है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि रजिस्ट्री कोई सस्ता डेटाबेस नहीं है। सार्वजनिक कुंजी स्वयं पांचवें क्षेत्र में दर्ज की गई है। पहले फ़ील्ड में डेटा होता है जो पिछले लेनदेन से संबंध स्थापित करता है। शून्य लेनदेन के लिए, इस फ़ील्ड में कुछ भी नहीं है, जो इसे बाद के लेनदेन से अलग करता है। दूसरा क्षेत्र लेनदेन की कनेक्टिविटी की जांच के लिए डेटा है। संक्षिप्तता के लिए, हम पहले और दूसरे फ़ील्ड में डेटा को क्रमशः "लिंक" और "चेक" कहेंगे। इन फ़ील्ड की सामग्री पुनरावृत्त हैशिंग द्वारा उत्पन्न होती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दूसरे और तीसरे लेनदेन को जोड़कर दिखाया गया है।

पहले पांच क्षेत्रों का डेटा इलेक्ट्रॉनिक हस्ताक्षर द्वारा प्रमाणित होता है, जो वॉलेट की गुप्त कुंजी का उपयोग करके उत्पन्न होता है।

बस, शून्य लेनदेन को पूल में भेज दिया जाता है और सफल सत्यापन के बाद रजिस्ट्री में दर्ज कर दिया जाता है। अब आप निम्नलिखित लेनदेन को इससे "लिंक" कर सकते हैं। आइए विचार करें कि शून्य के अलावा अन्य लेनदेन कैसे बनते हैं।

पहली चीज़ जिसने संभवतः आपका ध्यान खींचा है वह कुंजी जोड़ियों की प्रचुरता है। पहले से ही परिचित वॉलेट कुंजी जोड़ी के अलावा, साधारण और सेवा कुंजी जोड़ी का उपयोग किया जाता है।

एक साधारण सार्वजनिक कुंजी वह है जिसके लिए सब कुछ शुरू किया गया था। यह कुंजी बाहरी दुनिया (बैंकिंग और अन्य लेनदेन, दस्तावेज़ प्रवाह, आदि) में होने वाली विभिन्न प्रक्रियाओं और प्रक्रियाओं में शामिल है। उदाहरण के लिए, एक साधारण जोड़ी से एक गुप्त कुंजी का उपयोग विभिन्न दस्तावेजों - भुगतान आदेश इत्यादि के लिए डिजिटल हस्ताक्षर उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है, और इन निर्देशों के बाद के निष्पादन के साथ इस डिजिटल हस्ताक्षर को सत्यापित करने के लिए एक सार्वजनिक कुंजी का उपयोग किया जा सकता है, बशर्ते कि यह यह सही है।

सेवा जोड़ी पंजीकृत DPKI विषय को जारी की जाती है। इस जोड़ी का नाम इसके उद्देश्य से मेल खाता है. ध्यान दें कि शून्य लेनदेन बनाते/जांचते समय सेवा कुंजियों का उपयोग नहीं किया जाता है।

आइए कुंजियों के उद्देश्य को फिर से स्पष्ट करें:

1. वॉलेट कुंजियों का उपयोग शून्य लेनदेन और किसी अन्य गैर-शून्य लेनदेन दोनों को उत्पन्न/सत्यापित करने के लिए किया जाता है। वॉलेट की निजी कुंजी केवल वॉलेट के मालिक को ही पता होती है, जो कई सामान्य सार्वजनिक कुंजियों का भी मालिक होता है।
2. एक साधारण सार्वजनिक कुंजी उद्देश्य में सार्वजनिक कुंजी के समान होती है जिसके लिए केंद्रीकृत PKI में एक प्रमाणपत्र जारी किया जाता है।
3. सेवा कुंजी जोड़ी DPKI से संबंधित है। गुप्त कुंजी पंजीकृत संस्थाओं को जारी की जाती है और लेनदेन के लिए डिजिटल हस्ताक्षर उत्पन्न करते समय उपयोग की जाती है (शून्य लेनदेन को छोड़कर)। किसी लेनदेन को रजिस्ट्री में पोस्ट करने से पहले उसके इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल हस्ताक्षर को सत्यापित करने के लिए पब्लिक का उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार, कुंजियों के दो समूह हैं। पहले में सेवा कुंजियाँ और वॉलेट कुंजियाँ शामिल हैं - वे केवल DPKI के संदर्भ में समझ में आती हैं। दूसरे समूह में साधारण कुंजियाँ शामिल हैं - उनका दायरा भिन्न हो सकता है और यह उन एप्लिकेशन कार्यों द्वारा निर्धारित किया जाता है जिनमें उनका उपयोग किया जाता है। साथ ही, DPKI सामान्य सार्वजनिक कुंजी की अखंडता और प्रामाणिकता सुनिश्चित करता है।

नोट: सेवा कुंजी जोड़ी विभिन्न DPKI संस्थाओं को ज्ञात हो सकती है। उदाहरण के लिए, यह सभी के लिए समान हो सकता है। यही कारण है कि प्रत्येक गैर-शून्य लेनदेन पर हस्ताक्षर बनाते समय, दो गुप्त कुंजियों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से एक वॉलेट कुंजी है - यह केवल वॉलेट के मालिक को ही पता होता है, जो कई सामान्य का भी मालिक होता है सार्वजनिक कुंजियाँ. सभी कुंजियों का अपना-अपना अर्थ होता है। उदाहरण के लिए, यह साबित करना हमेशा संभव होता है कि लेनदेन एक पंजीकृत DPKI विषय द्वारा रजिस्ट्री में दर्ज किया गया था, क्योंकि हस्ताक्षर भी एक गुप्त सेवा कुंजी पर उत्पन्न किया गया था। और इसका कोई दुरुपयोग नहीं हो सकता, जैसे कि DOS हमले, क्योंकि मालिक प्रत्येक लेनदेन के लिए भुगतान करता है।

शून्य के बाद आने वाले सभी लेनदेन एक समान तरीके से बनते हैं: सार्वजनिक कुंजी (वॉलेट नहीं, जैसा कि शून्य लेनदेन के मामले में होता है, लेकिन एक साधारण कुंजी जोड़ी से) दो हैश फ़ंक्शन SHA256 और RIPEMD160 के माध्यम से चलाया जाता है। इस प्रकार तीसरे फ़ील्ड का डेटा बनता है। चौथे फ़ील्ड में संबंधित जानकारी शामिल है (उदाहरण के लिए, वर्तमान स्थिति, समाप्ति तिथियां, टाइमस्टैम्प, उपयोग किए गए क्रिप्टो-एल्गोरिदम के पहचानकर्ता, आदि के बारे में जानकारी)। पांचवें फ़ील्ड में सेवा कुंजी जोड़ी से सार्वजनिक कुंजी शामिल है। इसकी मदद से डिजिटल सिग्नेचर की जांच की जाएगी, जिससे उसकी नकल बनाई जा सकेगी। आइए हम ऐसे दृष्टिकोण की आवश्यकता को उचित ठहराएँ।

याद रखें कि एक लेनदेन को एक पूल में दर्ज किया जाता है और संसाधित होने तक वहां संग्रहीत किया जाता है। पूल में भंडारण एक निश्चित जोखिम से जुड़ा है - लेनदेन डेटा को गलत ठहराया जा सकता है। मालिक लेनदेन डेटा को इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल हस्ताक्षर के साथ प्रमाणित करता है। इस डिजिटल हस्ताक्षर को सत्यापित करने के लिए सार्वजनिक कुंजी को लेनदेन क्षेत्रों में से एक में स्पष्ट रूप से दर्शाया गया है और बाद में रजिस्ट्री में दर्ज किया गया है। लेन-देन प्रसंस्करण की विशिष्टताएँ ऐसी हैं कि एक हमलावर अपने विवेक से डेटा को बदलने में सक्षम होता है और फिर अपनी गुप्त कुंजी का उपयोग करके इसे सत्यापित करता है, और लेनदेन में डिजिटल हस्ताक्षर को सत्यापित करने के लिए एक युग्मित सार्वजनिक कुंजी का संकेत देता है। यदि प्रामाणिकता और अखंडता को विशेष रूप से डिजिटल हस्ताक्षर के माध्यम से सुनिश्चित किया जाता है, तो ऐसी जालसाजी पर ध्यान नहीं दिया जाएगा। हालाँकि, यदि डिजिटल हस्ताक्षर के अलावा, एक अतिरिक्त तंत्र है जो संग्रहीत जानकारी के संग्रह और दृढ़ता दोनों को सुनिश्चित करता है, तो जालसाजी का पता लगाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, स्वामी की वास्तविक सार्वजनिक कुंजी को रजिस्ट्री में दर्ज करना पर्याप्त है। आइए बताते हैं कि यह कैसे काम करता है।

हमलावर को लेनदेन डेटा बनाने दें। कुंजियों एवं डिजिटल हस्ताक्षरों की दृष्टि से निम्नलिखित विकल्प संभव हैं:

1. हमलावर लेनदेन में अपनी सार्वजनिक कुंजी रखता है जबकि मालिक का डिजिटल हस्ताक्षर अपरिवर्तित रहता है।
2. हमलावर अपनी निजी कुंजी पर एक डिजिटल हस्ताक्षर बनाता है, लेकिन मालिक की सार्वजनिक कुंजी को अपरिवर्तित छोड़ देता है।
3. हमलावर अपनी निजी कुंजी पर एक डिजिटल हस्ताक्षर बनाता है और लेनदेन में एक युग्मित सार्वजनिक कुंजी रखता है।

जाहिर है, विकल्प 1 और 2 निरर्थक हैं, क्योंकि डिजिटल हस्ताक्षर सत्यापन के दौरान उनका हमेशा पता लगाया जाएगा। केवल विकल्प 3 ही समझ में आता है, और यदि कोई हमलावर अपनी गुप्त कुंजी पर डिजिटल हस्ताक्षर बनाता है, तो उसे लेनदेन में मालिक की सार्वजनिक कुंजी से अलग, एक युग्मित सार्वजनिक कुंजी को सहेजने के लिए मजबूर किया जाता है। किसी हमलावर के लिए गलत डेटा थोपने का यही एकमात्र तरीका है।

आइए मान लें कि मालिक के पास चाबियों की एक निश्चित जोड़ी है - निजी और सार्वजनिक। बता दें कि इस जोड़ी से गुप्त कुंजी का उपयोग करके डेटा को डिजिटल हस्ताक्षर द्वारा प्रमाणित किया जाता है, और सार्वजनिक कुंजी को लेनदेन में दर्शाया जाता है। आइए यह भी मान लें कि यह सार्वजनिक कुंजी पहले रजिस्ट्री में दर्ज की गई है और इसकी प्रामाणिकता विश्वसनीय रूप से सत्यापित की गई है। फिर इस तथ्य से जालसाजी का संकेत मिलेगा कि लेनदेन की सार्वजनिक कुंजी रजिस्ट्री की सार्वजनिक कुंजी के अनुरूप नहीं है।

चलो ऊपर की राशि। स्वामी के पहले लेनदेन डेटा को संसाधित करते समय, रजिस्ट्री में दर्ज की गई सार्वजनिक कुंजी की प्रामाणिकता को सत्यापित करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, रजिस्ट्री से कुंजी पढ़ें और सुरक्षा परिधि (सापेक्ष अजेयता का क्षेत्र) के भीतर मालिक की वास्तविक सार्वजनिक कुंजी के साथ इसकी तुलना करें। यदि कुंजी की प्रामाणिकता की पुष्टि की जाती है और प्लेसमेंट पर इसकी दृढ़ता की गारंटी दी जाती है, तो बाद के लेनदेन से कुंजी की प्रामाणिकता की रजिस्ट्री से कुंजी के साथ तुलना करके आसानी से पुष्टि/अस्वीकार किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, रजिस्ट्री की कुंजी को संदर्भ नमूने के रूप में उपयोग किया जाता है। अन्य सभी स्वामी लेनदेन समान रूप से संसाधित किए जाते हैं।

लेनदेन को इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल हस्ताक्षर द्वारा प्रमाणित किया जाता है - यह वह जगह है जहां गुप्त कुंजी की आवश्यकता होती है, और एक नहीं, बल्कि एक साथ दो - एक सेवा कुंजी और एक वॉलेट कुंजी। दो गुप्त कुंजियों के उपयोग के लिए धन्यवाद, सुरक्षा का आवश्यक स्तर सुनिश्चित किया जाता है - आखिरकार, सेवा गुप्त कुंजी अन्य उपयोगकर्ताओं को ज्ञात हो सकती है, जबकि वॉलेट की गुप्त कुंजी केवल साधारण कुंजी जोड़ी के मालिक को ही ज्ञात होती है। हमने ऐसे दो-कुंजी हस्ताक्षर को "समेकित" डिजिटल हस्ताक्षर कहा है।

गैर-शून्य लेनदेन का सत्यापन दो सार्वजनिक कुंजी का उपयोग करके किया जाता है: वॉलेट और सेवा कुंजी। सत्यापन प्रक्रिया को दो मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है: पहला वॉलेट की सार्वजनिक कुंजी के डाइजेस्ट की जांच करना है, और दूसरा लेनदेन के इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल हस्ताक्षर की जांच करना है, वही समेकित जो दो गुप्त कुंजी का उपयोग करके बनाया गया था ( बटुआ और सेवा)। यदि डिजिटल हस्ताक्षर की वैधता की पुष्टि हो जाती है, तो अतिरिक्त सत्यापन के बाद लेनदेन को रजिस्टर में दर्ज किया जाता है।

एक तार्किक प्रश्न उठ सकता है: कैसे जांचें कि कोई लेनदेन शून्य लेनदेन के रूप में "रूट" के साथ एक विशिष्ट श्रृंखला से संबंधित है या नहीं? इस प्रयोजन के लिए, सत्यापन प्रक्रिया को एक और चरण - कनेक्टिविटी जाँच के साथ पूरक किया गया है। यहीं पर हमें पहले दो क्षेत्रों के डेटा की आवश्यकता होगी, जिन्हें हमने अब तक नजरअंदाज किया है।

आइए कल्पना करें कि हमें यह जांचने की आवश्यकता है कि क्या लेनदेन संख्या 3 वास्तव में लेनदेन संख्या 2 के बाद आती है। ऐसा करने के लिए, संयुक्त हैशिंग विधि का उपयोग करके, लेनदेन संख्या 2 के तीसरे, चौथे और पांचवें फ़ील्ड के डेटा के लिए हैश फ़ंक्शन मान की गणना की जाती है। फिर लेनदेन संख्या 3 के पहले क्षेत्र से डेटा का संयोजन और लेनदेन संख्या 2 के तीसरे, चौथे और पांचवें क्षेत्र से डेटा के लिए पहले प्राप्त संयुक्त हैश फ़ंक्शन मान का प्रदर्शन किया जाता है। यह सब दो हैश फ़ंक्शन SHA256 और RIPEMD160 के माध्यम से भी चलाया जाता है। यदि प्राप्त मूल्य लेनदेन संख्या 2 के दूसरे क्षेत्र में डेटा से मेल खाता है, तो चेक पास हो जाता है और कनेक्शन की पुष्टि हो जाती है। इसे नीचे दिए गए आंकड़ों में अधिक स्पष्ट रूप से दिखाया गया है।

सामान्य शब्दों में, अधिसूचना तैयार करने और रजिस्टर में दर्ज करने की तकनीक बिल्कुल इसी तरह दिखती है। सूचनाओं की श्रृंखला बनाने की प्रक्रिया का एक दृश्य चित्रण निम्नलिखित चित्र में प्रस्तुत किया गया है:

इस पाठ में, हम उन विवरणों पर ध्यान नहीं देंगे, जो निस्संदेह मौजूद हैं, और विकेंद्रीकृत सार्वजनिक कुंजी बुनियादी ढांचे के विचार पर चर्चा करेंगे।

इसलिए, चूंकि आवेदक स्वयं अधिसूचनाओं के पंजीकरण के लिए एक आवेदन जमा करता है, जो सीए डेटाबेस में नहीं, बल्कि रजिस्ट्री में संग्रहीत होते हैं, डीपीकेआई के मुख्य वास्तुशिल्प घटकों पर विचार किया जाना चाहिए:

1. वैध सूचनाओं का रजिस्टर (आरडीएन)।
2. निरस्त अधिसूचनाओं का रजिस्टर (आरओएन)।
3. निलंबित सूचनाओं का रजिस्टर (आरपीएन)।

सार्वजनिक कुंजियों के बारे में जानकारी हैश फ़ंक्शन मानों के रूप में आरडीएन/आरओएन/आरपीएन में संग्रहीत की जाती है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि ये या तो अलग-अलग रजिस्ट्रियां हो सकती हैं, या अलग-अलग श्रृंखलाएं, या एकल रजिस्ट्री के हिस्से के रूप में एक श्रृंखला भी हो सकती हैं, जब एक सामान्य सार्वजनिक कुंजी (निरस्तीकरण, निलंबन, आदि) की स्थिति के बारे में जानकारी दर्ज की जाती है। संबंधित कोड मान के रूप में डेटा संरचना का चौथा क्षेत्र। DPKI के वास्तुशिल्प कार्यान्वयन के लिए कई अलग-अलग विकल्प हैं, और एक या दूसरे का चुनाव कई कारकों पर निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, सार्वजनिक कुंजी संग्रहीत करने के लिए दीर्घकालिक मेमोरी की लागत जैसे अनुकूलन मानदंड आदि।

इस प्रकार, डीपीकेआई, यदि सरल नहीं है, तो कम से कम वास्तुशिल्प जटिलता के संदर्भ में एक केंद्रीकृत समाधान के बराबर हो सकता है।

मुख्य प्रश्न बना हुआ है - प्रौद्योगिकी को लागू करने के लिए कौन सी रजिस्ट्री उपयुक्त है?

रजिस्ट्री के लिए मुख्य आवश्यकता किसी भी प्रकार के लेनदेन उत्पन्न करने की क्षमता है। बहीखाता का सबसे प्रसिद्ध उदाहरण बिटकॉइन नेटवर्क है। लेकिन ऊपर वर्णित तकनीक को लागू करते समय, कुछ कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं: मौजूदा स्क्रिप्टिंग भाषा की सीमाएँ, डेटा के मनमाने सेट को संसाधित करने के लिए आवश्यक तंत्र की कमी, मनमाने प्रकार के लेनदेन उत्पन्न करने के तरीके, और भी बहुत कुछ।

ENCRY में हमने ऊपर बताई गई समस्याओं को हल करने का प्रयास किया और एक रजिस्ट्री विकसित की, जिसके, हमारी राय में, कई फायदे हैं, अर्थात्:

• कई प्रकार के लेनदेन का समर्थन करता है: यह परिसंपत्तियों का आदान-प्रदान कर सकता है (अर्थात, वित्तीय लेनदेन कर सकता है) और एक मनमानी संरचना के साथ लेनदेन बना सकता है,
• डेवलपर्स के पास मालिकाना प्रोग्रामिंग भाषा प्रिज्मलैंग तक पहुंच है, जो विभिन्न तकनीकी समस्याओं को हल करते समय आवश्यक लचीलापन प्रदान करती है,
• मनमाने डेटा सेट को संसाधित करने के लिए एक तंत्र प्रदान किया गया है।

यदि हम सरलीकृत दृष्टिकोण अपनाएँ, तो क्रियाओं का निम्नलिखित क्रम घटित होता है:

1. आवेदक DPKI के साथ पंजीकृत होता है और एक डिजिटल वॉलेट प्राप्त करता है। वॉलेट पता वॉलेट की सार्वजनिक कुंजी का हैश मान है। वॉलेट की निजी कुंजी केवल आवेदक को ही पता होती है।
2. पंजीकृत विषय को सेवा गुप्त कुंजी तक पहुंच प्रदान की जाती है।
3. विषय एक शून्य लेनदेन उत्पन्न करता है और इसे वॉलेट की गुप्त कुंजी का उपयोग करके डिजिटल हस्ताक्षर के साथ सत्यापित करता है।
4. यदि शून्य के अलावा कोई लेनदेन होता है, तो इसे दो गुप्त कुंजियों का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल हस्ताक्षर द्वारा प्रमाणित किया जाता है: एक वॉलेट और एक सेवा।
5. विषय पूल में लेनदेन सबमिट करता है।
6. ENCRY नेटवर्क नोड पूल से लेनदेन को पढ़ता है और डिजिटल हस्ताक्षर, साथ ही लेनदेन की कनेक्टिविटी की जांच करता है।
7. यदि डिजिटल हस्ताक्षर वैध है और कनेक्शन की पुष्टि हो गई है, तो यह लेनदेन को रजिस्टर में दर्ज करने के लिए तैयार करता है।

यहां रजिस्ट्री एक वितरित डेटाबेस के रूप में कार्य करती है जो वैध, रद्द और निलंबित सूचनाओं के बारे में जानकारी संग्रहीत करती है।

बेशक, विकेंद्रीकरण कोई रामबाण इलाज नहीं है। प्राथमिक उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण की मूलभूत समस्या कहीं भी गायब नहीं होती है: यदि वर्तमान में आवेदक का सत्यापन सीआर द्वारा किया जाता है, तो डीपीकेआई में सत्यापन को समुदाय के सदस्यों को सौंपने और गतिविधि को प्रोत्साहित करने के लिए वित्तीय प्रेरणा का उपयोग करने का प्रस्ताव है। ओपन सोर्स सत्यापन तकनीक सर्वविदित है। व्यवहार में ऐसे सत्यापन की प्रभावशीलता की पुष्टि की गई है। आइए हम फिर से ऑनलाइन प्रकाशन बेलिंगकैट की कई हाई-प्रोफाइल जांचों को याद करें।

लेकिन सामान्य तौर पर, निम्नलिखित तस्वीर उभरती है: डीपीकेआई केंद्रीकृत पीकेआई की सभी नहीं तो कई कमियों को ठीक करने का एक अवसर है।

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स्रोत: www.habr.com