मोनेरो में गोपनीय लेनदेन, या अज्ञात चीजों को अज्ञात गंतव्यों पर कैसे स्थानांतरित किया जाए

हम मोनेरो ब्लॉकचेन के बारे में अपनी श्रृंखला जारी रखते हैं, और आज का लेख रिंगसीटी (रिंग गोपनीय लेनदेन) प्रोटोकॉल पर केंद्रित होगा, जो गोपनीय लेनदेन और नए रिंग हस्ताक्षर पेश करता है। दुर्भाग्य से, यह कैसे काम करता है, इसके बारे में इंटरनेट पर बहुत कम जानकारी है और हमने इस अंतर को भरने का प्रयास किया है।

हम इस बारे में बात करेंगे कि नेटवर्क इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके स्थानांतरण राशि को कैसे छिपाता है, उन्होंने क्लासिक क्रिप्टोनोट रिंग हस्ताक्षरों को क्यों छोड़ दिया, और यह तकनीक आगे कैसे विकसित होगी।

चूँकि यह प्रोटोकॉल मोनेरो की सबसे जटिल तकनीकों में से एक है, पाठक को इस ब्लॉकचेन के डिज़ाइन का बुनियादी ज्ञान और अण्डाकार वक्र क्रिप्टोग्राफी का ज्ञान होना आवश्यक होगा (इस ज्ञान को बढ़ाने के लिए, आप हमारे पहले अध्याय पढ़ सकते हैं) के बारे में पिछला लेख बहुहस्ताक्षर).

रिंगसीटी प्रोटोकॉल

क्रिप्टोनोट मुद्राओं पर संभावित हमलों में से एक भेजे गए लेनदेन की राशि और समय के ज्ञान के आधार पर ब्लॉकचेन विश्लेषण है। यह अनुमति देता है हमलावर की रुचि के निकास के लिए खोज क्षेत्र को महत्वपूर्ण रूप से सीमित कर दिया गया है। इस तरह के विश्लेषण से बचाने के लिए, मोनेरो ने एक गुमनाम लेनदेन प्रोटोकॉल लागू किया है जो नेटवर्क पर स्थानांतरण की मात्रा को पूरी तरह से छुपाता है।

गौरतलब है कि रकम छुपाने का विचार नया नहीं है. बिटकॉइन कोर डेवलपर ग्रेग मैक्सवेल इसका वर्णन करने वाले पहले लोगों में से एक थे लेख गोपनीय लेनदेन. रिंगसीटी का वर्तमान कार्यान्वयन रिंग हस्ताक्षर (चाहे उनके बिना) का उपयोग करने की संभावना के साथ इसका संशोधन है, और इसी तरह इसे इसका नाम मिला - रिंग गोपनीय लेनदेन।

अन्य बातों के अलावा, प्रोटोकॉल धूल आउटपुट के मिश्रण की समस्याओं से छुटकारा पाने में मदद करता है - एक छोटी राशि के आउटपुट (आमतौर पर लेनदेन से परिवर्तन के रूप में प्राप्त होते हैं), जिसने उनके मूल्य से अधिक समस्याएं पैदा कीं।

जनवरी 2017 में, मोनेरो नेटवर्क का एक हार्ड फोर्क हुआ, जिससे गोपनीय लेनदेन के वैकल्पिक उपयोग की अनुमति मिली। और उसी वर्ष सितंबर में, संस्करण 6 हार्ड फोर्क के साथ, ऐसे लेनदेन नेटवर्क पर केवल अनुमत लेनदेन बन गए।

रिंगसीटी एक साथ कई तंत्रों का उपयोग करता है: मल्टीलेयर लिंक्ड स्पॉन्टेनियस एनोनिमस ग्रुप सिग्नेचर (मल्टीलेयर लिंकेबल स्पॉन्टेनियस एनोनिमस ग्रुप सिग्नेचर, इसके बाद एमएलएसएजी के रूप में संदर्भित), एक प्रतिबद्धता योजना (पेडरसन कमिटमेंट्स) और रेंज प्रूफ (इस शब्द का रूसी में कोई स्थापित अनुवाद नहीं है) .

रिंगसीटी प्रोटोकॉल दो प्रकार के गुमनाम लेनदेन पेश करता है: सरल और पूर्ण। वॉलेट पहला उत्पन्न करता है जब लेनदेन एक से अधिक इनपुट का उपयोग करता है, दूसरा - विपरीत स्थिति में। वे लेन-देन की रकम और एमएलएसएजी हस्ताक्षर के साथ हस्ताक्षरित डेटा के सत्यापन में भिन्न हैं (हम इसके बारे में नीचे अधिक बात करेंगे)। इसके अलावा, पूर्ण प्रकार के लेनदेन किसी भी संख्या में इनपुट के साथ उत्पन्न किए जा सकते हैं, इसमें कोई बुनियादी अंतर नहीं है। किताब में "शून्य से मोनेरो" इस संबंध में कहा जाता है कि पूर्ण लेनदेन को एक इनपुट तक सीमित करने का निर्णय जल्दबाजी में लिया गया था और भविष्य में इसमें बदलाव हो सकता है।

एमएलएसएजी हस्ताक्षर

आइए याद रखें कि हस्ताक्षरित लेनदेन इनपुट क्या हैं। प्रत्येक लेनदेन कुछ धनराशि खर्च करता है और उत्पन्न करता है। धन का सृजन लेन-देन आउटपुट (एक सीधा सादृश्य बिल है) बनाकर होता है, और जो आउटपुट लेन-देन खर्च करता है (आखिरकार, वास्तविक जीवन में हम बैंक नोट खर्च करते हैं) वह इनपुट बन जाता है (सावधान रहें, भ्रमित होना बहुत आसान है) यहाँ)।

एक इनपुट कई आउटपुट को संदर्भित करता है, लेकिन केवल एक को खर्च करता है, इस प्रकार एक "स्मोकस्क्रीन" बनता है जिससे अनुवाद इतिहास का विश्लेषण करना मुश्किल हो जाता है। यदि किसी लेनदेन में एक से अधिक इनपुट हैं, तो ऐसी संरचना को मैट्रिक्स के रूप में दर्शाया जा सकता है, जहां पंक्तियाँ इनपुट हैं और कॉलम मिश्रित आउटपुट हैं। नेटवर्क को यह साबित करने के लिए कि लेनदेन बिल्कुल अपने आउटपुट (उनकी गुप्त कुंजियों को जानता है) खर्च करता है, इनपुट पर रिंग हस्ताक्षर के साथ हस्ताक्षर किए जाते हैं। ऐसा हस्ताक्षर यह गारंटी देता है कि हस्ताक्षरकर्ता किसी भी कॉलम के सभी तत्वों की गुप्त कुंजियाँ जानता है।

गोपनीय लेन-देन अब क्लासिक लेन-देन का उपयोग नहीं करते cryptonote रिंग हस्ताक्षर, उन्हें एमएलएसएजी द्वारा प्रतिस्थापित किया गया - एकाधिक इनपुट के लिए अनुकूलित समान सिंगल-लेयर रिंग हस्ताक्षर का एक संस्करण, एलएसएजी.

उन्हें मल्टीलेयर कहा जाता है क्योंकि वे एक साथ कई इनपुट पर हस्ताक्षर करते हैं, जिनमें से प्रत्येक को कई अन्य के साथ मिश्रित किया जाता है, यानी एक मैट्रिक्स पर हस्ताक्षर किया जाता है, न कि एक पंक्ति पर। जैसा कि हम बाद में देखेंगे, यह हस्ताक्षर आकार को बचाने में मदद करता है।

आइए एक लेन-देन के उदाहरण का उपयोग करके देखें कि रिंग सिग्नेचर कैसे बनता है, जो 2 वास्तविक आउटपुट खर्च करता है और मिश्रण के लिए ब्लॉकचेन से एम - 1 यादृच्छिक आउटपुट का उपयोग करता है। आइए हम उन आउटपुट की सार्वजनिक कुंजी को निरूपित करें जिन्हें हम खर्च करते हैं
, और तदनुसार उनके लिए मुख्य चित्र: इस प्रकार, हमें आकार का एक मैट्रिक्स मिलता है 2 एक्स मी. सबसे पहले, हमें आउटपुट की प्रत्येक जोड़ी के लिए तथाकथित चुनौतियों की गणना करने की आवश्यकता है:

हम आउटपुट के साथ गणना शुरू करते हैं, जिसे हम उनकी सार्वजनिक कुंजी का उपयोग करके खर्च करते हैं:और यादृच्छिक संख्याएँपरिणामस्वरूप, हमें निम्नलिखित मान प्राप्त होते हैं:
, जिसका उपयोग हम चुनौती की गणना करने के लिए करते हैं
आउटपुट की अगली जोड़ी (यह समझना आसान बनाने के लिए कि हम क्या प्रतिस्थापित कर रहे हैं, हमने इन मानों को अलग-अलग रंगों में हाइलाइट किया है)। निम्नलिखित सभी मानों की गणना पहले चित्रण में दिए गए सूत्रों का उपयोग करके एक सर्कल में की जाती है। गणना करने वाली आखिरी चीज़ वास्तविक आउटपुट की एक जोड़ी के लिए चुनौती है।

जैसा कि हम देख सकते हैं, वास्तविक आउटपुट वाले कॉलम को छोड़कर सभी कॉलम यादृच्छिक रूप से उत्पन्न संख्याओं का उपयोग करते हैं. के लिए π- कॉलम हमें उनकी भी आवश्यकता होगी। आइए परिवर्तन करेंएस में:
हस्ताक्षर स्वयं इन सभी मूल्यों का एक समूह है:

फिर यह डेटा एक लेनदेन में लिखा जाता है।

जैसा कि हम देख सकते हैं, एमएलएसएजी में केवल एक चुनौती है c0, जो आपको हस्ताक्षर के आकार को बचाने की अनुमति देता है (जिसके लिए पहले से ही बहुत अधिक स्थान की आवश्यकता होती है)। इसके अलावा, कोई भी निरीक्षक, डेटा का उपयोग कर रहा है, मान c1,…, सेमी को पुनर्स्थापित करता है और उसकी जाँच करता है. इस प्रकार, हमारी रिंग बंद हो गई है और हस्ताक्षर सत्यापित हो गया है।

पूर्ण प्रकार के रिंगसीटी लेनदेन के लिए, मिश्रित आउटपुट के साथ मैट्रिक्स में एक और पंक्ति जोड़ी जाती है, लेकिन हम इसके बारे में नीचे बात करेंगे।

पेडर्सन कमिटमेंट

दायित्व योजनाएँ (अंग्रेजी शब्द कमिटमेंट्स का अधिक बार उपयोग किया जाता है) का उपयोग इसलिए किया जाता है ताकि एक पक्ष यह साबित कर सके कि वे एक निश्चित रहस्य (संख्या) को वास्तव में प्रकट किए बिना जानते हैं। उदाहरण के लिए, आप पासे पर एक निश्चित संख्या घुमाते हैं, प्रतिबद्धता पर विचार करते हैं और इसे सत्यापन करने वाली पार्टी को दे देते हैं। इस प्रकार, गुप्त संख्या का खुलासा करने के समय, सत्यापनकर्ता स्वतंत्र रूप से प्रतिबद्धता की गणना करता है, जिससे यह सुनिश्चित हो जाता है कि आपने उसे धोखा नहीं दिया है।

मोनेरो प्रतिबद्धताओं का उपयोग हस्तांतरण की मात्रा को छिपाने और सबसे आम विकल्प - पेडर्सन प्रतिबद्धताओं का उपयोग करने के लिए किया जाता है। वैसे, एक दिलचस्प तथ्य - सबसे पहले डेवलपर्स ने सामान्य मिश्रण द्वारा मात्रा को छिपाने का प्रस्ताव रखा, यानी, अनिश्चितता लाने के लिए मनमानी मात्रा के लिए आउटपुट जोड़ना, लेकिन फिर उन्होंने प्रतिबद्धताओं पर स्विच किया (यह एक तथ्य नहीं है कि उन्होंने बचत की) लेन-देन का आकार, जैसा कि हम नीचे देखेंगे)।
सामान्य तौर पर, प्रतिबद्धता इस तरह दिखती है:
जहाँ C - प्रतिबद्धता का अर्थ ही, a - छिपी हुई राशि, H अण्डाकार वक्र (अतिरिक्त जनरेटर) पर एक निश्चित बिंदु है, और x - किसी प्रकार का मनमाना मुखौटा, एक छिपाव कारक जो बेतरतीब ढंग से उत्पन्न होता है। यहां मुखौटे की आवश्यकता है ताकि कोई तीसरा पक्ष प्रतिबद्धता के मूल्य का अनुमान न लगा सके।

जब कोई नया आउटपुट उत्पन्न होता है, तो वॉलेट इसके लिए प्रतिबद्धता की गणना करता है, और जब खर्च किया जाता है, तो यह या तो पीढ़ी के दौरान गणना की गई मूल्य लेता है या लेनदेन के प्रकार के आधार पर इसे पुनर्गणना करता है।

रिंगसीटी सरल

सरल रिंगसीटी लेन-देन के मामले में, यह सुनिश्चित करने के लिए कि लेन-देन ने इनपुट की मात्रा के बराबर मात्रा में आउटपुट तैयार किया है (हवा से पैसे का उत्पादन नहीं किया है), यह आवश्यक है कि पहले और दूसरे की प्रतिबद्धताओं का योग हो सभी एक जैसे हों, अर्थात्:

प्रतिबद्धता आयोग इसे थोड़ा अलग तरीके से मानते हैं - बिना मुखौटे के:
जहां a - कमीशन की राशि, यह सार्वजनिक रूप से उपलब्ध है।

यह दृष्टिकोण हमें भरोसेमंद पक्ष को यह साबित करने की अनुमति देता है कि हम उन्हें बताए बिना समान मात्रा का उपयोग कर रहे हैं।

चीजों को स्पष्ट करने के लिए, आइए एक उदाहरण देखें। मान लीजिए कि एक लेन-देन 10 और 5 एक्सएमआर के दो आउटपुट (मतलब वे इनपुट बन जाते हैं) खर्च करता है और 12 एक्सएमआर के तीन आउटपुट उत्पन्न करता है: 3, 4 और 5 एक्सएमआर। साथ ही, वह 3 एक्सएमआर का कमीशन देता है। इस प्रकार, खर्च की गई धनराशि और उत्पन्न राशि और कमीशन 15 एक्सएमआर के बराबर है। आइए प्रतिबद्धताओं की गणना करने का प्रयास करें और उनकी मात्रा में अंतर देखें (गणित याद रखें):

यहां हम देखते हैं कि समीकरण को अभिसरण करने के लिए, हमें इनपुट और आउटपुट मास्क का योग समान होना चाहिए। ऐसा करने के लिए, वॉलेट यादृच्छिक रूप से उत्पन्न होता है X1, y1, y2 और y3, और शेष x2 इस प्रकार गणना करता है:

इन मुखौटों का उपयोग करके, हम राशि का खुलासा किए बिना, किसी भी सत्यापनकर्ता को यह साबित कर सकते हैं कि हम जितना खर्च करते हैं उससे अधिक धन उत्पन्न नहीं करते हैं। मूल, सही?

रिंगसीटी पूर्ण

पूर्ण रिंगसीटी लेनदेन में, स्थानांतरण राशि की जाँच करना थोड़ा अधिक जटिल है। इन लेनदेन में, वॉलेट इनपुट के लिए प्रतिबद्धताओं की पुनर्गणना नहीं करता है, बल्कि उत्पन्न होने पर गणना की गई प्रतिबद्धताओं का उपयोग करता है। इस मामले में, हमें यह मान लेना चाहिए कि अब हमें शून्य के बराबर योगों में अंतर नहीं मिलेगा, बल्कि इसके बजाय:

यहां z - इनपुट और आउटपुट मास्क के बीच अंतर। अगर हम विचार करें zG एक सार्वजनिक कुंजी के रूप में (जो वास्तव में यह है), तो z निजी कुंजी है. इस प्रकार, हम सार्वजनिक और संबंधित निजी कुंजियाँ जानते हैं। इस डेटा को हाथ में लेकर, हम इसे एमएलएसएजी रिंग सिग्नेचर में मिश्रित आउटपुट की सार्वजनिक कुंजी के साथ उपयोग कर सकते हैं:

इस प्रकार, एक वैध रिंग हस्ताक्षर यह सुनिश्चित करेगा कि हम किसी एक कॉलम की सभी निजी कुंजियों को जानते हैं, और हम केवल अंतिम पंक्ति में निजी कुंजी को जान सकते हैं यदि लेनदेन खर्च की तुलना में अधिक धन उत्पन्न नहीं करता है। वैसे, यहां इस सवाल का जवाब है कि "प्रतिबद्धताओं की मात्रा में अंतर शून्य क्यों नहीं होता" - यदि जेडजी = 0, फिर हम वास्तविक आउटपुट के साथ कॉलम का विस्तार करेंगे।

धनराशि प्राप्त करने वाले को कैसे पता चलता है कि उसे कितनी धनराशि भेजी गई थी? यहां सब कुछ सरल है - लेन-देन का प्रेषक और प्राप्तकर्ता डिफी-हेलमैन प्रोटोकॉल का उपयोग करके कुंजियों का आदान-प्रदान करते हैं, लेन-देन कुंजी और प्राप्तकर्ता की दृश्य कुंजी का उपयोग करते हैं और साझा रहस्य की गणना करते हैं। प्रेषक लेनदेन के विशेष क्षेत्रों में, इस साझा कुंजी के साथ एन्क्रिप्टेड आउटपुट मात्रा के बारे में डेटा लिखता है।

रेंज प्रमाण

यदि आप प्रतिबद्धताओं में राशि के रूप में ऋणात्मक संख्या का उपयोग करते हैं तो क्या होता है? इससे अतिरिक्त सिक्कों का सृजन हो सकता है! यह परिणाम अस्वीकार्य है, इसलिए हमें यह गारंटी देने की आवश्यकता है कि हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली राशियाँ नकारात्मक नहीं हैं (इन राशियों का खुलासा किए बिना, निश्चित रूप से, अन्यथा बहुत सारा काम है और सब व्यर्थ है)। दूसरे शब्दों में, हमें यह सिद्ध करना होगा कि योग अंतराल में है [0, 2एन - 1].

ऐसा करने के लिए, प्रत्येक आउटपुट के योग को बाइनरी अंकों में विभाजित किया जाता है और प्रतिबद्धता की गणना प्रत्येक अंक के लिए अलग से की जाती है। एक उदाहरण से यह देखना बेहतर होगा कि ऐसा कैसे होता है।

आइए मान लें कि हमारी राशियाँ छोटी हैं और 4 बिट्स में फिट होती हैं (व्यवहार में यह 64 बिट्स है), और हम 5 एक्सएमआर का आउटपुट बनाते हैं। हम प्रत्येक श्रेणी के लिए प्रतिबद्धताओं और संपूर्ण राशि के लिए कुल प्रतिबद्धता की गणना करते हैं:
इसके बाद, प्रत्येक प्रतिबद्धता को एक सरोगेट के साथ मिलाया जाता है (Ci-2iH) और 2015 में ग्रेग मैक्सवेल द्वारा प्रस्तावित बोर्रोमो रिंग सिग्नेचर (एक और रिंग सिग्नेचर) के साथ जोड़े में हस्ताक्षर किए गए हैं (आप इसके बारे में अधिक पढ़ सकते हैं) यहां):
कुल मिलाकर, इसे रेंज प्रूफ कहा जाता है और यह आपको यह सुनिश्चित करने की अनुमति देता है कि प्रतिबद्धताएं रेंज में मात्रा का उपयोग करती हैं [0, 2एन - 1].

आगे क्या है?

वर्तमान कार्यान्वयन में, रेंज प्रूफ़ बहुत अधिक स्थान लेते हैं - प्रति आउटपुट 6176 बाइट्स। इससे बड़े लेनदेन होते हैं और इसलिए अधिक शुल्क लगता है। मोनेरो लेनदेन के आकार को कम करने के लिए, डेवलपर्स बोर्रोमो हस्ताक्षर के बजाय बुलेटप्रूफ पेश कर रहे हैं - बिटवाइज़ प्रतिबद्धताओं के बिना एक रेंज प्रूफ तंत्र। कुछ अनुमानों के अनुसार, वे रेंज प्रूफ के आकार को 94% तक कम करने में सक्षम हैं। वैसे, जुलाई के मध्य में तकनीक खत्म हो गई लेखा परीक्षा कुडेल्स्की सिक्योरिटी से, जिसने न तो प्रौद्योगिकी में और न ही इसके कार्यान्वयन में कोई महत्वपूर्ण कमी प्रकट की। प्रौद्योगिकी का उपयोग पहले से ही परीक्षण नेटवर्क में किया जा रहा है, और नए हार्ड फोर्क के साथ, यह संभवतः मुख्य नेटवर्क में स्थानांतरित हो सकता है।

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स्रोत: www.habr.com