DPKI: ცენტრალიზებული PKI-ს ნაკლოვანებების აღმოფხვრა ბლოკჩეინის გამოყენებით

საიდუმლო არ არის, რომ ერთ-ერთი ხშირად გამოყენებული დამხმარე ინსტრუმენტი, რომლის გარეშეც შეუძლებელია მონაცემთა დაცვა ღია ქსელებში, არის ციფრული სერტიფიკატის ტექნოლოგია. თუმცა, საიდუმლო არ არის, რომ ტექნოლოგიის მთავარი ნაკლი არის ციფრული სერთიფიკატების გაცემის ცენტრების უპირობო ნდობა. ENCRY-ის ტექნოლოგიებისა და ინოვაციების დირექტორმა ანდრეი ჩმორამ შემოგვთავაზა ორგანიზების ახალი მიდგომა საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურა (საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურა, PKI), რომელიც ხელს შეუწყობს არსებული ხარვეზების აღმოფხვრას და რომელიც იყენებს განაწილებული ლეჯერის (ბლოკჩეინის) ტექნოლოგიას. მაგრამ პირველ რიგში.

თუ იცნობთ, თუ როგორ მუშაობს თქვენი ამჟამინდელი საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურა და იცით მისი ძირითადი ნაკლოვანებები, შეგიძლიათ გადახვიდეთ იმაზე, რის შეცვლას გთავაზობთ ქვემოთ.

რა არის ციფრული ხელმოწერები და სერთიფიკატები?ინტერნეტში ურთიერთქმედება ყოველთვის გულისხმობს მონაცემთა გადაცემას. ჩვენ ყველას გვაქვს ინტერესი მონაცემთა უსაფრთხოდ გადაცემის უზრუნველსაყოფად. მაგრამ რა არის უსაფრთხოება? უსაფრთხოების ყველაზე მოთხოვნადი სერვისებია კონფიდენციალურობა, მთლიანობა და ავთენტურობა. ამ მიზნით ამჟამად გამოიყენება ასიმეტრიული კრიპტოგრაფიის, ანუ საჯარო გასაღებით კრიპტოგრაფიის მეთოდები.

დავიწყოთ იმით, რომ ამ მეთოდების გამოსაყენებლად, ურთიერთქმედების სუბიექტებს უნდა ჰქონდეთ ორი ინდივიდუალური დაწყვილებული გასაღები - საჯარო და საიდუმლო. მათი დახმარებით უზრუნველყოფილია უსაფრთხოების სერვისები, რომლებიც ზემოთ აღვნიშნეთ.

როგორ მიიღწევა ინფორმაციის გადაცემის კონფიდენციალურობა? მონაცემების გაგზავნამდე, გამომგზავნი აბონენტი შიფრავს (კრიპტოგრაფიულად გარდაქმნის) ღია მონაცემებს მიმღების საჯარო გასაღების გამოყენებით, ხოლო მიმღები შიფრავს მიღებულ შიფრტექსტს დაწყვილებული საიდუმლო გასაღების გამოყენებით.

როგორ მიიღწევა გადაცემული ინფორმაციის მთლიანობა და ავთენტურობა? ამ პრობლემის გადასაჭრელად სხვა მექანიზმი შეიქმნა. ღია მონაცემები არ არის დაშიფრული, მაგრამ კრიპტოგრაფიული ჰეშის ფუნქციის გამოყენების შედეგი - შეყვანილი მონაცემების თანმიმდევრობის "შეკუმშული" სურათი - გადაიცემა დაშიფრული ფორმით. ასეთი ჰეშირების შედეგს ეწოდება "დაიჯესტი" და ის დაშიფრულია გამგზავნი აბონენტის საიდუმლო გასაღების ("მოწმის") გამოყენებით. დაიჯესტის დაშიფვრის შედეგად მიიღება ციფრული ხელმოწერა. იგი, მკაფიო ტექსტთან ერთად, გადაეცემა მიმღებ აბონენტს („ვერიფიკატორი“). ის შიფრავს ციფრულ ხელმოწერას მოწმის საჯარო გასაღებზე და ადარებს მას კრიპტოგრაფიული ჰეშის ფუნქციის გამოყენების შედეგს, რომელსაც ვერიფიკატორი დამოუკიდებლად ითვლის მიღებულ ღია მონაცემებზე დაყრდნობით. თუ ისინი ემთხვევა, ეს მიუთითებს იმაზე, რომ მონაცემები გადაცემულია ავთენტური და სრული ფორმით გამომგზავნი აბონენტის მიერ და არა შეცვლილი თავდამსხმელის მიერ.

რესურსების უმეტესობა, რომლებიც მუშაობენ პერსონალურ მონაცემებთან და გადახდის ინფორმაციასთან (ბანკები, სადაზღვევო კომპანიები, ავიახაზები, გადახდის სისტემები, ასევე სამთავრობო პორტალები, როგორიცაა საგადასახადო სამსახური) აქტიურად იყენებენ ასიმეტრიულ კრიპტოგრაფიის მეთოდებს.

რა შუაშია ციფრული სერტიფიკატი? Ეს მარტივია. ორივე პირველი და მეორე პროცესი მოიცავს საჯარო გასაღებებს და რადგან ისინი თამაშობენ ცენტრალურ როლს, ძალიან მნიშვნელოვანია იმის უზრუნველყოფა, რომ გასაღებები რეალურად ეკუთვნის გამგზავნს (მოწმეს, ხელმოწერის დამოწმების შემთხვევაში) ან მიმღებს და არ არის შეცვალა თავდამსხმელთა გასაღებები. სწორედ ამიტომ არსებობს ციფრული სერთიფიკატები საჯარო გასაღების ავთენტურობისა და მთლიანობის უზრუნველსაყოფად.

შენიშვნა: საჯარო გასაღების ავთენტურობა და მთლიანობა დასტურდება ზუსტად ისევე, როგორც საჯარო მონაცემების ავთენტურობა და მთლიანობა, ანუ ელექტრონული ციფრული ხელმოწერის (EDS) გამოყენებით.
საიდან მოდის ციფრული სერთიფიკატები?სანდო სერტიფიცირების ორგანოები, ან სერტიფიკაციის ორგანოები (CAs), პასუხისმგებელნი არიან ციფრული სერთიფიკატების გაცემასა და შენარჩუნებაზე. განმცხადებელი ითხოვს სერთიფიკატის გაცემას CA-სგან, გადის იდენტიფიკაციას სარეგისტრაციო ცენტრში (CR) და იღებს ცნობას CA-სგან. CA გარანტიას იძლევა, რომ სერტიფიკატის საჯარო გასაღები ეკუთვნის ზუსტად იმ ერთეულს, რომლისთვისაც იგი გაიცა.

თუ თქვენ არ დაადასტურებთ საჯარო გასაღების ავთენტურობას, მაშინ თავდამსხმელს ამ გასაღების გადაცემის/შენახვისას შეუძლია შეცვალოს იგი თავისით. თუ ჩანაცვლება მოხდა, თავდამსხმელს შეეძლება გაშიფროს ყველაფერი, რასაც გამომგზავნი აბონენტი გადასცემს მიმღებ აბონენტს, ან შეცვალოს ღია მონაცემები საკუთარი შეხედულებისამებრ.

ციფრული სერთიფიკატები გამოიყენება ყველგან, სადაც ხელმისაწვდომია ასიმეტრიული კრიპტოგრაფია. ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ციფრული სერთიფიკატი არის SSL სერთიფიკატი HTTPS პროტოკოლით უსაფრთხო კომუნიკაციისთვის. SSL სერთიფიკატების გაცემაში ჩართულია სხვადასხვა იურისდიქციაში რეგისტრირებული ასობით კომპანია. ძირითადი წილი ხუთ-ათამდე დიდ სანდო ცენტრზე მოდის: IdenTrust, Comodo, GoDaddy, GlobalSign, DigiCert, CERTUM, Actalis, Secom, Trustwave.

CA და CR არის PKI-ს კომპონენტები, რომელიც ასევე მოიცავს:

• გახსენით დირექტორია – საჯარო მონაცემთა ბაზა, რომელიც უზრუნველყოფს ციფრული სერთიფიკატების უსაფრთხო შენახვას.
• სერთიფიკატის გაუქმების სია – საჯარო მონაცემთა ბაზა, რომელიც უზრუნველყოფს გაუქმებული საჯარო გასაღებების ციფრული სერთიფიკატების უსაფრთხო შენახვას (მაგალითად, დაწყვილებული პირადი გასაღების კომპრომისის გამო). ინფრასტრუქტურის სუბიექტებს შეუძლიათ დამოუკიდებლად წვდომა ამ მონაცემთა ბაზაში, ან მათ შეუძლიათ გამოიყენონ სპეციალიზებული ონლაინ სერტიფიცირების სტატუსის პროტოკოლი (OCSP), რომელიც ამარტივებს გადამოწმების პროცესს.
• სერთიფიკატის მომხმარებლები – მომსახურე PKI სუბიექტები, რომლებმაც დადეს მომხმარებლის შეთანხმება CA-სთან და ამოწმებენ ციფრული ხელმოწერის და/ან დაშიფვრის მონაცემებს სერტიფიკატის საჯარო გასაღების საფუძველზე.
• აბონენტები – ემსახურებოდა PKI სუბიექტებს, რომლებსაც აქვთ სერტიფიკატის საჯარო გასაღებთან დაწყვილებული საიდუმლო გასაღები და დადებული აქვთ სააბონენტო ხელშეკრულება CA-სთან. აბონენტს შეუძლია ერთდროულად იყოს სერტიფიკატის მომხმარებელი.

ამრიგად, საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურის სანდო პირები, რომლებიც მოიცავს CA-ებს, CR-ებს და ღია დირექტორიებს, პასუხისმგებელნი არიან:

1. განმცხადებლის ვინაობის ავთენტურობის შემოწმება.
2. საჯარო გასაღების სერტიფიკატის პროფილირება.
3. საჯარო გასაღების მოწმობის გაცემა იმ განმცხადებლისთვის, რომლის ვინაობაც საიმედოდ დადასტურებულია.
4. შეცვალეთ საჯარო გასაღების სერტიფიკატის სტატუსი.
5. საჯარო გასაღების სერტიფიკატის მიმდინარე სტატუსის შესახებ ინფორმაციის მიწოდება.

PKI-ს ნაკლოვანებები, რა არის ისინი?PKI-ს ფუნდამენტური ნაკლი არის სანდო პირების არსებობა.
მომხმარებლები უპირობოდ უნდა ენდონ CA და CR. მაგრამ, როგორც პრაქტიკა გვიჩვენებს, უპირობო ნდობა სავსეა სერიოზული შედეგებით.

ბოლო ათი წლის განმავლობაში, ამ სფეროში იყო რამდენიმე დიდი სკანდალი, რომელიც დაკავშირებულია ინფრასტრუქტურის მოწყვლადობასთან.

— 2010 წელს, Stuxnet malware-მა დაიწყო გავრცელება ონლაინში, ხელმოწერილი იყო RealTek-ისა და JMicron-ის მოპარული ციფრული სერთიფიკატების გამოყენებით.

- 2017 წელს Google-მა Symantec დაადანაშაულა დიდი რაოდენობით გაყალბებული სერთიფიკატების გაცემაში. იმ დროს Symantec იყო ერთ-ერთი უდიდესი CA წარმოების მოცულობის თვალსაზრისით. Google Chrome 70 ბრაუზერში ამ კომპანიისა და მისი შვილობილი ცენტრების GeoTrust-ისა და Thawte-ის მიერ გაცემული სერთიფიკატების მხარდაჭერა შეწყდა 1 წლის 2017 დეკემბრამდე.

CA-ები კომპრომეტირებული იყო და შედეგად ყველა დაზარალდა - თავად CA-ები, ასევე მომხმარებლები და აბონენტები. ინფრასტრუქტურისადმი ნდობა დაირღვა. გარდა ამისა, ციფრული სერთიფიკატები შესაძლოა დაიბლოკოს პოლიტიკური კონფლიქტების კონტექსტში, რაც ასევე იმოქმედებს მრავალი რესურსის მუშაობაზე. ეს არის ზუსტად ის, რისი შიშიც იყო რამდენიმე წლის წინ რუსეთის პრეზიდენტის ადმინისტრაციაში, სადაც 2016 წელს განიხილეს სახელმწიფო სერტიფიცირების ცენტრის შექმნის შესაძლებლობა, რომელიც გასცემს SSL სერთიფიკატებს RuNet-ის საიტებზე. დღევანდელი მდგომარეობა ისეთია, რომ რუსეთში სახელმწიფო პორტალებიც კი გამოყენება ამერიკული კომპანიების Comodo ან Thawte-ის (Symantec-ის შვილობილი) მიერ გაცემული ციფრული სერთიფიკატები.

არის კიდევ ერთი პრობლემა - კითხვა მომხმარებლების პირველადი ავთენტიფიკაცია (ავთენტიფიკაცია).. როგორ ამოვიცნოთ მომხმარებელი, რომელიც დაუკავშირდა CA-ს ციფრული სერტიფიკატის გაცემის მოთხოვნით პირდაპირი პირადი კონტაქტის გარეშე? ახლა ეს წყდება სიტუაციურად, ინფრასტრუქტურის შესაძლებლობებიდან გამომდინარე. რაღაც აღებულია ღია რეესტრებიდან (მაგალითად, ინფორმაცია იურიდიული პირების შესახებ, რომლებიც ითხოვენ სერთიფიკატებს); იმ შემთხვევებში, როდესაც განმცხადებლები არიან ფიზიკური პირები, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბანკის ოფისები ან საფოსტო ოფისები, სადაც მათი ვინაობა დადასტურებულია საიდენტიფიკაციო დოკუმენტების გამოყენებით, მაგალითად, პასპორტი.

რწმუნებათა სიგელების გაყალბების პრობლემა იმიჯის მიზნით, ფუნდამენტურია. აღვნიშნოთ, რომ ამ პრობლემის სრული გადაწყვეტა არ არსებობს ინფორმაციულ-თეორიული მიზეზების გამო: სარწმუნო ინფორმაციის აპრიორი ქონის გარეშე შეუძლებელია კონკრეტული საგნის ავთენტურობის დადასტურება ან უარყოფა. როგორც წესი, გადამოწმებისთვის საჭიროა წარადგინოთ განმცხადებლის ვინაობის დამადასტურებელი დოკუმენტების ნაკრები. არსებობს მრავალი განსხვავებული გადამოწმების მეთოდი, მაგრამ არცერთი მათგანი არ იძლევა დოკუმენტების ავთენტურობის სრულ გარანტიას. შესაბამისად, განმცხადებლის ვინაობის ავთენტურობა ასევე არ შეიძლება იყოს გარანტირებული.

როგორ შეიძლება ამ ხარვეზების აღმოფხვრა?თუ PKI-ის პრობლემები მის ამჟამინდელ მდგომარეობაში შეიძლება აიხსნას ცენტრალიზაციით, მაშინ ლოგიკურია ვივარაუდოთ, რომ დეცენტრალიზაცია დაეხმარება გამოვლენილი ხარვეზების ნაწილობრივ აღმოფხვრას.

დეცენტრალიზაცია არ გულისხმობს სანდო პირების არსებობას - თუ თქვენ შექმნით დეცენტრალიზებული საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურა (დეცენტრალიზებული საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურა, DPKI), მაშინ არც CA და არც CR არ არის საჭირო. მოდით, თავი დავანებოთ ციფრული სერთიფიკატის კონცეფციას და გამოვიყენოთ განაწილებული რეესტრი საჯარო გასაღებების შესახებ ინფორმაციის შესანახად. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ რეესტრს ვუწოდებთ ხაზოვან მონაცემთა ბაზას, რომელიც შედგება ინდივიდუალური ჩანაწერებისგან (ბლოკებისგან), რომლებიც დაკავშირებულია ბლოკჩეინის ტექნოლოგიის გამოყენებით. ციფრული სერტიფიკატის ნაცვლად შემოვიყვანთ „შეტყობინებების“ კონცეფციას.

როგორ გამოიყურება შეტყობინებების მიღების, გადამოწმებისა და გაუქმების პროცესი შემოთავაზებულ DPKI-ში:

1. თითოეული განმცხადებელი დამოუკიდებლად წარადგენს განცხადებას შეტყობინების შესახებ რეგისტრაციისას ფორმის შევსებით, რის შემდეგაც ქმნის ტრანზაქციას, რომელიც ინახება სპეციალიზებულ აუზში.

2. საჯარო გასაღების შესახებ ინფორმაცია, მფლობელის დეტალებთან და სხვა მეტამონაცემებთან ერთად, ინახება განაწილებულ რეესტრში და არა ციფრულ სერტიფიკატში, რომლის გაცემაზეც ცენტრალიზებულ PKI-ში პასუხისმგებელია CA.

3. განმცხადებლის ვინაობის ავთენტურობის შემოწმება ხდება ამის შემდეგ DPKI მომხმარებელთა საზოგადოების ერთობლივი ძალისხმევით და არა CR.

4. მხოლოდ ასეთი შეტყობინების მფლობელს შეუძლია შეცვალოს საჯარო გასაღების სტატუსი.

5. ნებისმიერს შეუძლია წვდომა განაწილებულ დავთარში და შეამოწმოს საჯარო გასაღების მიმდინარე სტატუსი.

შენიშვნა: განმცხადებლის ვინაობის საზოგადოების გადამოწმება შეიძლება ერთი შეხედვით არასანდო ჩანდეს. მაგრამ ჩვენ უნდა გვახსოვდეს, რომ დღესდღეობით ციფრული სერვისების ყველა მომხმარებელი აუცილებლად ტოვებს ციფრულ კვალს და ეს პროცესი მხოლოდ იმპულსის მოპოვებას გაგრძელდება. იურიდიული პირების ღია ელექტრონული რეესტრები, რუკები, რელიეფის გამოსახულების დიგიტალიზაცია, სოციალური ქსელები - ეს ყველაფერი საჯაროდ ხელმისაწვდომი ინსტრუმენტებია. მათ უკვე წარმატებით იყენებენ როგორც ჟურნალისტების, ისე ძალოვანი სტრუქტურების გამოძიების დროს. მაგალითად, საკმარისია გავიხსენოთ Bellingcat-ის ან ერთობლივი საგამოძიებო ჯგუფის JIT-ის გამოძიება, რომელიც მალაიზიური ბოინგის ჩამოვარდნის გარემოებებს სწავლობს.

როგორ იმუშავებს პრაქტიკაში დეცენტრალიზებული საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურა? მოდით ვისაუბროთ თავად ტექნოლოგიის აღწერაზე, რომელიც ჩვენ დაპატენტებულია 2018 წელს და ჩვენ სამართლიანად მიგვაჩნია ეს ჩვენი ნოუ-ჰაუ.

წარმოიდგინეთ, რომ არსებობს მფლობელი, რომელიც ფლობს ბევრ საჯარო გასაღებს, სადაც თითოეული გასაღები არის გარკვეული ტრანზაქცია, რომელიც ინახება რეესტრში. CA-ს არარსებობის შემთხვევაში, როგორ გესმით, რომ ყველა გასაღები ეკუთვნის ამ კონკრეტულ მფლობელს? ამ პრობლემის გადასაჭრელად იქმნება ნულოვანი ტრანზაქცია, რომელიც შეიცავს ინფორმაციას მფლობელისა და მისი საფულის შესახებ (საიდანაც დებეტირდება ტრანზაქციის რეესტრში განთავსების საკომისიო). ნულოვანი ტრანზაქცია არის ერთგვარი „წამყვანი“, რომელსაც დაერთვება შემდეგი ტრანზაქციები საჯარო გასაღებების შესახებ მონაცემებით. თითოეული ასეთი ტრანზაქცია შეიცავს სპეციალიზებულ მონაცემთა სტრუქტურას, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შეტყობინებას.

შეტყობინება არის მონაცემთა სტრუქტურირებული ნაკრები, რომელიც შედგება ფუნქციური ველებისგან და მოიცავს ინფორმაციას მფლობელის საჯარო გასაღების შესახებ, რომლის არსებობა გარანტირებულია განაწილებული რეესტრის ერთ-ერთ ასოცირებულ ჩანაწერში განთავსებით.

შემდეგი ლოგიკური კითხვაა როგორ ყალიბდება ნულოვანი ტრანზაქცია? ნულოვანი ტრანზაქცია - როგორც შემდგომი - არის ექვსი მონაცემთა ველის გაერთიანება. ნულოვანი ტრანზაქციის ფორმირებისას ჩართულია საფულის გასაღების წყვილი (საჯარო და დაწყვილებული საიდუმლო გასაღებები). გასაღებების ეს წყვილი ჩნდება იმ მომენტში, როდესაც მომხმარებელი დაარეგისტრირებს თავის საფულეს, საიდანაც ჩამოიჭრება საკომისიო რეესტრში ნულოვანი ტრანზაქციის განთავსებისთვის და, შემდგომში, შეტყობინებებით ოპერაციებისთვის.

როგორც ნახატზეა ნაჩვენები, საფულის საჯარო გასაღების დაიჯესტი წარმოიქმნება SHA256 და RIPEMD160 ჰეშის ფუნქციების თანმიმდევრული გამოყენებით. აქ RIPEMD160 პასუხისმგებელია მონაცემთა კომპაქტურ წარმოდგენაზე, რომლის სიგანე არ აღემატება 160 ბიტს. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან რეესტრი არ არის იაფი მონაცემთა ბაზა. თავად საჯარო გასაღები შეყვანილია მეხუთე ველში. პირველი ველი შეიცავს მონაცემებს, რომლებიც ამყარებს კავშირს წინა ტრანზაქციასთან. ნულოვანი ტრანზაქციისთვის ეს ველი არაფერს შეიცავს, რაც განასხვავებს მას შემდგომი ტრანზაქციისგან. მეორე ველი არის მონაცემები ტრანზაქციების დაკავშირების შესამოწმებლად. მოკლედ, პირველ და მეორე ველების მონაცემებს დავარქმევთ შესაბამისად „ბმული“ და „შემოწმება“. ამ ველების შიგთავსი წარმოიქმნება განმეორებითი ჰეშირებით, რაც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში მეორე და მესამე ტრანზაქციის დაკავშირებით.

პირველი ხუთი ველის მონაცემები დამოწმებულია ელექტრონული ხელმოწერით, რომელიც გენერირდება საფულის საიდუმლო გასაღების გამოყენებით.

ესე იგი, ნულოვანი ტრანზაქცია იგზავნება აუზში და წარმატებული გადამოწმების შემდეგ შედის რეესტრში. ახლა თქვენ შეგიძლიათ „დააკავშიროთ“ შემდეგი ტრანზაქციები მასზე. მოდით განვიხილოთ, თუ როგორ იქმნება ნულის გარდა სხვა ტრანზაქციები.

პირველი, რაც, ალბათ, თქვენს თვალში მოხვდა, არის გასაღების წყვილების სიმრავლე. გარდა უკვე ნაცნობი საფულის გასაღებების წყვილისა, გამოიყენება ჩვეულებრივი და სერვისის გასაღების წყვილი.

ჩვეულებრივი საჯარო გასაღები არის ის, რისთვისაც ყველაფერი დაიწყო. ეს გასაღები ჩართულია გარე სამყაროში განვითარებულ სხვადასხვა პროცედურებსა და პროცესებში (საბანკო და სხვა ტრანზაქციები, დოკუმენტების ნაკადი და ა.შ.). მაგალითად, ჩვეულებრივი წყვილის საიდუმლო გასაღები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ციფრული ხელმოწერების გენერირებისთვის სხვადასხვა დოკუმენტებისთვის - გადახდის დავალება და ა.შ. მოქმედებს.

სერვისის წყვილი გაიცემა რეგისტრირებულ DPKI სუბიექტზე. ამ წყვილის სახელი შეესაბამება მის დანიშნულებას. გაითვალისწინეთ, რომ ნულოვანი ტრანზაქციის ჩამოყალიბების/შემოწმებისას სერვისის გასაღებები არ გამოიყენება.

მოდით კიდევ ერთხელ განვმარტოთ გასაღებების დანიშნულება:

1. საფულის კლავიშები გამოიყენება როგორც ნულოვანი ტრანზაქციის, ასევე ნებისმიერი სხვა არანულო ტრანზაქციის გენერირებისათვის/შემოწმებისთვის. საფულის პირადი გასაღები ცნობილია მხოლოდ საფულის მფლობელისთვის, რომელიც ასევე არის მრავალი ჩვეულებრივი საჯარო გასაღების მფლობელი.
2. ჩვეულებრივი საჯარო გასაღები დანიშნულებით მსგავსია საჯარო გასაღების, რომლისთვისაც სერტიფიკატი გაიცემა ცენტრალიზებულ PKI-ში.
3. სერვისის გასაღების წყვილი ეკუთვნის DPKI-ს. საიდუმლო გასაღები გაიცემა რეგისტრირებულ პირებზე და გამოიყენება ციფრული ხელმოწერების გენერირებისას ტრანზაქციებზე (გარდა ნულოვანი ტრანზაქციისა). საჯარო გამოიყენება ტრანზაქციის ელექტრონული ციფრული ხელმოწერის შესამოწმებლად, სანამ ის რეესტრში განთავსდება.

ამრიგად, არსებობს გასაღებების ორი ჯგუფი. პირველში შედის მომსახურების გასაღებები და საფულის გასაღებები - მათ აქვთ აზრი მხოლოდ DPKI-ს კონტექსტში. მეორე ჯგუფში შედის ჩვეულებრივი გასაღებები - მათი ფარგლები შეიძლება განსხვავდებოდეს და განისაზღვრება აპლიკაციის ამოცანებით, რომლებშიც ისინი გამოიყენება. ამავდროულად, DPKI უზრუნველყოფს ჩვეულებრივი საჯარო გასაღებების მთლიანობასა და ავთენტურობას.

შენიშვნა: სერვისის გასაღების წყვილი შეიძლება ცნობილი იყოს სხვადასხვა DPKI ერთეულებისთვის. მაგალითად, შეიძლება ყველასთვის იგივე იყოს. სწორედ ამ მიზეზით, რომ ყოველი არანულოვანი ტრანზაქციის ხელმოწერის გენერირებისას გამოიყენება ორი საიდუმლო გასაღები, რომელთაგან ერთი არის საფულის გასაღები - ეს ცნობილია მხოლოდ საფულის მფლობელისთვის, რომელიც ასევე არის მრავალი ჩვეულებრივი. საჯარო გასაღებები. ყველა გასაღებს აქვს თავისი მნიშვნელობა. მაგალითად, ყოველთვის შესაძლებელია იმის დამტკიცება, რომ ტრანზაქცია რეესტრში შევიდა რეგისტრირებული DPKI სუბიექტის მიერ, ვინაიდან ხელმოწერა ასევე გენერირებული იყო საიდუმლო სამსახურის გასაღებზე. და არ შეიძლება იყოს ბოროტად გამოყენება, როგორიცაა DOS შეტევები, რადგან მფლობელი იხდის თითოეულ ტრანზაქციას.

ყველა ტრანზაქცია, რომელიც მიჰყვება ნულოვან ერთს, იქმნება ანალოგიურად: საჯარო გასაღები (არა საფულე, როგორც ნულოვანი ტრანზაქციის შემთხვევაში, არამედ ჩვეულებრივი გასაღების წყვილიდან) გადის ორი ჰეშის ფუნქციით SHA256 და RIPEMD160. ასე ყალიბდება მესამე ველის მონაცემები. მეოთხე ველი შეიცავს თანმხლებ ინფორმაციას (მაგალითად, ინფორმაცია მიმდინარე სტატუსის შესახებ, ვადის გასვლის თარიღები, დროის შტამპი, გამოყენებული კრიპტო-ალგორითმების იდენტიფიკატორები და ა.შ.). მეხუთე ველი შეიცავს საჯარო გასაღებს სერვისის გასაღების წყვილიდან. მისი დახმარებით, ციფრული ხელმოწერა შემდეგ შემოწმდება, ასე რომ განმეორდება. მოდით გავამართლოთ ასეთი მიდგომის საჭიროება.

შეგახსენებთ, რომ ტრანზაქცია შედის აუზში და ინახება იქ, სანამ არ დამუშავდება. აუზში შენახვა დაკავშირებულია გარკვეულ რისკთან - ტრანზაქციის მონაცემები შეიძლება გაყალბდეს. მფლობელი ტრანზაქციის მონაცემებს ელექტრონული ციფრული ხელმოწერით ამოწმებს. ამ ციფრული ხელმოწერის გადამოწმების საჯარო გასაღები პირდაპირ არის მითითებული ტრანზაქციის ერთ-ერთ ველში და შემდგომში შედის რეესტრში. ტრანზაქციის დამუშავების თავისებურებები ისეთია, რომ თავდამსხმელს შეუძლია შეცვალოს მონაცემები საკუთარი შეხედულებისამებრ და შემდეგ გადაამოწმოს მისი საიდუმლო გასაღების გამოყენებით და მიუთითოს დაწყვილებული საჯარო გასაღები ტრანზაქციაში ციფრული ხელმოწერის დასადასტურებლად. თუ ავთენტურობა და მთლიანობა უზრუნველყოფილი იქნება მხოლოდ ციფრული ხელმოწერით, მაშინ ასეთი გაყალბება შეუმჩნეველი დარჩება. თუმცა, თუ ციფრული ხელმოწერის გარდა, არსებობს დამატებითი მექანიზმი, რომელიც უზრუნველყოფს შენახული ინფორმაციის არქივირებასაც და მდგრადობას, მაშინ ყალბი შეიძლება გამოვლინდეს. ამისათვის საკმარისია რეესტრში შეიყვანოთ მფლობელის ნამდვილი საჯარო გასაღები. მოდით ავხსნათ, როგორ მუშაობს ეს.

მიეცით უფლება თავდამსხმელს გააყალბოს ტრანზაქციის მონაცემები. გასაღებების და ციფრული ხელმოწერების თვალსაზრისით, შესაძლებელია შემდეგი ვარიანტები:

1. თავდამსხმელი ათავსებს თავის საჯარო გასაღებს ტრანზაქციაში, ხოლო მფლობელის ციფრული ხელმოწერა უცვლელი რჩება.
2. თავდამსხმელი ქმნის ციფრულ ხელმოწერას თავის პირად გასაღებზე, მაგრამ უცვლელად ტოვებს მფლობელის საჯარო გასაღებს.
3. თავდამსხმელი ქმნის ციფრულ ხელმოწერას თავის პირად გასაღებზე და დებს დაწყვილებულ საჯარო გასაღებს ტრანზაქციაში.

ცხადია, 1 და 2 ვარიანტები უაზროა, რადგან ისინი ყოველთვის გამოვლენილი იქნება ციფრული ხელმოწერის გადამოწმების დროს. მხოლოდ მე-3 ვარიანტს აქვს აზრი და თუ თავდამსხმელი აყალიბებს ციფრულ ხელმოწერას საკუთარ საიდუმლო გასაღებზე, მაშინ ის იძულებულია შეინახოს დაწყვილებული საჯარო გასაღები ტრანზაქციაში, რომელიც განსხვავდება მფლობელის საჯარო გასაღებისგან. ეს არის ერთადერთი გზა თავდამსხმელისთვის, რომ დააწესოს გაყალბებული მონაცემები.

დავუშვათ, რომ მფლობელს აქვს ფიქსირებული წყვილი გასაღებები - პირადი და საჯარო. მოდით, მონაცემები დამოწმებული იყოს ციფრული ხელმოწერით ამ წყვილის საიდუმლო გასაღების გამოყენებით და საჯარო გასაღები მითითებულია ტრანზაქციაში. ასევე დავუშვათ, რომ ეს საჯარო გასაღები ადრე იყო შეყვანილი რეესტრში და მისი ავთენტურობა საიმედოდ იყო დამოწმებული. მაშინ გაყალბებაზე მიუთითებს ის ფაქტი, რომ ტრანზაქციის საჯარო გასაღები არ შეესაბამება რეესტრის საჯარო გასაღებს.

შევაჯამოთ. მფლობელის პირველივე ტრანზაქციის მონაცემების დამუშავებისას აუცილებელია რეესტრში შეტანილი საჯარო გასაღების ავთენტურობის შემოწმება. ამისათვის წაიკითხეთ გასაღები რეესტრიდან და შეადარეთ იგი მფლობელის ნამდვილ საჯარო გასაღებს უსაფრთხოების პერიმეტრში (ფარდობითი დაუცველობის ზონა). თუ გასაღების ავთენტურობა დადასტურებულია და მისი მდგრადობა გარანტირებულია განთავსებისას, მაშინ გასაღების ავთენტურობა შემდგომი ტრანზაქციისგან ადვილად შეიძლება დადასტურდეს/უარყო რეესტრის გასაღებთან შედარებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გასაღები რეესტრიდან გამოიყენება როგორც საცნობარო ნიმუში. ყველა სხვა მფლობელი ტრანზაქცია მუშავდება ანალოგიურად.

ტრანზაქცია დამოწმებულია ელექტრონული ციფრული ხელმოწერით - სწორედ აქ არის საჭირო საიდუმლო გასაღებები და არა ერთი, არამედ ორი ერთდროულად - სერვისის გასაღები და საფულის გასაღები. ორი საიდუმლო გასაღების გამოყენების წყალობით, უზრუნველყოფილია უსაფრთხოების აუცილებელი დონე - ბოლოს და ბოლოს, სერვისის საიდუმლო გასაღები შეიძლება იყოს ცნობილი სხვა მომხმარებლებისთვის, ხოლო საფულის საიდუმლო გასაღები ცნობილია მხოლოდ ჩვეულებრივი გასაღების წყვილის მფლობელმა. ასეთ ორ გასაღებიან ხელმოწერას ჩვენ ვუწოდებთ "კონსოლიდირებულ" ციფრულ ხელმოწერას.

არანულური ტრანზაქციების გადამოწმება ხორციელდება ორი საჯარო გასაღების გამოყენებით: საფულე და სერვისის გასაღები. გადამოწმების პროცესი შეიძლება დაიყოს ორ მთავარ ეტაპად: პირველი არის საფულის საჯარო გასაღების შემოწმების შემოწმება, ხოლო მეორე არის გარიგების ელექტრონული ციფრული ხელმოწერის შემოწმება, იგივე კონსოლიდირებული, რომელიც ჩამოყალიბდა ორი საიდუმლო გასაღების გამოყენებით ( საფულე და სერვისი). თუ ციფრული ხელმოწერის ნამდვილობა დადასტურდა, მაშინ დამატებითი შემოწმების შემდეგ ტრანზაქცია შეიტანება რეესტრში.

შეიძლება გაჩნდეს ლოგიკური კითხვა: როგორ შევამოწმოთ, ეკუთვნის თუ არა ტრანზაქცია კონკრეტულ ჯაჭვს „ძირით“ ნულოვანი ტრანზაქციის სახით? ამ მიზნით, გადამოწმების პროცესს ემატება კიდევ ერთი ეტაპი - კავშირის შემოწმება. სწორედ აქ დაგვჭირდება პირველი ორი ველის მონაცემები, რომლებიც აქამდე იგნორირებულია.

წარმოვიდგინოთ, რომ ჩვენ უნდა შევამოწმოთ ტრანზაქცია No3 რეალურად მოდის თუ არა 2 ტრანზაქციის შემდეგ. ამისათვის, კომბინირებული ჰეშირების მეთოდის გამოყენებით, გამოითვლება ჰეშის ფუნქციის მნიშვნელობა No2 ტრანზაქციის მესამე, მეოთხე და მეხუთე ველების მონაცემებისთვის. შემდეგ ხდება No3 ტრანზაქციის პირველი ველის მონაცემების შეერთება და No2 ტრანზაქციის მესამე, მეოთხე და მეხუთე ველების მონაცემებისთვის ადრე მიღებული კომბინირებული ჰეშის ფუნქციის მნიშვნელობა. ეს ყველაფერი ასევე ხორციელდება ორი ჰეშის ფუნქციის SHA256 და RIPEMD160 მეშვეობით. თუ მიღებული მნიშვნელობა ემთხვევა No2 ტრანზაქციის მეორე ველში მოცემულ მონაცემებს, მაშინ შემოწმება გადის და კავშირი დადასტურებულია. ეს უფრო ნათლად არის ნაჩვენები ქვემოთ მოცემულ ფიგურებში.

ზოგადად, რეესტრში შეტყობინების გენერირებისა და შეყვანის ტექნოლოგია ზუსტად ასე გამოიყურება. შეტყობინებების ჯაჭვის ფორმირების პროცესის ვიზუალური ილუსტრაცია მოცემულია შემდეგ ფიგურაში:

ამ ტექსტში ჩვენ არ შევჩერდებით დეტალებზე, რომლებიც უდავოდ არსებობს და დავუბრუნდებით დეცენტრალიზებული საჯარო გასაღების ინფრასტრუქტურის იდეის განხილვას.

ასე რომ, ვინაიდან განმცხადებელი თავად წარუდგენს განცხადებას შეტყობინებების რეგისტრაციისთვის, რომლებიც ინახება არა CA მონაცემთა ბაზაში, არამედ რეესტრში, DPKI-ს ძირითადი არქიტექტურული კომპონენტები უნდა ჩაითვალოს:

1. მოქმედი შეტყობინებების რეესტრი (RDN).
2. გაუქმებული შეტყობინებების რეესტრი (RON).
3. შეჩერებული შეტყობინებების რეესტრი (RPN).

საჯარო გასაღებების შესახებ ინფორმაცია ინახება RDN/RON/RPN-ში ჰეშის ფუნქციის მნიშვნელობების სახით. აღსანიშნავია ისიც, რომ ეს შეიძლება იყოს სხვადასხვა რეესტრი, ან სხვადასხვა ჯაჭვი, ან თუნდაც ერთი ჯაჭვი, როგორც ერთი რეესტრის ნაწილი, როდესაც ინფორმაცია ჩვეულებრივი საჯარო გასაღების სტატუსის შესახებ (გაუქმება, შეჩერება და ა.შ.) შეყვანილია. მონაცემთა სტრუქტურის მეოთხე ველი შესაბამისი კოდის მნიშვნელობის სახით. DPKI-ს არქიტექტურული განხორციელების მრავალი განსხვავებული ვარიანტი არსებობს და ერთის ან მეორის არჩევანი დამოკიდებულია უამრავ ფაქტორზე, მაგალითად, ოპტიმიზაციის ისეთ კრიტერიუმებზე, როგორიცაა გრძელვადიანი მეხსიერების ღირებულება საჯარო გასაღებების შესანახად და ა.შ.

ამრიგად, DPKI შეიძლება აღმოჩნდეს, თუ არა უფრო მარტივი, მაშინ მაინც შედარებადი ცენტრალიზებულ გადაწყვეტასთან არქიტექტურული სირთულის თვალსაზრისით.

მთავარი კითხვა რჩება - რომელი რეესტრია შესაფერისი ტექნოლოგიის დასანერგად?

რეესტრის მთავარი მოთხოვნაა ნებისმიერი ტიპის ტრანზაქციის გენერირების შესაძლებლობა. წიგნის ყველაზე ცნობილი მაგალითია ბიტკოინის ქსელი. მაგრამ ზემოთ აღწერილი ტექნოლოგიის დანერგვისას წარმოიქმნება გარკვეული სირთულეები: არსებული სკრიპტირების ენის შეზღუდვები, მონაცემთა თვითნებური ნაკრების დამუშავების საჭირო მექანიზმების არარსებობა, თვითნებური ტიპის ტრანზაქციების გენერირების მეთოდები და მრავალი სხვა.

ჩვენ ENCRY-ში შევეცადეთ გადაგვეჭრა ზემოთ ჩამოყალიბებული პრობლემები და შევიმუშავეთ რეესტრი, რომელსაც, ჩვენი აზრით, აქვს მთელი რიგი უპირატესობები, კერძოდ:

• მხარს უჭერს რამდენიმე ტიპის ტრანზაქციას: მას შეუძლია როგორც აქტივების გაცვლა (ანუ ფინანსური ტრანზაქციების შესრულება) ასევე თვითნებური სტრუქტურის მქონე ტრანზაქციების შექმნა.
• დეველოპერებს აქვთ წვდომა პროგრამირების საკუთრებაში არსებულ ენაზე PrismLang, რომელიც უზრუნველყოფს საჭირო მოქნილობას სხვადასხვა ტექნოლოგიური პრობლემის გადაჭრისას,
• უზრუნველყოფილია თვითნებური მონაცემთა ნაკრების დამუშავების მექანიზმი.

თუ ჩვენ მივიღებთ გამარტივებულ მიდგომას, მაშინ ხდება მოქმედებების შემდეგი თანმიმდევრობა:

1. განმცხადებელი რეგისტრირდება DPKI-ში და იღებს ციფრულ საფულეს. საფულის მისამართი არის საფულის საჯარო გასაღების ჰეშის მნიშვნელობა. საფულის პირადი გასაღები ცნობილია მხოლოდ განმცხადებლისთვის.
2. რეგისტრირებულ სუბიექტს ეძლევა წვდომა სერვისის საიდუმლო გასაღებზე.
3. სუბიექტი ქმნის ნულოვან ტრანზაქციას და ამოწმებს მას ციფრული ხელმოწერით საფულის საიდუმლო გასაღების გამოყენებით.
4. თუ ტრანზაქცია ჩამოყალიბებულია ნულის გარდა, ის დამოწმებულია ელექტრონული ციფრული ხელმოწერით ორი საიდუმლო გასაღების გამოყენებით: საფულე და სერვისული.
5. სუბიექტი წარუდგენს ტრანზაქციას აუზში.
6. ENCRY ქსელის კვანძი კითხულობს ტრანზაქციას აუზიდან და ამოწმებს ციფრულ ხელმოწერას, ასევე ტრანზაქციის დაკავშირებას.
7. თუ ციფრული ხელმოწერა მოქმედებს და კავშირი დადასტურებულია, მაშინ ის ამზადებს ტრანზაქციას რეესტრში შესატანად.

აქ რეესტრი მოქმედებს როგორც განაწილებული მონაცემთა ბაზა, რომელიც ინახავს ინფორმაციას მოქმედი, გაუქმებული და შეჩერებული შეტყობინებების შესახებ.

რა თქმა უნდა, დეცენტრალიზაცია არ არის პანაცეა. პირველადი მომხმარებლის ავთენტიფიკაციის ფუნდამენტური პრობლემა არსად ქრება: თუ ამჟამად განმცხადებლის შემოწმებას ახორციელებს CR, მაშინ DPKI-ში შემოთავაზებულია გადამოწმების დელეგირება საზოგადოების წევრებზე და ფინანსური მოტივაციის გამოყენება აქტივობის სტიმულირებისთვის. ღია კოდის გადამოწმების ტექნოლოგია კარგად არის ცნობილი. ასეთი შემოწმების ეფექტურობა დადასტურებულია პრაქტიკაში. კიდევ ერთხელ გავიხსენოთ ონლაინ გამოცემის Bellingcat-ის არაერთი გახმაურებული გამოძიება.

მაგრამ ზოგადად, შემდეგი სურათი ჩნდება: DPKI არის შესაძლებლობა გამოსწორდეს, თუ არა ყველა, მაშინ ცენტრალიზებული PKI-ს მრავალი ნაკლოვანება.

გამოიწერეთ ჩვენი Habrablog, ჩვენ ვგეგმავთ გავაგრძელოთ აქტიურად გავაშუქოთ ჩვენი კვლევა და განვითარება და მივყვეთ Twitter, თუ არ გსურთ გამოტოვოთ სხვა სიახლეები ENCRY პროექტების შესახებ.

წყარო: www.habr.com