Од идеја до имплементација: ја менуваме постоечката шема на дигитални потписи на елипсовидна крива така што таа е детерминистичка и врз основа на неа обезбедуваме функции за добивање на псевдо-случајни броеви што може да се проверат во рамките на блокчејнот.

Идејата

Во есента 2018 година, вклучен блокчејн Waves активирани првите паметни договори, веднаш се наметна прашањето за можноста за добивање псевдослучајни броевина кои можете да им верувате.

Збунувајќи се со ова прашање, конечно дојдов до заклучок: секој блокчејн е ќелија; невозможно е да се добие доверлив извор на ентропија во затворен систем.

Но, сепак ми се допадна една идеја: ако случаен пророк ќе ги потпише корисничките податоци со детерминистички алгоритам, тогаш корисникот секогаш ќе може да го потврди таквиот потпис користејќи го јавниот клуч и ќе биде сигурен дека добиената вредност е единствена. Ораклот, колку и да сака, не може ништо да промени; алгоритмот произведува недвосмислен резултат. Во суштина, корисникот го снима резултатот, но не го знае додека пророкот не го објави. Излегува дека воопшто не можете да му верувате на пророкот, туку проверете го резултатот од неговата работа. Потоа, во случај на успешна верификација, таквиот потпис може да се смета за извор на ентропија за псевдослучаен број.

Блокчејн платформата Waves користи шема за потпис EdDSA опција Ed25519. Во оваа шема, потписот се состои од вредностите R и S, каде што R зависи од случајна вредност, а S се пресметува врз основа на пораката што се потпишува, приватниот клуч и истиот случаен број како R. Излегува дека не постои единствена зависност за истата Има многу валидни потписи за корисничка порака.

Очигледно, во својата чиста форма, таков потпис не може да се користи како извор на псевдо-случајни броеви, бидејќи е недетерминистички и, според тоа, може лесно да се манипулира од пророштвото.

Но, како што се испостави, всушност е можно да се направи детерминистички.

Имав големи надежи за проверлива случајна функција (VRF), но откако го проучував хардверот, морав да ја напуштам оваа опција. Иако VRF нуди детерминистичка верзија на потписот и неговото докажување, има чудно место во алгоритмот што отвора црна дупка за манипулација со пророштвото. Имено, при пресметување на вредноста на k (дел 5.1) се користи приватен клуч, кој останува непознат за корисникот, што значи дека корисникот не може да ја потврди точноста на пресметката на k, што значи дека oracle може да користи која било вредност на k што му треба и во исто време да одржува база на податоци за кореспонденции од k и потпишаните податоци со цел секогаш да може повторно да се пресмета точниот резултат од гледна точка на VRF . Ако видите цртеж базиран на VRF без да го откриете приватниот клуч, можете да бидете паметни: означете ја потребата или да го откриете клучот или да го исклучите од пресметката на k, тогаш приватниот клуч автоматски ќе се открие кога ќе се појави првиот потпис . Во принцип, како што веќе споменавме, чудна шема за случаен пророк.

По малку размислување и добивање поддршка од локалните аналитичари, се роди работната шема на VECRO.

VECRO е кратенка за Verifiable Elliptic Curve Random Oracle, што на руски значи проверлив случаен пророк на елиптични кривини.

Се покажа дека е прилично едноставно; за да постигнете детерминизам, треба да ја поправите вредноста на R пред да се појави пораката што треба да се потпише. Ако R е посветена и е дел од пораката што се потпишува, што дополнително осигурува дека R е посветена во пораката што се потпишува, вредноста на S е уникатно одредена од пораката на корисникот и затоа може да се користи како извор за псевдослучајни броеви.

Во таква шема, не е важно како R е фиксиран; ова останува одговорност на пророкот. Важно е дека S е уникатно определен од корисникот, но неговата вредност е непозната додека Oracle не ја објави. Сè што сакавме!

Зборувајќи за фиксна R, забележете дека повторно употребен Р кога потпишувате различни пораки, уникатно го открива приватниот клуч во шемата EdDSA. Станува исклучително важно за сопственикот на Oracle да ја елиминира можноста за повторна употреба на R за потпишување различни кориснички пораки. Односно, со каква било манипулација или дослух, пророкот секогаш ќе ризикува да го изгуби својот приватен клуч.

Севкупно, Oracle мора да им обезбеди на корисниците две функции: иницијализација, која ја поправа вредноста R и потпис, која ја враќа вредноста S. Во овој случај, парот R, S е вообичаениот проверлив потпис на корисничка порака која содржи фиксна вредност R и произволни кориснички податоци.

Може да се тврди дека оваа шема за блокчејн не е ништо повеќе од обична commit-expand шема. Во суштина, да, тоа е таа. Но, постојат неколку нијанси. Прво, Oracle секогаш работи со истиот клуч во сите операции, на пример, ова е погодно да се користи во договори. Второ, постои ризик оракулот да го изгуби приватниот клуч ако се однесува неправилно, на пример, оракулот ви дозволува да направите примероци од резултатот, тогаш доволно е да направите само два теста за да го дознаете приватниот клуч и да добиете целосна пристап до паричникот. Трето, убав е потписот кој природно може да се провери на блокчејнот и е извор на случајност.

Шест месеци идејата за имплементација ми тлееше во главата, додека конечно не се појави мотивацијата во форма грант од Waves Labs. Со голем грант доаѓа и голема одговорност, така што проектот ќе биде таму!

Реализация

Значи, во овој проект VECRO беше имплементиран на блокчејнот Waves во режим на барање-одговор користејќи трансакции за пренос помеѓу корисникот и оракулот. Во исто време, на сметката на Oracle е инсталирана скрипта која ја контролира работата строго во согласност со логиката опишана погоре. Трансакциите на Oracle се проверуваат и целиот синџир на интеракција со корисниците е обновен. Сите четири трансакции се вклучени во потврдувањето на конечната вредност; паметниот договор ги поврзува со строга нишка за проверка, проверувајќи ги сите вредности чекор по чекор и не остава простор за каква било манипулација.

Уште еднаш, да го оставиме на страна и да биде појасно. Ораклот не работи само според предложената шема. Нејзината работа е целосно контролирана на ниво на блокчејн од воспоставените цврсто со паметен договор. Чекор лево и трансакцијата едноставно нема да помине. Значи, ако трансакцијата е вклучена во блокчејнот, корисникот не треба ни да провери ништо; стотици мрежни јазли веќе провериле сè за него.

Во моментов, има еден VECRO кој работи на главната мрежа на Waves (можете да ја стартувате сопствената, не е тешко, само погледнете го примерот за конфигурација). Тековниот код работи во PHP (вклучено WavesKit, за што Ти кажав претходно).

За да ја користите услугата Oracle мора:

• Поправете го R;
  • Испратете најмалку 0.005 бранови до алијасот на oracle init@vecr;
  • Примајте го R-кодот во полето за прикачување при пренос на 1 R-vecr токен од оракулот до корисникот;
• Добијте потпис;
  • Испратете најмалку 0.005 бранови на oracle алијас random@vecr, а исто така МОРА да го наведете претходно примениот R-код и дополнителните кориснички податоци во полето за прилог;
  • Добијте го S-кодот во полето за прикачување при пренос на 1 токен S-vecr од оракулот до корисникот;
• Користете S-код како извор на псевдо-случаен број.

Нијанси на тековната имплементација:

• Брановите испратени до Oracle се користат како провизија за трансакцијата за враќање на корисникот, до максимум 1 Waves;
• R-кодот е спојување на бајт со знакот „R“ и R вредност од 32 бајти со база58 кодирана;
• R-кодот во прилогот треба да биде прв, податоците за корисникот доаѓаат по R-кодот;
• S-кодот е конкатенација на бајт од знакот „S“ и 32-бајтска база58-шифрирана вредност на S;
• S е резултат на модуло делење, така што не можете да го користите S како целосен 256-битен псевдослучаен број (овој број може да се смета за максимум 252-битен псевдослучаен број);
• Наједноставната опција е да се користи хашот на S-кодот како псевдо-случаен број.

Пример за примање S-код:

• Иницијализација: https://wavesexplorer.com/tx/8gc8jwM7JrPNehoDs7NVyos7BsufYktvkwVW1B6FAY6
• Добивање R-код: https://wavesexplorer.com/tx/9eB25SbzEwvHEbm8pcKj7MGDrYv1u3Fxpj696FkJ96hd
• Барање резултат од потпишување на R-код и кориснички податоци „случајно“: https://wavesexplorer.com/tx/6faoFJobEsugDFYmYmfsbtQYABmckNuE2kevaLh7ifzz
• Примање S-код: https://wavesexplorer.com/tx/C5VrFLQcprbA1KXAToaNvMP4Kg2rq43NkwWuADAA7wXX

Од техничка гледна точка, пророкот е целосно подготвен за работа, можете безбедно да го користите. Од гледна точка на употреба од страна на просечниот корисник, постои недостаток на удобен графички интерфејс, ова ќе треба да почека.

Ќе ми биде драго да одговорам на прашања и да прифатам коментари, благодарам.

Извор: www.habr.com