खाता-आधारित ब्लकचेनहरूमा अज्ञातताको बारेमा

हामी लामो समयको लागि क्रिप्टोकरन्सीहरूमा गुमनामीको विषयमा रुचि राखेका छौं र यस क्षेत्रमा प्रविधिहरूको विकासलाई पछ्याउने प्रयास गर्छौं। हाम्रा लेखहरूमा हामीले पहिले नै सञ्चालनको सिद्धान्तहरू विस्तारमा छलफल गरेका छौं गोप्य लेनदेन Monero मा, र पनि गरियो तुलनात्मक समीक्षा यस क्षेत्रमा अवस्थित प्रविधिहरू। यद्यपि, आज सबै बेनामी क्रिप्टोकरेन्सीहरू बिटकोइन द्वारा प्रस्तावित डाटा मोडेलमा बनाइएका छन् - खर्च नगरिएको लेनदेन आउटपुट (यसपछि UTXO)। खाता-आधारित ब्लकचेनहरू जस्तै Ethereum, अज्ञातता र गोपनीयता लागू गर्नका लागि अवस्थित समाधानहरू (उदाहरणका लागि, Mobius वा एजटेक) UTXO मोडेललाई स्मार्ट अनुबंधहरूमा नक्कल गर्ने प्रयास गर्यो।

फेब्रुअरी 2019 मा, स्ट्यानफोर्ड विश्वविद्यालय र भिसा अनुसन्धानका अनुसन्धानकर्ताहरूको समूह जारी पूर्वमुद्रण "जेथर: स्मार्ट अनुबंधको संसारमा गोपनीयता तर्फ।" खाता-आधारित ब्लकचेनहरूमा अज्ञातता सुनिश्चित गर्ने दृष्टिकोण प्रस्ताव गर्ने लेखकहरू पहिलो थिए र स्मार्ट अनुबंधको दुई संस्करणहरू प्रस्तुत गरे: गोप्य (ब्यालेन्स र स्थानान्तरण रकमहरू लुकाउने) र बेनामी (प्रापक र प्रेषक लुकाउने) लेनदेनको लागि। हामीले प्रस्तावित प्रविधिलाई चाखलाग्दो ठानेका छौं र यसको डिजाइन साझा गर्न चाहन्छौं, साथै खाता-आधारित ब्लकचेनहरूमा गुमनामीको समस्यालाई किन धेरै गाह्रो मानिन्छ र लेखकहरूले यसलाई पूर्ण रूपमा समाधान गर्न सफल भए कि भनेर कुरा गर्न चाहन्छौं।

यी डाटा मोडेल को संरचना बारे

UTXO मोडेलमा, लेनदेनमा "इनपुटहरू" र "आउटपुटहरू" हुन्छन्। "आउटपुट" को प्रत्यक्ष एनालग तपाईंको वालेटमा बिलहरू हो: प्रत्येक "आउटपुट" को केही मूल्यहरू छन्। जब तपाइँ कसैलाई भुक्तान गर्नुहुन्छ (लेनदेन फारम) तपाइँ एक वा धेरै "आउटपुट" खर्च गर्नुहुन्छ, जसमा तिनीहरू लेनदेनको "इनपुट" बन्छन्, र ब्लकचेनले तिनीहरूलाई खर्च गरेको रूपमा चिन्ह लगाउँदछ। यस अवस्थामा, तपाईंको भुक्तानीको प्रापकले (वा तपाईं आफैं, यदि तपाईंलाई परिवर्तन चाहिन्छ भने) नयाँ उत्पन्न "आउटपुटहरू" प्राप्त गर्दछ। यो योजनाबद्ध रूपमा यसरी प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ:

खाता-आधारित ब्लकचेनहरू तपाईंको बैंक खाता जस्तै संरचित छन्। तिनीहरू केवल तपाईंको खातामा रकम र स्थानान्तरण रकमसँग सम्झौता गर्छन्। जब तपाइँ तपाइँको खाताबाट केहि रकम स्थानान्तरण गर्नुहुन्छ, तपाइँ कुनै पनि "आउटपुट" जलाउनु हुन्न, नेटवर्कले याद गर्न आवश्यक छैन कि कुन सिक्का खर्च भएको छ र कुन छैन। सरल अवस्थामा, लेनदेन प्रमाणिकरण प्रेषकको हस्ताक्षर र उसको ब्यालेन्समा रकम जाँच गर्न तल आउँछ:

प्रविधिको विश्लेषण

अर्को, हामी Zether ले लेनदेन रकम, प्राप्तकर्ता, र प्रेषक कसरी लुकाउँछ भन्ने बारे कुरा गर्नेछौं। हामीले यसको सञ्चालनका सिद्धान्तहरू वर्णन गर्दा, हामी गोप्य र बेनामी संस्करणहरूमा भिन्नताहरू नोट गर्नेछौं। खातामा आधारित ब्लकचेनहरूमा गोपनीयता सुनिश्चित गर्न धेरै सजिलो भएकोले, अज्ञातीकरणद्वारा लगाइएका केही प्रतिबन्धहरू प्रविधिको गोप्य संस्करणको लागि सान्दर्भिक हुनेछैनन्।

ब्यालेन्स र स्थानान्तरण रकम लुकाउने

एक एन्क्रिप्शन योजना Zether मा ब्यालेन्स र स्थानान्तरण रकम इन्क्रिप्ट गर्न प्रयोग गरिन्छ एल गमाल। यो निम्नानुसार काम गर्दछ। जब एलिस बब पठाउन चाहन्छ b ठेगाना द्वारा सिक्का (यसको सार्वजनिक कुञ्जी) Y, उसले अनियमित नम्बर छनोट गर्छ r र रकम इन्क्रिप्ट गर्दछ:

जहाँ C - इन्क्रिप्टेड रकम, D - यो रकम बुझाउन आवश्यक सहायक मान, G - अण्डाकार वक्र मा एक निश्चित बिन्दु, गुप्त कुञ्जी द्वारा गुणा गर्दा, सार्वजनिक कुञ्जी प्राप्त हुन्छ।

जब बबले यी मानहरू प्राप्त गर्दछ, उसले तिनीहरूलाई आफ्नो इन्क्रिप्टेड ब्यालेन्समा समान रूपमा थप्छ, त्यसैले यो योजना सुविधाजनक छ।

त्यसै गरी, एलिसले आफ्नो ब्यालेन्सबाट उही मानहरू घटाउँछ, मात्र Y तपाइँको सार्वजनिक कुञ्जी प्रयोग गर्दछ।

प्राप्तकर्ता र प्रेषक लुकाउँदै

UTXO मा "आउटपुटहरू" फेर्दा क्रिप्टोकरेन्सीको प्रारम्भिक दिनहरूमा फिर्ता हुन्छ र प्रेषकलाई लुकाउन मद्दत गर्दछ। यो गर्नको लागि, प्रेषक आफैले, स्थानान्तरण गर्दा, ब्लकचेनमा अनियमित "आउटपुटहरू" सङ्कलन गर्दछ र तिनीहरूलाई आफ्नैसँग मिक्स गर्दछ। अर्को, उसले "आउटपुटहरू" लाई औंठी हस्ताक्षरको साथ हस्ताक्षर गर्दछ - एक क्रिप्टोग्राफिक मेकानिजम जसले उसलाई प्रेषकको सिक्का संलग्न "आउटपुटहरू" बीचमा रहेको प्रमाणिकरणलाई विश्वस्त पार्न अनुमति दिन्छ। मिश्रित सिक्का आफैं, निस्सन्देह, खर्च गर्दैनन्।

यद्यपि, हामीले प्राप्तकर्तालाई लुकाउन नक्कली आउटपुटहरू उत्पन्न गर्न सक्षम हुने छैनौं। त्यसकारण, UTXO मा, प्रत्येक "आउटपुट" को आफ्नै अद्वितीय ठेगाना हुन्छ, र यो क्रिप्टोग्राफिक रूपमा यी सिक्का प्राप्तकर्ताको ठेगानासँग जोडिएको हुन्छ। यस क्षणमा, यसको गोप्य कुञ्जीहरू थाहा नपाइकन अद्वितीय आउटपुट ठेगाना र प्राप्तकर्ता ठेगाना बीचको सम्बन्ध पहिचान गर्ने कुनै तरिका छैन।

खाता-आधारित मोडेलमा, हामी एक-पटक ठेगानाहरू प्रयोग गर्न सक्दैनौं (अन्यथा यो पहिले नै "निकास" मोडेल हुनेछ)। त्यसकारण, प्राप्तकर्ता र प्रेषकलाई ब्लकचेनमा अन्य खाताहरू बीचमा मिलाउनु पर्छ। यस अवस्थामा, एक एन्क्रिप्टेड ० सिक्का मिश्रित खाताहरूबाट डेबिट गरिन्छ (वा प्राप्तकर्ता मिश्रित भएमा ० थपिन्छ), वास्तवमा तिनीहरूको वास्तविक ब्यालेन्स परिवर्तन नगरी।

प्रेषक र प्राप्तकर्ता दुबैको सधैं स्थायी ठेगाना हुने भएकोले, एउटै ठेगानामा स्थानान्तरण गर्दा मिश्रणको लागि समान समूहहरू प्रयोग गर्न आवश्यक हुन्छ। यसलाई उदाहरणको साथ हेर्न सजिलो छ।

मानौं एलिसले बबको परोपकारमा योगदान गर्ने निर्णय गर्छिन्, तर स्थानान्तरण बाहिरी पर्यवेक्षकलाई गुमनाम रहन रुचाउँछिन्। त्यसपछि, प्रेषक क्षेत्रमा आफूलाई लुकाउनको लागि, उनी एडम र एडेलको खातामा पनि प्रवेश गर्छिन्। र बब लुकाउन, प्राप्तकर्ता फिल्डमा बेन र बिलको खाताहरू थप्नुहोस्। अर्को योगदान गर्दै, एलिसले आफ्नो छेउमा एलेक्स र अमान्डा र बबको छेउमा ब्रुस र बेन्जेन लेख्ने निर्णय गरे। यस अवस्थामा, ब्लकचेनको विश्लेषण गर्दा, यी दुई लेनदेनहरूमा सहभागीहरूको एक मात्र अन्तरसम्बन्धित जोडी हुन्छ - एलिस र बब, जसले यी लेनदेनहरूलाई अज्ञात बनाउँछ।

लेनदेन दौडहरू

हामीले पहिले नै उल्लेख गरिसकेका छौं, खाता-आधारित प्रणालीहरूमा तपाईंको ब्यालेन्स लुकाउन, प्रयोगकर्ताले आफ्नो ब्यालेन्स र ट्रान्सफर रकम इन्क्रिप्ट गर्दछ। एकै समयमा, उसले प्रमाणित गर्नुपर्छ कि उसको खातामा ब्यालेन्स गैर ऋणात्मक रहन्छ। समस्या यो हो कि लेनदेन सिर्जना गर्दा, प्रयोगकर्ताले आफ्नो हालको खाता स्थितिको बारेमा प्रमाण बनाउँछ। के हुन्छ यदि बबले एलिसलाई लेनदेन पठाउँछ, र यो एलिसले पठाएको भन्दा पहिले स्वीकार गरिन्छ? त्यसपछि एलिसको लेनदेन अवैध मानिनेछ, किनकि ब्यालेन्सको प्रमाण बबको लेनदेन स्वीकार गर्नु अघि निर्माण गरिएको थियो।

यस्तो अवस्थामा आउने पहिलो निर्णय लेनदेन सम्पन्न नभएसम्म खाता फ्रिज गर्ने हो। तर यो दृष्टिकोण उपयुक्त छैन, किनकि वितरित प्रणालीमा यस्तो समस्या समाधान गर्ने जटिलताको अतिरिक्त, एक बेनामी योजनामा ​​यो स्पष्ट हुँदैन कि कसको खाता ब्लक गर्ने।

यो समस्या समाधान गर्न, टेक्नोलोजीले आगमन र बहिर्गमन लेनदेनहरू अलग गर्दछ: खर्चले ब्यालेन्स पानामा तत्काल प्रभाव पार्छ, जबकि प्राप्तिहरूमा ढिलाइ प्रभाव हुन्छ। यो गर्नको लागि, "युग" को अवधारणा पेश गरिएको छ - निश्चित आकारको ब्लकहरूको समूह। हालको "युग" समूह साइजद्वारा ब्लकको उचाइ विभाजन गरेर निर्धारण गरिन्छ। लेनदेन प्रशोधन गर्दा, नेटवर्कले तुरुन्तै प्रेषकको ब्यालेन्स अपडेट गर्छ र प्राप्तकर्ताको रकम भण्डारण ट्याङ्कीमा भण्डारण गर्छ। नयाँ "युग" सुरु भएपछि मात्र संचित रकम भुक्तानीकर्तालाई उपलब्ध गराइन्छ।

नतिजाको रूपमा, प्रयोगकर्ताले लेनदेनहरू पठाउन सक्छ कि कति पटक रकम प्राप्त हुन्छ (जहाँसम्म उसको ब्यालेन्स अनुमति दिन्छ, अवश्य पनि)। इपोक साइज नेटवर्क मार्फत कति चाँडो ब्लकहरू फैलिन्छ र लेनदेनले ब्लकमा कति चाँडो प्रवेश गर्छ भन्ने आधारमा निर्धारण गरिन्छ।

यो समाधान गोप्य स्थानान्तरणको लागि राम्रोसँग काम गर्दछ, तर बेनामी लेनदेनको साथ, हामी पछि देख्नेछौं, यसले गम्भीर समस्याहरू सिर्जना गर्दछ।

रिप्ले आक्रमणहरू विरुद्ध सुरक्षा

खाता-आधारित ब्लकचेनहरूमा, प्रत्येक लेनदेन प्रेषकको निजी कुञ्जीद्वारा हस्ताक्षर गरिएको हुन्छ, जसले लेनदेन परिमार्जन गरिएको छैन र यो कुञ्जीको मालिकद्वारा सिर्जना गरिएको हो भनी प्रमाणिकरणकर्तालाई विश्वस्त बनाउँछ। तर यदि प्रसारण च्यानल सुनिरहेको आक्रमणकारीले यो सन्देश रोक्छ र ठ्याक्कै उही दोस्रो पठाउँछ भने के हुन्छ? प्रमाणिकरणकर्ताले लेनदेनको हस्ताक्षर प्रमाणित गर्नेछ र यसको लेखकत्वमा विश्वस्त हुनेछ, र नेटवर्कले प्रेषकको ब्यालेन्सबाट उही रकम फेरि लेख्नेछ।

यो आक्रमणलाई रिप्ले आक्रमण भनिन्छ। UTXO मोडेलमा, त्यस्ता आक्रमणहरू सान्दर्भिक छैनन्, किनकि आक्रमणकारीले खर्च गरिएका आउटपुटहरू प्रयोग गर्ने प्रयास गर्नेछ, जुन आफैमा मान्य छैन र नेटवर्कद्वारा अस्वीकार गरिएको छ।

यो हुनबाट रोक्नको लागि, लेनदेनमा अनियमित डेटा भएको फिल्ड बनाइन्छ, जसलाई नन्सेन्स वा साधारण "साल्ट" भनिन्छ। नुनको साथ लेनदेन पुन: पेस गर्दा, प्रमाणिकरणकर्ताले पहिले नन्स प्रयोग गरिएको छ कि छैन भनेर हेर्छ र, यदि छैन भने, लेनदेन मान्य मान्दछ। ब्लकचेनमा प्रयोगकर्ता नन्सेसको सम्पूर्ण इतिहास भण्डारण नगर्नको लागि, सामान्यतया पहिलो लेनदेनमा यो शून्यको बराबर सेट गरिन्छ, र त्यसपछि एकले बढाइन्छ। सञ्जालले मात्र जाँच गर्न सक्छ कि नयाँ लेनदेनको गैरकानूनी पहिलेको भन्दा फरक छ।

बेनामी स्थानान्तरण योजनामा, लेनदेनको प्रमाणीकरणको समस्या उत्पन्न हुन्छ। हामी स्पष्ट रूपमा प्रेषकको ठेगानामा nonce बाँध्न सक्दैनौं, किनकि, स्पष्ट रूपमा, यसले स्थानान्तरणलाई अज्ञात बनाउँछ। हामी सबै सहभागी खाताहरूको नन्सेसमा एउटा पनि थप्न सक्दैनौं, किनकि यसले अन्य स्थानान्तरणहरू प्रक्रियामा पर्न सक्छ।

जेथरका लेखकहरूले "युग" मा निर्भर गर्दै, क्रिप्टोग्राफिक रूपमा नॉन्स उत्पन्न गर्ने प्रस्ताव राख्छन्। उदाहरणका लागि:

यो छ x प्रेषकको गोप्य कुञ्जी हो, र गेपोच - युगको लागि अतिरिक्त जेनेरेटर, 'Zether +' फारमको स्ट्रिङ ह्यास गरेर प्राप्त। अब समस्या समाधान भएको जस्तो देखिन्छ - हामी प्रेषकको गैरकानूनी खुलासा गर्दैनौं र संलग्न नभएका सहभागीहरूको गैरकानुनीमा हस्तक्षेप गर्दैनौं। तर यो दृष्टिकोणले गम्भीर सीमाहरू लगाउँछ: एउटा खाताले प्रति "युग" एक भन्दा बढी लेनदेन पठाउन सक्दैन। यो समस्या, दुर्भाग्यवश, अनसुलझे रहन्छ, र हाल Zether को बेनामी संस्करण बनाउँछ, हाम्रो विचारमा, प्रयोगको लागि सायद उपयुक्त।

शून्य ज्ञान प्रमाणहरूको जटिलता

UTXO मा, प्रेषकले नेटवर्कमा प्रमाणित गर्नुपर्दछ कि उसले नकारात्मक रकम खर्च गरिरहेको छैन, अन्यथा पातलो हावाबाट नयाँ सिक्काहरू उत्पन्न गर्न सम्भव हुन्छ (किन यो सम्भव छ, हामीले अघिल्लो मध्ये एउटामा लेख्यौं। लेखहरू)। र रिंग सिग्नेचरको साथ "इनपुटहरू" मा हस्ताक्षर गर्नुहोस् कि सिक्काहरू मिक्स गरिँदैछन् भनेर प्रमाणित गर्न कोषहरू उहाँकै हुन्।

खाता-आधारित ब्लकचेनको बेनामी संस्करणमा, प्रमाणका लागि अभिव्यक्तिहरू धेरै जटिल छन्। प्रेषकले प्रमाणित गर्छ कि:

1. पठाइएको रकम सकारात्मक छ;
2. सन्तुलन गैर-ऋणात्मक रहन्छ;
3. प्रेषकले स्थानान्तरण रकमहरू (शून्य सहित) सही रूपमा इन्क्रिप्ट गर्नुभयो;
4. ब्यालेन्सको ब्यालेन्स प्रेषक र प्रापकको लागि मात्र परिवर्तन हुन्छ;
5. प्रेषकसँग उसको खाताको निजी कुञ्जी छ र ऊ वास्तवमा प्रेषकहरूको सूचीमा छ (समावेश गर्नेहरू मध्ये);
6. लेनदेनमा प्रयोग गरिएको Nonce सही रूपमा रचना गरिएको छ।

यस्तो जटिल प्रमाणको लागि, लेखकहरूले मिश्रण प्रयोग गर्छन् Bulletproof (लेखकहरू मध्ये एक, वैसे, यसको सिर्जनामा ​​भाग लिए) र सिग्मा प्रोटोकलजसलाई सिग्मा बुलेट भनिन्छ। यस्तो कथन को औपचारिक प्रमाण एक बरु गाह्रो काम हो, र यसले प्रविधि लागू गर्न इच्छुक व्यक्तिहरूको संख्या धेरै सीमित गर्दछ।

अन्तमा के भयो?

हाम्रो विचारमा, खाता-आधारित ब्लकचेनहरूमा गोपनीयता ल्याउने Zether को अंश अहिले प्रयोग गर्न सकिन्छ। तर अहिले, टेक्नोलोजीको अज्ञात संस्करणले यसको प्रयोगमा गम्भीर प्रतिबन्धहरू, र यसको कार्यान्वयनमा यसको जटिलता लगाउँछ। यद्यपि, यो छुट दिनु हुँदैन कि लेखकहरूले यसलाई केही महिना अघि मात्र जारी गरे, र सायद अरू कसैले आज अवस्थित समस्याहरूको समाधान खोज्नेछ। आखिर, विज्ञान यसरी गरिन्छ।

स्रोत: www.habr.com