چیپ‌مانک‌رینگ: امضای حلقه‌ای برای دوران بعد از کوانتوم، مخصوص بلاک‌چین!

Fall Back

امروز میخوام درباره یه ایده خفن به اسم چیپ‌مانک‌رینگ (ChipmunkRing) باهاتون گپ بزنم. این موضوع مخصوص کساییه که به بلاک‌چین و امنیت اطلاعات علاقه دارن. ولی نترسین، سعی می‌کنم همه چی رو راحت و روون توضیح بدم!

اول بذارین درباره “امضای حلقه‌ای” یه توضیح کوچیک بدم: امضای حلقه‌ای یه جور امضا دیجیتالیه که چند نفر می‌تونن با هم یه سند رو امضا کنن، اما هیچکس نمی‌فهمه دقیقاً کدومشون امضا رو زده! یعنی امنیت و ناشناسی رو با هم داره. تو سیستم‌های بلاک‌چینی مثل مونرو خیلی کاربرد داره برای اینکه کسی نخواد معاملاتش شفاف باشه.

چیپ‌مانک‌رینگ رو دانشمندها با فکر اینکه دوران جدیدی از کامپیوترها – یعنی کامپیوترهای کوانتومی – دارن نزدیک میشن، ساختن. چون این کامپیوترهای کوانتومی می‌تونن الگوریتم‌های رمزنگاری امروزی رو خیلی راحت بشکونن. واسه همین لازم بوده دنبال روش‌هایی باشیم که بتونن جلوی این تهدید رو بگیرن. به این روشا میگن Post-Quantum Cryptography؛ یعنی رمزنگاری مقاوم در برابر حمله‌های کوانتومی.

چیپ‌مانک‌رینگ بر پایه یه چیز به اسم Chipmunk Lattice-Based Framework ساخته شده. “Lattice” تو ریاضیات به معنی شبکه‌های هندسی خیلی پیچیده ست و این ساختار باعث میشه الگوریتم‌شون حتی جلوی قوی‌ترین کامپیوترهای دنیا هم مقاوم باشه.

حالا جذاب‌ترش اینه: اندازه امضاهایی که چیپ‌مانک‌رینگ تولید می‌کنه خیلی جمع و جوره – بین ۲۰.۵ تا ۲۷۹.۷ کیلوبایت (کیلوبایت یعنی مقدار خیلی کمی داده!)، بستگی به این داره چند نفر توی حلقه هستن. عملیات امضا زدن هم زیاد زمان نمیبره: برای گروه‌هایی از ۲ تا ۶۴ نفر، از فقط ۱.۱ تا ۱۵.۱ میلی‌ثانیه (یعنی حتی کمتر از یک چشمک زدن!) طول می‌کشه.

حالا یکی از مهم‌ترین بخش‌های این روش، یه پروتکل بانمک به اسم “Acorn Verification” هست. پروتکل یعنی مجموعه قوانینی که چند تا سیستم با هم طبق اون کار می‌کنن. Acorn Verification یه جور پروتکل Zero-Knowledge ـه؛ یعنی یکی می‌تونه ثابت کنه اطلاعاتی رو داره، بدون اینکه اون اطلاعات رو لو بده! اینجا هم امنیت میده و هم سرعت رو بالا نگه میداره و جای روش قدیمی‌تری به اسم Fiat-Shamir رو گرفته که یه جور اثبات امنیتی قدیمی‌تره.

چیپ‌مانک‌رینگ با این Acorn Verification تونسته پیچیدگی تایید رو به حالت خطی O(n) برسونه – این یعنی هر چی تعداد اعضای حلقه بیشتر بشه، زمان احرازش به همون نسبت معمولی زیاد میشه (و نه به صورت نمایی که وحشتناکه!). تازه، فقط به ۹۶ بایت اثبات نیاز داری اون‌هم برای هر نفر. نتیجه‌ش اینه که واسه یه حلقه ۳۲ نفره، حتی تا ۱۷.۷ برابر سریع‌تر از روش‌های سنتیه!

اگه دنبال اعداد و ارقام جدی هستین: امنیت چیپ‌مانک‌رینگ رو حسابی بررسی و اثبات کردن و نتیجه‌ش شده سطح امنیتی ۱۱۲ بیت بعد از کوانتوم (که بهش NIST Level 1 هم میگن، یعنی طبق استاندارد سازمان NIST آمریکا).

خلاصه این طرح هم تو کارش سرعت داره، هم امنیتش تایید شده، هم اندازه امضاهاش مناسبه. تازه، هم برای گروه‌های ناشناس استاندارد جواب میده، هم حالت‌هایی که چند نفر باید هماهنگ با هم امضا کنن (که بهش میگن threshold مثلا واسه رای‌گیری یا صندوق امانت دیجیتال).

در کل، چیپ‌مانک‌رینگ یه قدم حسابی مهم برای امنیت بلاک‌چین در آینده‌ست مخصوصاً وقتی کامپیوترهای کوانتومی بیان وسط و بازی رمزنگاری رو عوض کنن!

منبع: +