הצפנה פוסט-קוונטית ויישומים מבוזרים

החלטנו לספר למשקיעים חדשים ולהזכיר למי שבאו לפני מהי רשת Cellframe, איך היא פועלת, איך היא שימושית והאם היא תישאר מאובטחת בעידן המחשבים הקוונטים.

Cellframe Network היא פלטפורמת בלוקצ'יין מוכוונת שירות. ממשק ה-API של הפרויקט מאפשר לך לפתח יישומים מבוזרים: מכירות פומביות, מחסני נתונים, שווקים, משחקים ואחרים. המפתחים התמקדו באבטחה קוונטית: מערכת ההצפנה Cellframe Network עומדת בפני התקפות של אלגוריתמי פריצה קוונטיים ותשאר רלוונטית בעידן הפוסט-קוונטי.

החברה מרחיבה את הפרויקט באמצעות טכנולוגיית ריסוק דו-מפלסית כאשר במקום שרשרת אחת של בלוקים או אירועים, קיימות רשתות רבות המאורגנות לפי כללים שונים. קוד הבלוקצ'יין כתוב ב-C. הייחודיות של שפה זו היא מהירות תגובה גבוהה של אפליקציה ועומס נמוך על המעבד וה-RAM. כל זה הופך את הפלטפורמה לנגישה יותר מכיוון שניתן להפעיל את הצומת על חומרה חלשה.

המאפיינים העיקריים של Cellframe הם הצפנה פוסט-קוונטית וריסוק דו-מפלסי. חתימת מולטי אלגוריתם עוזרת להגן טוב יותר על נתונים מפני טכניקות פריצה קוונטית.

ברמה העליונה של הרסיס, מתעוררים parachains - רשתות בלוקצ'יין עצמאיות, עם קונצנזוס שלהן, אבל תואמות לשאר המערכת האקולוגית ויש להן רסיסים ברמה 2 שלהן בפנים.

 CN הוא פתרון מוכן לעסקים: הבלוקצ'יין עובד מחוץ לקופסה ואינו דורש ידע מיוחד מהעובדים. ניתן לכתוב את ההרחבות שלו ב-Python, השפה הפופולרית והפשוטה ביותר בעולם.

בְּטִיחוּת

רשת Cellframe משתמשת במספר אלגוריתמי הצפנה בבת אחת. המבטיחים ביותר הם NewHope, NTRU, Frodo ו-SIDH. אלגוריתם מעניין נוסף הוא Picnic - חתימת פוסט קוונטית אפס ידע.

מספר אלגוריתמים עוזרים להתמודד עם טכניקות פריצה קוונטיות שונות. כברירת מחדל, הרשת משתמשת בחתימה הדיגיטלית קריסטל-דיליתיום, אך למשתמש יש אפשרות להחיל חתימה מרובת אלגוריתמים לאבטחה רבה יותר.

בקרת מערכות ותקשורת

הבלוקצ'יין של Cellframe מפוצל לרסיסים. Sharding עוזר לחלק את העומס על שרתים על ידי הקבילה של תהליכים. גישה זו משפרת את ביצועי המערכת ותפוקת הבלוקצ'יין. זה גם פותר את בעיית המדרגיות האופקית: במקום בלוקצ'יין בודד, יש לנו שרשראות רסיס מרובות.

כל חשבון קשור לרסיס מסוים. המשתמש יכול להצטרף למקטע הקרוב או לבקש יצירת אחד חדש. גודל הקטע מוגבל, כך שרסיסי גדותיהם יכולים למנוע את רישום המשתמשים. כל בקשות הרסיסים מתבצעות באמצעות הודעות בתוך הבלוקצ'יין ברמה 0. המפתחים נקטו בצעד זה כדי לאזן את העומס על הרסיסים (והשרתים).

פתרון ארגוני

ארכיטקטורת הפרויקט היא מוכוונת שירות. על בסיסו, ניתן ליצור בקלות פרוטוקולים ברמה שנייה עם שירותים מיוחדים, ורסיסים פרטיים עם מערכת תשלומים מובנית מאפשרים להתמקד בפיתוח השירות.

מערכת האקולוגית של רשת Cellframe מורכבת מרשתות (parachains), שהעיקרית שבהן היא רשת הליבה או עמוד השדרה. עמוד השדרה מסודר כמו parachain טיפוסי ומורכב משרשרת אפס, שהיא בלוקצ'יין המשותף לכל הרסיסים, ופלזמה (DAG, מפוצלת לרסיסים). בנוסף, ישנן גם תת-רשתות נוספות - שרשרת תמיכה משותפת לכולם, שרשרת חולדות, שרשרת זרימת בלוקצ'יין ליניארית מחולקת לרסיסים ועוד כמה ספציפיות לשירותי Node ספציפיים הרשומים על עמוד השדרה.

כמעט לכל הצמתים ברשת יש אותן הרשאות, כך שניתן לקרוא לרשת רשת עמית לעמית. המערכת כוללת מספר סוגים של צמתים: אור, מלא, ארכיון, מאסטר, שורש. צומת השירות מובחן בנפרד, שהוא חייב להיות הצומת הראשי על עמוד השדרה, אבל ב-parachains אחרים, המצב עשוי להיות שונה. סוג חשוב של צומת שירות הוא מה שנקרא צומת גשר.

בעת חיבור לרשת, הצומת מבקש מהשורש לרשום את הצמתים וכתובות ה-IP שלהם, מפינג את הקרובים ומתחבר ל-2-5. ואז הצומת הראשון נותן לך מזהה חדש, שמופק על סמך המפתח שלו, וה-blockchain מסונכרן עם הצמתים.

לאחר מכן, תוכל להכריז על כתובתך ולהשלים את הרשימות הלבנות עם המפתח הציבורי של הצומת, מחירוני שירותים, הזמנות וכו'. לאחר האימות, הצומת יוכל לשתף את השירות שלו ולהפוך לצומת מאסטר או שירות. התנאים העיקריים הם הזמינות של שירות זה (Proof-of-Service) וכן נוכחות של ערימה של אסימוני CELL, בבעלותם או מואצלת עבור אחוז מהרווח מהשירותים

עם התפתחותם של מחשבים קוונטיים, חלק גדול מאלגוריתמי ההצפנה יהפכו לשם דבר, ואחריהם יגיעו המטבעות הקריפטו שהשתמשו בהם. גורל עצוב מצפה לביטקוין: החתימות הדיגיטליות שלו מבוססות על הצפנת ECDSA, שפגיעה לאלגוריתם של שור. מפתחי Cellframe Network התמקדו בהצפנת נתונים מאובטחת קוונטית. Cellframe משתמש בחתימות קריסטל דיליתיום ופיקניק.

דיליתיום היא אחת משלוש תוכניות חתימה הנחשבות ל"פיינליסטים" של הליך התקינה של NIST; הוא בנוי על הבעיות של תורת הסריג - MLWE ו-MSIS. הוא האמין כי NIST או FALCON בקרוב יהיו סטנדרטיים. Dilithium כולל את צמד המפתחות והחתימות הציבוריים הקטן ביותר מבין מועמדי NIST. פיקניק הוא מועמד NIST "חלופי". הצופן שלו לא מובן כמו AES, עם זאת, מפתחות פיקניק הם הרבה יותר קומפקטיים מהאחרון. שתי החתימות הללו עמידות בפני האלגוריתמים של שור ושל גרובר. המשמעות היא שהפלטפורמה תישאר רלוונטית בעידן הפוסט-קוונטי.

במרץ 2022, החברה הודיעה על שחרור ה-mainnet שתחליף את רשת הבדיקה הקיימת של SubZero.