Систематизация знаний по используемой криптографии в блокчейне. Обзор используемых криптографических понятий в блокчейне. Инкрементная криптография.

Недавно (20 июня 2019 года) на Cryptology ePrint Archive была опубликована статья "SoK of Used Cryptography in Blockchain". Данный пост - тридцать седьмой в запланированной серии, содержащей любительский перевод этой статьи.

 

Систематизация знаний по используемой криптографии в блокчейне

(перевод с английского

статьи

Mayank Raikwar, Danilo Gligoroski and Katina Kralevska

SoK of Used Cryptography in Blockchain

Cryptology ePrint Archive, Report 2019/735

https://eprint.iacr.org/2019/735)

 

Аннотация

(перевод аннотации здесь)

1 Введение (перевод введения здесь)

1.1 Наш вклад (перевод здесь)

2 Методология исследования (перевод здесь)

3 Основные понятия блокчейна

3.1 Криптографическая хэш-функция (перевод здесь)

3.2 Механизмы консенсуса (перевод здесь)

3.3 Сетевая инфраструктура (перевод здесь)

3.4 Типы блокчейна (перевод здесь)

4 Проблемы в блокчейн

4.1 Безопасность и приватность (перевод здесь)

4.2 Проблемы масштабируемости (перевод здесь)

4.3 Форкинг (перевод здесь)

4.4 Производительность (перевод здесь)

4.5 Энергопотребление (перевод здесь)

4.6 Инфраструктурные зависимости (перевод здесь)

5. Обзор используемых криптографических понятий в блокчейне

5.1 Схема подписи (перевод здесь)

5.2 Доказательства с нулевым разглашением (перевод здесь)

5.3 Контроль доступа (перевод здесь)

5.4 Схема шифрования (перевод здесь)

5.5 Безопасные многосторонние вычисления (перевод здесь)

5.6 Разделение секрета (перевод здесь)

5.7 Схема обязательств (перевод здесь)

5.8 Аккумулятор (перевод здесь)

5.9 Забывчивая передача (перевод здесь)

5.10 Забывчивая оперативная память (перевод здесь)

5.11 Доказательство возможности восстановления (POR) (перевод здесь)

5.12 Постквантовая криптография (перевод здесь)

5.13 Низкоресурсная (легковесная) криптография (перевод здесь)

5.14 Верифицируемая случайная функция (VRF) (перевод здесь)

5.15 Обфускация (перевод здесь)

6 Перспективные, но еще не использованные криптографические примитивы в блокчейне

6.1 Множественная (коллективная) подпись (перевод здесь)

6.2 Шифрование на основе идентификационных данных (IBE) (перевод здесь)

6.3 Верифицируемая функция задержки (VDF) (перевод здесь)

6.4 Получение скрытой информации (PIR) (перевод здесь)

6.5 Децентрализованная авторизация (перевод здесь)

6.6 White-box криптография (перевод здесь)

6.7 Инкрементная криптография

Идея инкрементной криптографии [184] состоит в том, что если есть модификация некоторого документа от M до M’, то время обновления результата после модификации M должно быть «пропорционально» «количеству модификаций», сделанных для M. Инкрементная криптография может использоваться в инкрементном хешировании без коллизий или в инкрементной цифровой подписи. Первоначальная идея, предложенная для инкрементной криптографии, использует пример цифровой подписи. Идея заключалась в том, чтобы иметь цифровую подпись, которую легко обновить при модификации основного сообщения. Предположим, что M является сообщением, и σ является соответствующей подписью. Если М изменяется на М’ путем добавления/удаления какого-либо блока, то время обновления подписи с σ до σ‘ должно быть «пропорционально» «количеству модификаций», сделанных для получения М’ из М.

Предложение по построению инкрементной хеш-функции на основе SHA-3 дано в [185], а частный блокчейн «Kadena» [99] предлагает использовать либо дерево Меркла, либо инкрементное хеширование для проверки транзакций. Понятие инкрементного хеширования в блокчейне Kadena заключается в обновлении распределенного журнала между узлами блокчейна.

Исследовательская проблема 20. Разработать новый механизм блокчейна, использующий инкрементную хеш-функцию для обновления распределенного реестра.