Систематизация знаний по используемой криптографии в блокчейне. Обзор используемых криптографических понятий в блокчейне. Получение скрытой информации (PIR).
Недавно (20 июня 2019 года) на Cryptology ePrint Archive была опубликована статья "SoK of Used Cryptography in Blockchain". Данный пост - тридцать четвертый 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)
Это криптографический примитив, в котором клиент запрашивает сервер и получает обратно соответствующий ответ от сервера, не раскрывая условия запроса, а также ответ. Это более слабая версия забывчивой передачи 1 из n. Это может облегчить частные запросы блокчейна для частного извлечения данных транзакций из блокчейна. Соответственно, его можно использовать для определения того, была ли конкретная транзакция добавлена в цепочку блоков, или для проверки транзакций, связанных с набором открытых ключей, и определения оставшихся остатков средств. Кроме того, PIR может быть полезен для запроса данных о транзакциях в клиентах с упрощенной проверкой платежей (SPV) без ущерба для конфиденциальности. PIR требует достаточного объема обработки, но в будущем могут появиться эффективные методы PIR, которые можно будет реализовать в блокчейне. PIR также применялся в распределенном хранилище [182], которое можно дополнительно исследовать и внедрить в блокчейн.
В статье [86] ставится несколько исследовательских проблем в области конфиденциальности транзакций блокчейна и поиска частной информации. Мы перефразируем некоторые постулируемые там проблемы исследования:
Исследовательская проблема 16 ([86]) Разработать протоколы, в которых не анонимные пользователи могут публиковать транзакции, которые нельзя связать с их сетевыми адресами или другими их транзакциями.
Исследовательская проблема 17 ([86]) Разработать протоколы, в которых не анонимные пользователи могут получать информацию о конкретных транзакциях, не раскрывая, какие транзакции они ищут.
Исследовательская проблема 18 ([86]) Разработать эффективные и масштабируемые протоколы для анонимных публикаций в контролируемых блокчейнах путем объединения асинхронных византийских отказоустойчивых протоколов консенсуса для согласования транзакций с процессом смешивания объявлений пользователей.