PKI विकेंद्रीकरण: प्रस्तावित सुधार सुरक्षा में सुधार

इंटरनेट की भोर में शुरूआत के बाद, सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना (PKI) परिवर्तनों और अद्यतनों के कई पुनरावृत्तियों से गुजरा है, लेकिन यह अभी भी डेटा को एन्क्रिप्ट करने और संचार को सुरक्षित रखने के लिए पारंपरिक पद्धति है। पीकेआई ब्राउज़रों और सर्वरों के बीच डेटा संचार की गोपनीयता और सुरक्षा का समर्थन करता है, लेकिन इसके लिए प्रमाण पत्र प्राधिकरण (सीए) नामक एकल इकाई या संस्थाओं की श्रृंखला से निहित विश्वास की आवश्यकता होती है, जिसके कारण विश्वास टूट जाता है। वर्षों के दौरान, निजी कुंजी को सार्वजनिक करने के तरीके को नियंत्रित करने के लिए एक मूल इकाई होने से पता चला है कि यह पारदर्शिता और सुरक्षा के साथ बड़ी जटिलताएं पैदा कर सकता है।

इस लेख में, हम एक बार फिर से वर्तमान प्रणाली की समस्याओं के बारे में गहराई से जानेंगे और विकसित किए जा रहे समाधानों पर विचार करेंगे जो मौजूदा कमियों को दूर कर सकते हैं।

सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना की वर्तमान चुनौतियाँ

सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना (PKI) के लिए सबसे अधिक नियोजित दृष्टिकोण वेब PKI है। यह एक सर्टिफिकेट अथॉरिटी बेस्ड सिस्टम है जो एक सेंट्रलाइज्ड ट्रस्ट इंफ्रास्ट्रक्चर को अपनाता है। पीकेआई जो काम करता है वह विषय पहचानकर्ता और उसकी सार्वजनिक कुंजी के बीच पत्राचार की सुरक्षा सुनिश्चित करना है। इस तरह के अनुपालन को उस पार्टी की प्रामाणिकता को सत्यापित करने के लिए जांचना चाहिए जिसके साथ सुरक्षित कनेक्शन स्थापित है। पहचान (पहचान डेटा) और उपयोगकर्ता की सार्वजनिक कुंजी के बीच पत्राचार स्थापित करना सबसे महत्वपूर्ण कार्य है। सार्वजनिक कुंजी प्रमाणपत्र का उपयोग करके इस समस्या को हल किया जाता है - एक इलेक्ट्रॉनिक दस्तावेज़ जिसका उपयोग सार्वजनिक कुंजी के स्वामित्व को साबित करने के लिए किया जाता है। प्रमाण पत्र में सार्वजनिक कुंजी और उपयोगकर्ता क्रेडेंशियल्स होते हैं, साथ ही उपयोगकर्ता को सत्यापित करने वाले विश्वसनीय पार्टी के इलेक्ट्रॉनिक हस्ताक्षर भी होते हैं। प्रमाण पत्र की अखंडता और प्रामाणिकता सुनिश्चित करने के लिए, यह एक विश्वसनीय पार्टी - एक प्रमाणन प्राधिकरण द्वारा हस्ताक्षरित है।

केंद्रीयकृत वेब पीकेआई समाधानों में कई गंभीर समस्याएं हैं:

1. कुंजी समझौता की त्वरित अधिसूचना से जुड़ी कुछ चुनौतियां हैं, क्योंकि निरस्त प्रमाण पत्र की सूची के गठन और वितरण में कई मिनट से एक घंटे तक का समय लग सकता है। नतीजतन, कोई 100% गारंटी नहीं है कि यह कुंजी वर्तमान समय में किसी विशिष्ट उपयोगकर्ता से संबंधित है।
2. यदि प्रमाण पत्र को ऑनलाइन सत्यापित किया जाता है (प्रमाणीकरण प्राधिकारी के अनुरोध के अनुसार), तो उपयोगकर्ता की गोपनीयता का उल्लंघन किया जाता है, क्योंकि प्रमाणन प्राधिकरण को उपयोगकर्ता इंटरैक्शन का पूरा इतिहास पता होगा।
3. अवांछित जड़ प्रमाणीकरण प्राधिकारी के प्रमाणपत्रों की उपस्थिति का पता लगाने में कठिनाई। इस स्थिति में, क्लाइंट और सर्वर के बीच एन्क्रिप्टेड ट्रैफ़िक के पथ पर हार्डवेयर स्थापित किया जा सकता है, जो क्लाइंट और सर्वर द्वारा किसी का ध्यान नहीं दिया गया सभी डेटा को डिक्रिप्ट करता है।
   
4. एक ही नाम के लिए कई प्रमाण पत्र जारी किए जा सकते हैं, यानी एक ही पहचानकर्ता को विभिन्न रूट केंद्रों पर प्रमाणित किया जा सकता है।
   
5. प्रमाणपत्र नवीनीकरण प्रक्रिया जटिल है, क्योंकि आपको पंजीकरण केंद्र से एक बार फिर से संपर्क करने, डेटा बदलने, प्रमाण पत्र को पुन: प्राप्त करने और प्रमाणन प्राधिकरण के साथ प्रमाणित करने की आवश्यकता है।
   
6. इलेक्ट्रॉनिक हस्ताक्षरों के लिए अलग-अलग मानक हैं, परिणामस्वरूप एल्गोरिदम का चयन करने की आवश्यकता उत्पन्न होती है और उपयोगकर्ता संगतता समस्याओं से पीड़ित होते हैं।
   
7. सिस्टम का केंद्र हमेशा एक हमला बिंदु होता है, और रूट प्रमाण पत्र से समझौता करने से पूरी प्रणाली कमजोरियों के एक समूह में उजागर हो जाएगी।
   
8. पहचानकर्ता प्रबंधन एक केंद्रीकृत संगठन के हाथों में है, और स्वयं पहचानकर्ता स्वामी के पास नहीं है।
   

जैसा कि हम देख सकते हैं, सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना सुरक्षा व्यवस्था को खत्म करने के लिए एक बड़े पैमाने की सख्त जरूरत है जो उद्यम प्रणालियों को सुरक्षित करने के एक अन्यथा ध्वनि साधन को खतरे में डालती है। वेब पीकेआई के लिए जिम्मेदार इंटरनेट इंजीनियरिंग टास्क फोर्स (आईईटीएफ) ने पीकेआई के वर्तमान मुद्दों का वर्णन करते हुए एक ज्ञापन बनाया है जिसमें कहा गया है कि वेब पीकेआई के वर्तमान कार्यान्वयन में समस्याएं हैं जिन्हें नजरअंदाज नहीं किया जाना चाहिए। आउट-ऑफ-द-डेट PKI डिज़ाइन उच्च सुरक्षा जोखिम पैदा करता है क्योंकि विफलता का एक बिंदु किसी भी एन्क्रिप्टेड ऑनलाइन संचार को खोलने के लिए उपयोग किया जा सकता है। सेंट्रलाइज्ड पीकेआई सिस्टम विकसित हो रहे डिजिटल परिदृश्य को बनाए रखने के लिए संघर्ष कर रहा है और पीकेआई के लिए एक बेहतर डिजाइन, विकेंद्रीकृत दृष्टिकोण की आवश्यकता है।

विकेंद्रीकरण बचाव में आता है

विकेन्द्रीकृत PKI में, ब्लॉकचेन एक विकेन्द्रीकृत कुंजी-मूल्य भंडारण के रूप में कार्य करता है। यह MITM (मैन-इन-द-मिडिल) हमलों को रोकने के लिए, और तीसरे पक्ष की शक्ति को कम करने के लिए पढ़े गए डेटा को सुरक्षित करने में सक्षम है। सिस्टम में ब्लॉकचेन टेक्नोलॉजी की शक्ति लाकर, DPKI पारंपरिक PKI सिस्टम के साथ मुद्दों को हल करता है। प्रबंधन ढांचे की विकेंद्रीकृत प्रकृति सीए निरस्तीकरण के माध्यम से सीए सिस्टम के साथ समस्याओं से निपट सकती है, विफलता के एकल बिंदुओं को समाप्त कर सकती है और सीए के दुरुपयोग के लिए तेजी से प्रतिक्रिया कर सकती है। ब्लॉकचेन प्रक्रिया को पारदर्शी, अपरिवर्तनीय बनाने में सक्षम है, और हमलावरों को टूटने से रोकता है, इस प्रकार प्रभावी रूप से MITM हमलों से बचा जाता है।

ब्लॉकचेन-आधारित समाधानों को ब्लॉकचेन पर डेटा के साथ काम करने के लिए किसी विशेष मानक की आवश्यकता नहीं है - उन्हें केवल सॉफ्टवेयर की आवश्यकता होती है जो उन्हें श्रृंखला के साथ बातचीत करने की अनुमति देता है। यह IT सिस्टम को ब्लॉकचेन के साथ संपर्क के लिए एपीआई के साथ प्रमाणपत्रों को सत्यापित करने में सक्षम बनाता है और सभी प्लेटफार्मों (सर्वर, डेस्कटॉप या मोबाइल) के साथ अंतर सुनिश्चित करता है। PKI के संदर्भ में ब्लॉकचेन के आगे के लाभों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• पारदर्शिता। ब्लॉकचैन पर सभी प्रतिभागियों के पास स्मार्ट अनुबंध के तर्क तक पहुंच होगी, जिससे डिजिटल अनुबंध में सहमति व्यक्त की जा सकेगी। एक स्पष्ट ऑडिट ट्रेल प्रदान करने के लिए लेनदेन भी दर्ज किए जाते हैं।
• संसाधन में कमी। ब्लॉकचेन और स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट के साथ बिचौलिए या एजेंट के रूप में काम करने वाले, संसाधनों और लेनदेन के लिए लगने वाले समय को कम किया जा सकता है। यह विशेष रूप से स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स के मामले में होता है जिसमें पूर्वनिर्धारित शर्तों पर सहमति होती है, और इन शर्तों को पूरा करने के बाद एक स्व-निष्पादन प्रक्रिया होती है।
• त्रुटियों को दूर करना। व्यक्तिगत रूप से नेटवर्क प्रोसेसिंग लेनदेन पर सभी नोड्स के साथ, रिकॉर्ड्स को अपडेट और सामंजस्य करते हुए, गणना में त्रुटियों को छोड़ा जा सकता है।
• वफ़ादारी। यह सुनिश्चित करने के लिए कि किसी भी प्रकार के अनधिकृत परिवर्तन नहीं किए जा रहे हैं, रिकॉर्ड्स को एक-दूसरे के साथ मिलाया जाता है।
• स्थायित्व। चूंकि रिकॉर्ड अकेले विशेष नोड्स द्वारा नियंत्रित नहीं होते हैं, इसलिए पूरे ब्लॉकचेन नेटवर्क में विफलता का एक भी बिंदु नहीं है। यह ब्लॉकचेन नेटवर्क को अधिक टिकाऊ और मजबूत बनाता है।
• बेहतर गलती-सहिष्णुता और DDoS प्रतिरोध। ब्लॉकचैन ऑफ़र की सुविधाओं में से एक इनकार-ऑफ-सर्विस (डीडीओएस) के जोखिमों का शमन है। यह नेटवर्क में सभी नोड्स के बीच थ्रूपुट दबाव को ऑफलोड करके किया जाता है। एक ऐप डेवलपर, जो ब्लॉकचेन दृष्टिकोण का उपयोग करता है, अपने उपयोगकर्ताओं की सेवा के लिए एक स्वतंत्र नोड की मेजबानी करने में सक्षम है या, इस मामले पर निर्भर करता है, बस किसी भी सार्वजनिक रूप से उपलब्ध नोड का उपयोग करें।

ब्लॉकचैन-आधारित पीकेआई को मंजूरी

फिलहाल, ऊपर उल्लिखित समस्याओं को हल करने के लिए कई दृष्टिकोण हैं, निम्नानुसार हैं:

• विकेन्द्रीकृत सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना (DPKI) एन्क्रेय में एंड्रे चामोरा, प्रौद्योगिकी और नवाचार निदेशक द्वारा लेनदेन बंधन प्रौद्योगिकी पर आधारित है।
  एंड्री चमोरा ने वितरित PK (ब्लॉकचैन) तकनीक का उपयोग करके मौजूदा नुकसान को खत्म करने के लिए PKI के निर्माण के लिए एक नया दृष्टिकोण सुझाया। हमारे पिछले लेखों में से एक में वर्णित पेटेंट प्रौद्योगिकी यह सत्यापित करने का तरीका प्रस्तावित करती है कि सार्वजनिक कुंजी के कण-कण सेट वास्तव में प्रमाणन केंद्रों की आवश्यकता के बिना विशेष मालिकों और समग्र रूप से प्रमाण पत्र की अवधारणा के हैं। मालिक और उसके ई-वॉलेट के बारे में जानकारी संग्रहीत करने के लिए एक शून्य लेनदेन बनाने का प्रस्ताव है (जिसमें लेन-देन में लेन-देन को जोड़ने के लिए एक कमीशन शुल्क डेबिट किया गया है)। एक शून्य लेनदेन सार्वजनिक कुंजी के बारे में डेटा के साथ अगले लेनदेन को हुक करने के लिए "एंकर" के रूप में कार्य करता है। इस प्रकार के प्रत्येक लेनदेन में एक विशेष डेटा संरचना होती है, जिसे "सूचना" कहा जाता है - कार्यात्मक क्षेत्रों का एक संरचित डेटा सेट, जो स्वामी की सार्वजनिक कुंजी के बारे में जानकारी संग्रहीत करता है और वितरित में संबंधित रिकॉर्ड में से एक में जोड़कर इस कुंजी की दृढ़ता की गारंटी देता है। खाता बही।
• आईकेपी (इंस्टेंट कर्मा पीकेआई) - कार्नेगी मेलॉन यूनिवर्सिटी के स्टेफानोस मात्सुमोतो और ईटीएच ज्यूरिख के राफेल रिइशुक द्वारा ब्लॉकचैन के साथ पीकेआई को चालू करना ।
  शोधकर्ताओं का तर्क है कि लॉग-आधारित पीकेआई संवर्द्धन जैसे कि सर्टिफिकेट ट्रांसपेरेंसी लॉग्स और मॉनिटर को पर्याप्त प्रोत्साहन नहीं देते हैं, और सीए दुर्व्यवहार के जवाब में डोमेन द्वारा किए जाने वाले किसी भी कार्रवाई की पेशकश नहीं करते हैं। इस समस्या का समाधान करने के लिए, वे IKP, एक ब्लॉकचेन-आधारित PKI वृद्धि का प्रस्ताव करते हैं जो CA दुर्व्यवहार करने वालों के लिए स्वचालित प्रतिक्रियाएं प्रदान करता है और दुर्व्यवहार का पता लगाने में मदद करने वालों के लिए प्रोत्साहन प्रदान करता है। अपने शोध के माध्यम से वे दिखाते हैं कि IKP की विकेन्द्रीकृत प्रकृति और स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट सिस्टम खुली भागीदारी की अनुमति देता है, CA के प्रति सतर्कता प्रदान करता है, दुर्व्यवहार के खिलाफ वित्तीय संभोग को सक्षम बनाता है, और यह कि IKP द्वारा प्रदान किए जाने वाले प्रोत्साहन और वृद्धि की बाधा तकनीकी रूप से और आर्थिक रूप से व्यवहार्य है।
• डिसेन्ट्रलाइज्ड पब्लिक की इन्फ्रास्ट्रक्चर (DPKI) , रेस्पेक्ट नेटवर्क, पीडब्लूसी , ओपन आइडेंटिटी एक्सचेंज और अल्करात सॉफ्टवेयर द्वारा प्रायोजित है।
  शोधकर्ता समूह का तर्क है कि विकेंद्रीकृत की-वैल्यू डेटास्टोर्स के उपयोग के माध्यम से पीकेआई की सुरक्षा और प्रयोज्य समस्याओं को एक विकेंद्रीकृत सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना (DPKI) के लिए विनिर्देशन बनाने के लिए संबोधित किया जा सकता है। DPKI की मूलभूत अवधारणा यह है कि पहचान उन संस्थाओं से होती है जिनका वे प्रतिनिधित्व करते हैं। इसके लिए एक विकेंद्रीकृत अवसंरचना तैयार करने की आवश्यकता होती है, जहाँ हर पहचान किसी विश्वसनीय तृतीय-पक्ष द्वारा नहीं, बल्कि उसके प्रमुख स्वामी द्वारा नियंत्रित की जाती है। अनुसंधान ने प्रदर्शित किया है कि DPKI संसाधन-विवश मोबाइल उपकरणों पर भी काम करता है, और यह निजी प्रमुख नुकसान या समझौता से संगठनों की रक्षा करके पहचानकर्ताओं की अखंडता को बनाए रखने में सक्षम है। पीकेआई जीवन चक्र के प्रत्येक चरण में डीपीकेआई के फायदे हैं। यह ऑनलाइन पहचान की अनुमति कम बूटस्ट्रैपिंग को संभव बनाता है और मजबूत एसएसएल प्रमाणपत्रों के सरल निर्माण के लिए प्रदान करता है।
• एक ब्लॉकचेन पीकेआई के साथ रिच क्रेडेंशियल्स का समर्थन करेन लेविसन और फ्रांसिस्को कोरेला द्वारा किया गया। जांचकर्ता दूरस्थ पहचान अशुद्धि की समस्या को संबोधित कर रहे हैं। जबकि चेन-ऑन स्टोरेज वाले ब्लॉकचेन पर पीकेआई को लागू करने के उनके दृष्टिकोण को जारी करने वाले सीए की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, यह कई फायदे के साथ आता है। CRLs या OCSP की आवश्यकता के बिना ब्लॉकचेन के सत्यापनकर्ता की स्थानीय प्रति पर निरस्तीकरण जाँच की जाती है। यह प्रस्ताव पारंपरिक पीकेआई की एक लंबी समस्या को हल करता है, जिसमें प्रमाणपत्र निरस्तीकरण सूची (CRLs) जारी करने या ऑनलाइन प्रमाणपत्र स्थिति प्रोटोकॉल (OCSP) प्रश्नों का जवाब देने वाली सेवा के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है।
• पीबी-पीकेआई: लुईस एक्सॉन और माइकल गोल्डस्मिथ, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय द्वारा एक गोपनीयता-जागरूक ब्लॉकचैन-आधारित पीकेआई ।
  शोधकर्ताओं का तर्क है कि मौजूदा प्रस्ताव गोपनीयता जागरूकता प्रदान नहीं करते हैं जो कुछ वर्तमान और उभरते अनुप्रयोगों में पीकेआई की आवश्यकता है। उनके शोध का उद्देश्य यह प्रदर्शित करना है कि गोपनीयता जागरूकता के विभिन्न स्तरों को प्रदान करने के लिए ब्लॉकचेन-आधारित पीकेआई का निर्माण कैसे किया जा सकता है। यद्यपि यह प्रस्ताव कुल गुमनामी को प्राप्त करता है, यह कुछ सुरक्षा लागत पर आता है: नेटवर्क सदस्य दूसरों की सार्वजनिक कुंजी के साथ अल्पावधि में छेड़छाड़ कर सकते हैं। पीबी-पीकेआई की सुरक्षा को पड़ोसी समूहों द्वारा सत्यापन के माध्यम से गोपनीयता के थोड़ा निचले स्तर को प्राप्त करके सुधार किया जा सकता है, जो अपडेट में महत्वपूर्ण परिवर्तनों को सत्यापित करते हैं।

निष्कर्ष

प्रमाणपत्र अधिकारियों द्वारा नियंत्रित पीकेआई की आयु समाप्त हो रही है। उद्यमों की बढ़ती जरूरतों, उनकी बढ़ी हुई कनेक्टिविटी, और अधिक परिष्कृत हमलावरों की बढ़ी हुई क्षमताओं ने एक अधिक लचीला विकल्प के लिए एक संक्रमण की आवश्यकता है। यह विकल्प ब्लॉकचेन पर रहता है, जहां पारंपरिक पीकेआई की कई मूलभूत कमजोरियां लागू नहीं होती हैं। ब्लॉकचेन एक सुरक्षा रामबाण नहीं है, लेकिन पीकेआई के संदर्भ में, एक विकेन्द्रीकृत पर्यावरण के उपयोग से होने वाले अनिवार्य लाभ हैं।