DPKI: abordando as desvantagens da PKI centralizada com blockchain

Não é segredo que uma das ferramentas auxiliares comuns, sem as quais a proteção de dados em redes abertas é impossível, é a tecnologia de certificados digitais. No entanto, não é segredo que a principal desvantagem dessa tecnologia é a confiança incondicional nos centros que emitem certificados digitais. Andrey Chmora, diretor de tecnologia e inovação da ENCRY, propôs uma nova abordagem para organizar a infraestrutura de chave pública ( PKI ), que ajudará a eliminar as deficiências atuais e que usa a tecnologia de registro distribuído (blockchain). Mas as primeiras coisas primeiro.

Se você estiver familiarizado com os princípios operacionais da infraestrutura existente de chaves públicas e conhecer suas principais deficiências, poderá imediatamente recorrer à descrição do que propomos mudar.





Então, como uma infraestrutura de chave pública descentralizada funcionará na prática? Vamos nos debruçar sobre a descrição da própria tecnologia, que patenteamos em 2018 e, com razão, consideramos nosso know-how.

Imagine que existe um proprietário que possui muitas chaves públicas, em que cada chave é uma determinada transação armazenada no registro. Como, na ausência de uma autoridade de certificação, entender que todas as chaves pertencem a esse proprietário em particular? Para resolver esse problema, é criada uma transação zero, que contém informações sobre o proprietário e sua carteira (da qual é debitada a comissão pela colocação da transação no registro). Uma transação zero é um tipo de “âncora” à qual as seguintes transações com dados sobre chaves públicas serão anexadas. Cada transação contém uma estrutura de dados especializada, ou de outra maneira - uma notificação.

Notificação é um conjunto de dados estruturado que consiste em campos funcionais e inclui informações sobre a chave pública do proprietário, cuja persistência é garantida pela colocação em uma das entradas relacionadas do registro distribuído.

A próxima pergunta lógica é como é formada uma transação zero? Uma transação zero - como as subsequentes - é uma agregação de seis campos de dados. Durante a formação de uma transação zero, um par de chaves da carteira (chaves públicas e secretas do par) é envolvido. Esse par de chaves aparece no momento em que o usuário registra sua carteira, da qual será debitada a comissão pela postagem de uma transação zero no registro e, posteriormente, pelas operações com notificações.



Conforme mostrado na figura, o resumo da chave pública da carteira é gerado aplicando sucessivamente as funções de hash SHA256 e RIPEMD160. Aqui, o RIPEMD160 é responsável pela apresentação compacta de dados cuja capacidade de bits não excede 160 bits. Isso é importante - porque o registro não é um banco de dados barato. A própria chave pública é inserida no quinto campo. O primeiro campo contém dados que estabelecem uma conexão com a transação anterior. Para uma transação zero, este campo não contém nada, o que o distingue das transações subseqüentes. O segundo campo são os dados para verificar a conectividade da transação. Por uma questão de brevidade, chamaremos os dados do primeiro e do segundo campos de "pacote" e "verificação", respectivamente. O conteúdo desses campos é gerado pelo método de hash iterativo, como mostra o exemplo de vinculação da segunda e terceira transações na figura abaixo.



Os dados dos cinco primeiros campos são certificados por uma assinatura digital eletrônica, gerada usando a chave secreta da carteira.

Tudo, a transação zero é enviada ao pool e após uma verificação bem-sucedida (como mostra a figura abaixo) é inserida no registro.



Agora você pode "amarrar" as seguintes transações a ele. Considere como ocorre a formação de transações diferentes de zero.



A primeira coisa que provavelmente impressionou você foi a abundância de pares de chaves. Além do par de chaves já familiar da carteira, são usados ​​pares de chaves comuns e oficiais.

Uma chave pública comum é aquela para a qual tudo, de fato, foi iniciado. Essa chave está envolvida em vários procedimentos e processos que se desenrolam no mundo circundante (transações bancárias e outras, fluxo de documentos, etc.). Por exemplo, uma chave secreta de um par comum pode ser usada para gerar assinaturas digitais de vários documentos - ordens de pagamento, etc. e pública - para verificar essa assinatura digital com a execução subsequente dessas ordens, sujeita à sua validade.

Um par de negócios é emitido para uma entidade DPKI registrada. O nome desse par corresponde ao seu objetivo. Observe que, ao gerar / verificar uma transação zero, as chaves de serviço não são usadas.

Mais uma vez, esclareceremos o objetivo das chaves:

1. As chaves da carteira são usadas para gerar / verificar uma transação zero e qualquer outra transação diferente de zero. A chave secreta da carteira é conhecida apenas pelo proprietário da carteira, que ao mesmo tempo é o proprietário de muitas chaves públicas comuns.
2. Uma única chave pública tem finalidade semelhante a uma chave pública para a qual um certificado é emitido em uma PKI centralizada.
3. O par de chaves de serviço pertence à DPKI. A chave secreta é emitida para entidades registradas e é usada na formação de transações digitais eletrônicas (com exceção de zero). Público é usado para verificar a assinatura digital de uma transação antes de ser colocada no registro.

Assim, existem dois grupos de chaves. O primeiro inclui chaves de serviço e chaves de carteira - elas fazem sentido apenas no contexto da DPKI. O segundo grupo inclui chaves comuns - seu escopo pode variar e é devido aos aplicativos em que são usados. Ao mesmo tempo, o DPKI garante a integridade e autenticidade das chaves públicas comuns.

Nota: Um par de chaves de serviço pode ser conhecido por várias entidades DPKI. Por exemplo, pode ser o mesmo para todos. Por esse motivo, ao gerar a assinatura de cada transação diferente de zero, duas chaves secretas são usadas, uma das quais é a chave da carteira - é conhecida apenas pelo proprietário da carteira, que também é o proprietário de muitas chaves públicas comuns. Todas as chaves têm seu próprio significado. Por exemplo, você sempre pode provar que uma transação foi inserida no registro por uma entidade DPKI registrada, pois a assinatura foi gerada, inclusive em uma chave de serviço secreto. E não pode haver abuso, como um ataque do DOS, porque o proprietário paga por cada transação.

Todas as transações que seguem o zero são geradas de maneira semelhante: uma chave pública (mas não uma carteira, como no caso de uma transação zero, mas de um par de chaves comum) é executada através de duas funções de hash SHA256 e RIPEMD160. Portanto, os dados do terceiro campo são formados. As informações de acompanhamento são inseridas no quarto campo (por exemplo, informações sobre o status atual, períodos de validade, registro de data e hora, identificadores dos algoritmos criptográficos usados ​​etc.). No quinto campo, a chave pública do par de chaves de serviço. Com sua ajuda, o EDS será verificado, para que seja replicado. Justificamos a necessidade de tal abordagem.

Lembre-se de que uma transação é inserida no pool e armazenada lá até ser processada. O armazenamento no pool está associado a um certo risco - essas transações podem ser falsificadas. O proprietário certifica os dados da transação de assinatura digital. A chave pública para verificar essa assinatura digital é indicada em um dos campos da transação de forma explícita e, posteriormente, inserida no registro. , , . , . , , , . . , .

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: DPKI — , , PKI.

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