Post-kvantno šifriranje in decentralizirane aplikacije

Odločili smo se, da novim vlagateljem povemo in spomnimo tiste, ki so bili pred tem, kaj je omrežje Cellframe Network, kako deluje, kako je uporabno in ali bo ostalo varno v dobi kvantnih računalnikov.

Cellframe Network je storitveno usmerjena platforma blockchain. Projektni API vam omogoča razvoj decentraliziranih aplikacij: dražbe, podatkovna skladišča, tržnice, igre in drugo. Razvijalci so se osredotočili na kvantno varnost: šifrirni sistem Cellframe Network vzdrži napade algoritmov kvantnega hekerja in bo ostal pomemben v postkvantnem obdobju.

Podjetje obsega projekt z uporabo dvostopenjske tehnologije razdeljevanja, ko je namesto ene verige blokov ali dogodkov veliko verig, organiziranih po različnih pravilih. Koda blockchain je napisana v C. Posebnost tega jezika je visoka hitrost odziva aplikacije in nizka obremenitev CPU in RAM-a. Vse to naredi platformo bolj dostopno, saj se vozlišče lahko izvaja na šibki strojni opremi.

Glavne značilnosti Cellframea so postkvantno šifriranje in dvostopenjsko razdeljevanje. Multi-algoritemski podpis pomaga bolje zaščititi podatke pred kvantnimi tehnikami vdiranja.

Na najvišji ravni drobca nastanejo parachaini - neodvisna omrežja blockchain, ki imajo svoje soglasje, vendar so združljiva s preostalim ekosistemom in imajo v sebi svoje delce stopnje 2.

 CN je že pripravljena rešitev za poslovanje: blockchain deluje iz škatle in ne zahteva posebnega znanja zaposlenih. Njegove razširitve je mogoče napisati v Pythonu, najbolj priljubljenem in najpreprostejšem jeziku na svetu.

Varnost

Omrežje Cellframe uporablja več algoritmov šifriranja hkrati. Najbolj obetavni so NewHope, NTRU, Frodo in SIDH. Še en zanimiv algoritem je Picnic – kvantni podpis brez znanja.

Več algoritmov pomaga proti različnim tehnikam kvantnega vdiranja. Omrežje privzeto uporablja digitalni podpis Crystal-Dilithium, vendar ima uporabnik možnost, da za večjo varnost uporabi podpis z več algoritmi.

Prilagodljivost

Cellframe blockchain je razdeljen na drobce. Sharding pomaga porazdeliti obremenitev strežnikov z vzporednim procesom. Ta pristop izboljša zmogljivost sistema in prepustnost blockchaina. Rešuje tudi problem horizontalne razširljivosti: namesto ene same verige blokov imamo več verig drobcev.

Vsak račun je vezan na določen delček. Uporabnik se lahko pridruži najbližjemu segmentu ali zahteva ustvarjanje novega. Velikost segmenta je omejena, zato lahko preplavljeni delci zavrnejo registracijo uporabnikov. Vse zahteve za delce se izvedejo prek sporočil znotraj verige blokov ravni 0. Razvijalci so naredili ta korak, da bi uravnotežili obremenitev delčkov (in strežnikov).

Podjetniška rešitev

Arhitektura projekta je storitveno usmerjena. Na njegovi podlagi lahko preprosto ustvarite protokole druge stopnje s specializiranimi storitvami, zasebni deli z vgrajenim plačilnim sistemom pa omogočajo, da se osredotočite na razvoj storitve.

Ekosistem Cellframe Network je sestavljen iz omrežij (parachains), med katerimi je glavno jedro omrežje ali hrbtenica. Hrbtenica je urejena kot tipičen parachain in je sestavljena iz ničelne verige, ki je veriga blokov, ki je skupna vsem drobcem, in plazme (DAG, razdeljen na drobce). Poleg tega obstajajo tudi dodatne podverige – podporna veriga, skupna vsem, veriga podgan, linearna pretočna veriga verige blokov, razdeljena na delce, in več drugih, specifičnih za določene storitve vozlišča, ki so registrirane v hrbtenici.

Skoraj vsa vozlišča v omrežju imajo enake privilegije, zato lahko omrežje imenujemo omrežje enakovrednih. Sistem vključuje več vrst vozlišč: light, full, archive, master, root. Ločeno je ločeno servisno vozlišče, ki mora biti glavno vozlišče na hrbtenici, pri drugih paraverigah pa je lahko situacija drugačna. Pomembna vrsta servisnega vozlišča je tako imenovano mostno vozlišče.

Ko se poveže z omrežjem, vozlišče zahteva od korena, da uvrsti vozlišča in njihove naslove IP na seznam dovoljenih, pinga najbližja in se poveže na 2-5. Nato vam prvo vozlišče da nov ID, ki se ustvari na podlagi ključa zanj, veriga blokov pa se sinhronizira z vozlišči.

Po tem lahko objavite svoj naslov in dopolnite bele liste z javnim ključem vozlišča, ceniki storitev, naročili itd. Po preverjanju bo vozlišče lahko delilo svojo storitev in postalo glavno ali servisno vozlišče. Glavni pogoj sta razpoložljivost te storitve (Proof-of-Service) in prisotnost niza žetonov CELL, lastnih ali delegiranih za odstotek dobička od storitev

Z razvojem kvantnih računalnikov bo velik del šifrirnih algoritmov postal preteklost, sledile pa bodo tudi kriptovalute, ki so jih uporabljale. Bitcoin čaka žalostna usoda: njegovi digitalni podpisi temeljijo na šifriranju ECDSA, ki je ranljivo za Shorov algoritem. Razvijalci omrežja Cellframe Network so se osredotočili na kvantno varno šifriranje podatkov. Cellframe uporablja podpise Crystal Dilithium in Picnic.

Dilithium je ena od treh podpisnih shem, ki veljajo za "finalistke" standardizacijskega postopka NIST; zgrajen je na problemih teorije rešetk – MLWE in MSIS. Menijo, da bosta NIST ali FALCON kmalu standardizirana. Dilithium ima najmanjši par javnih ključev in podpisov med kandidati NIST. Picnic je "nadomestni" kandidat NIST. Njegova šifra ni tako dobro razumljena kot AES, vendar so ključi za piknik veliko bolj kompaktni kot slednji. Oba podpisa sta odporna na Shorova in Groverjeva algoritma. To pomeni, da bo platforma ostala aktualna v postkvantnem obdobju.

Marca 2022 je podjetje objavilo izdajo glavnega omrežja, ki bo nadomestilo obstoječe testno omrežje SubZero.