HERMES: Provably Secure Private Accounts for Account-Model Blockchains via Commitment-Coherent Encryption
تقدم هذه الورقة HERMES، وهو إطار عمل موحد يحقق توازن الخصوصية، وعدم قابلية تمييز مبلغ المعاملة، وعدم إمكانية ربط المرسل بالمستقبل لسلاسل الكتل ذات النموذج الحسابي عبر الاستفيد من التشفير المتماسك مع الالتزام تحت فرضية ديفي-هيلمان القرارية دون الحاجة إلى إعداد موثوق.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل الإنترنت كسجل عام ضخم، حيث يمكن للجميع رؤية من أرسل المال لمن وبالضبط كم المبلغ. هكذا تعمل معظم العملات الرقمية الحديثة اليوم: كل معاملة تشبه بطاقة بريدية تُرسل عبر البريد. يمكن لأي شخص يمر بجانبها أن يقرأ اسم المرسل، واسم المستلم، والمبلغ بالدولار. وبينما تساعد هذه الشفافية في منع الاحتيال، إلا أنها تعني أيضاً أن حياتك المالية مكشوفة تماماً. قد تشعر بالقلق من تخمين الناس لمقدار ما تملكه من مال، أو والأسوأ من ذلك، تتبع عادات الإنفاق الخاصة بك وبيعها للمعلنين.
ولإصلاح ذلك، يحاول علماء التشفير بناء "أظرف رقمية" تخفي هذه التفاصيل. تستخدم بعض الأنظمة طريقة يتم فيها تقسيم أموالك إلى ملاحظات صغيرة غير متصلة (مثل تمزيق شيك إلى قطع)، مما يخفي العلاقة بين المعاملات ولكنه يجعل من الصعب الاحتفاظ بإجمالي رصيدك. وتحاول أنظمة أخرى الحفاظ على نموذج الحساب (حيث تمتلك رصيداً واحداً كبيراً) لكنها تكافح لإخفاء المبالغ دون الحاجة إلى طرف ثالث موثوق لتهيئة النظام، أو تترك ثغرات رياضية صغيرة يمكن لهكر ذكي استغلالها لتخمين رصيدك. السؤال الكبير كان: هل يمكننا الحفاظ على سهولة حساب بنكي واحد، وإخفاء الرصيد ومبلغ المعاملة، وجعل من المستحيل معرفة من دفع لمن، وكل ذلك دون الوثوق بسلطة مركزية؟
هنا يأتي دور ورقة البحث HERMES. يقترح الباحثون نظاماً جديداً مصمماً خصيصاً لسلاسل الكتل القائمة على الحساب (مثل إيثيريوم) والذي ينجح في القيام بالأشياء الثلاثة معاً في آن واحد. لقد بنوا "خزنة رقمية" تستخدم نوعاً خاصاً من الرياضيات يسمى التشفير المتماسك مع الالتزام (Commitment-Coherent Encryption). فكر في الأمر كصندوق قفل سحري يكون فيه القفل نفسه عبارة عن إيصال. عادةً، في الخصوصية الرقمية، يتعين عليك استخدام أداة واحدة لقفل الصندوق وأداة مختلفة تماماً لإثبات أنك لم تنتهك البروتوكول، مما يخلق عملية معقدة وبطيئة. صمم HERMES القفل بحيث يكون إثبات الأمان مدمجاً في الصندوق نفسه.
لقد أثبت الفريق رياضياً أن نظامهم آمن، مما يعني أنه ما لم يتمكن المخترق من حل مسألة رياضية صعبة للغاية (مسألة ديسيجينال ديفي-هيلمان - Decisional Diffie-Hellman)، فلن يتمكن من التلصص داخل الخزنة. كما قدموا نظام "المفاتيح الثلاثة". تخيل أن لديك ثلاثة مفاتيح مختلفة: واحد لقفل المال، وواحد لإلقاء نظرة على من أرسل لك رسالة (دون القدرة على فتحها)، وواحد لتحديد هويتك. إذا سرق شخص ما مفتاحاً واحداً فقط، فلن يتمكن من كسر النظام بأكمله؛ بل سيحصل فقط على الوصول إلى ذلك الجزء المحدد، مما يترك بقية خصوصيتك سليمة.
وللتأكد من أن هذا ليس مجرد نظرية، قام الفريق ببناء نموذج أولي عامل. ووجدوا أن نظامهم سريع بما يكفي ليكون عملياً: يستغرق تشفير المعاملة حوالي 320 ميكروثانية (أي 0.00032 ثانية)، وهو ما يكفي للاستخدام في العالم الحقيقي. كما أظهروا أنه حتى لو قام مخترق بإفساد بعض المستخدمين، فلا يزال بإمكان النظام حماية البقية. وبينما يمتلك النظام حالياً حداً أقصى لحجم مبلغ المعاملة (للحفاظ على سرعة الرياضيات)، فقد نجح في سد الفجوة بين سهولة الحسابات البنكية القياسية وخصوصية النقد السري، وكل ذلك دون الحاجة إلى وسيط موثوق لإعداده.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.