HERMES: Provably Secure Private Accounts for Account-Model Blockchains via Commitment-Coherent Encryption
Dieses Paper stellt HERMES vor, ein vereinheitlichtes Framework, das durch die Nutzung von commitment-kohärenter Verschlüsselung unter der Decisional-Diffie-Hellman-Annahme ohne die Notwendigkeit eines vertrauenswürdigen Setups ein Gleichgewicht zwischen Privatsphäre, Ununterscheidbarkeit der Transaktionsbeträge und Unverknüpfbarkeit von Sender und Empfänger für Account-Modell-Blockchains erreicht.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich das Internet als ein riesiges, öffentliches Kassenbuch vor, in dem jeder genau sehen kann, wer wem wie viel Geld geschickt hat. So funktionieren die meisten modernen digitalen Währungen heute: Jede Transaktion ist wie eine Postkarte, die per Post verschickt wird. Jeder, der vorbeiläuft, kann den Namen des Absenders, den Namen des Empfängers und den Dollarbetrag lesen. Während diese Transparenz Betrug verhindert, bedeutet sie auch, dass Ihr Finanzleben völlig offengelegt ist. Sie sind vielleicht besorgt darüber, dass Menschen erraten könnten, wie viel Geld Sie besitzen, oder noch schlimmer, dass Ihre Ausgabengewohnheiten verfolgt und an Werbetreibende verkauft werden.
Um dies zu beheben, versuchen Kryptographen, „digitale Umschläge“ zu bauen, die diese Details verbergen. Einige Systeme nutzen eine Methode, bei der man sein Geld in winzige, unverbundene Noten zerlegt (wie das Zerteilen eines Schecks in Einzelteile), was die Verbindung zwischen Transaktionen verbirgt, aber es schwierig macht, einen fortlaufenden Gesamtsaldo zu führen. Andere versuchen, das Kontomodell beizubehalten (bei dem man ein großes Guthaben hat), kämpfen aber damit, die Beträge zu verbergen, ohne einen vertrauenswürdigen Dritten zu benötigen, der das System einrichtet, oder sie lassen winzige mathematische Risse hinter, durch die ein geschickter Hacker Ihren Kontostand erraten könnte. Die große Frage war: Können wir den Komfort eines einzelnen Bankkontos beibehalten, den Kontostand und den Transaktionsbetrag verbergen und es unmöglich machen zu sagen, wer wem bezahlt hat – und das alles, ohne einer zentralen Instanz zu vertrauen?
Hier kommt das Paper HERMES ins Spiel. Die Forscher schlagen ein neues System vor, das speziell für kontobasierte Blockchains (wie Ethereum) entwickelt wurde und es schafft, alle drei Dinge gleichzeitig zu bewältigen. Sie haben einen „digitalen Tresor“ gebaut, der eine spezielle Art von Mathematik namens Commitment-Coherent Encryption verwendet. Denken Sie an diesen Tresor wie an einen magischen Safe, bei dem das Schloss selbst auch ein Beleg ist. Normalerweise müssen Sie in der digitalen Privatsphäre ein Werkzeug verwenden, um die Box zu verschließen, und ein völlig anderes Werkzeug, um zu beweisen, dass Sie das Protokoll nicht verletzt haben, was einen unordentlichen, langsamen Prozess erzeugt. HERMES entwirft das Schloss so, dass der Beweis der Ehrlichkeit direkt in die Box selbst eingebaut ist.
Das Team hat mathematisch bewiesen, dass ihr System sicher ist, was bedeutet, dass ein Hacker nicht in den Tresor blicken kann, es sei denn, er kann ein sehr schwieriges mathematisches Problem lösen (das Decisional Diffie-Hellman-Problem). Sie haben auch ein „Triple-Key“-System eingeführt. Stellen Sie sich vor, Sie hätten drei verschiedene Schlüssel: einen, um das Geld zu sperren, einen, um zu sehen, wer Ihnen einen Brief geschickt hat (ohne ihn öffnen zu können), und einen, um sich selbst zu identifizieren. Wenn jemand nur einen dieser Schlüssel stiehlt, kann er nicht das gesamte System knacken; er erhält nur Zugriff auf diesen spezifischen Teil, wodurch der Rest Ihrer Privatsphäre intakt bleibt.
Um sicherzustellen, dass dies nicht nur Theorie ist, hat das Team einen funktionierenden Prototyp gebaut. Sie fanden heraus, dass ihr System schnell genug ist, um praktisch anwendbar zu sein: Es dauert etwa 320 Mikrosekunden (das sind 0,00032 Sekunden), um eine Transaktion zu verschlüsseln, was schnell genug für den realen Einsatz ist. Sie zeigten auch, dass das System den Rest schützen kann, selbst wenn ein Hacker einige Nutzer korrumpiert. Obwohl das System derzeit eine Grenze für die Höhe eines Transaktionsbetrags hat (um die Mathematik schnell zu halten), überbrückt es erfolgreich die Lücke zwischen dem Komfort standardmäßiger Bankkonten und der Privatsphäre von geheimem Bargeld, und das alles, ohne einen vertrauenswürdigen Vermittler für die Einrichtung zu benötigen.
Ertrinken Sie in Arbeiten in Ihrem Fachgebiet?
Erhalten Sie tägliche Digests der neuesten Arbeiten passend zu Ihren Forschungsbegriffen — mit technischen Zusammenfassungen, in Ihrer Sprache.