ODYSSEY: Reestablishing Confidentiality in Confidential Blockchain via Delegated Execution
Cet article présente ODYSSEY, un système de blockchain confidentiel qui atténue les attaques d'inférence d'exécution et de rejeu d'exécution dans les environnements d'exécution de confiance grâce à un nouveau modèle de délégation et des techniques optimisées, atteignant un débit élevé et une faible latence sur la plateforme FISCO BCOS.
Article original sous licence CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA de l'article ci-dessous. Elle n'a pas été rédigée ni approuvée par les auteurs. Pour une précision technique, consultez l'article original. Lire la clause de non-responsabilité complète
Imaginez une partie de poker à enjeux élevés jouée par un groupe d'associés. Ils veulent garder leurs cartes et leurs stratégies de mise secrets les uns des autres, mais ils doivent aussi avoir la certitude que le jeu est pratiqué équitablement et que personne ne triche en regardant les cartes ou en remontant le temps pour modifier une mise.
C'est le problème qu'ODYSSEY résout pour les « Blockchains Confidentielles ».
Voici une décomposition simple de l'histoire du document, utilisant des analogies de la vie quotidienne.
Le Problème : La Maison de Verre et la Machine à Remonter le Temps
Le document commence par expliquer que les « Blockchains Confidentielles » actuelles (des blockchains où les données sont cachées) sont construites à l'intérieur de puces informatiques spéciales et sécurisées appelées TEE (Environnements d'Exécution de Confiance). Considérez un TEE comme une maison de verre.
1. La Fuite de la Maison de Verre (Attaque par Inférence d'Exécution) :
Même si la maison de verre protège le contenu, un espion à l'extérieur peut toujours regarder par les fenêtres. Il ne peut pas voir les cartes directement, mais il peut observer comment les joueurs bougent.
- L'analogie : Si un joueur se lève soudainement et fait les cent pas chaque fois qu'il reçoit une bonne main, l'espion apprend la stratégie sans jamais voir les cartes. Dans le document, les hackers observent le « mouvement » de l'ordinateur (l'utilisation de la mémoire et la chaleur du CPU) pour deviner quelles données secrètes sont en cours de traitement.
- Le résultat : Le jeu devient injuste car l'espion en sait plus que les joueurs.
2. La Fuite de la Machine à Remonter le Temps (Attaque par Rejeu d'Exécution) :
La maison de verre n'a pas de bouton « Sauvegarder la partie » qui empêche de remonter le temps.
- L'analogie : Un tricheur joue une main, voit le résultat, et s'il ne l'aime pas, il appuie sur « Rembobiner » pour revenir au début, essayer un mouvement différent, et voir le résultat à nouveau. Il continue de rembobiner jusqu'à ce qu'il trouve le mouvement parfait qui garantit une victoire.
- Le résultat : Le jeu est truqué car le tricheur peut essayer tous les résultats possibles jusqu'à trouver celui qui lui convient le mieux.
La Solution : ODYSSEY
Les auteurs ont construit un nouveau système appelé ODYSSEY pour corriger ces deux fuites. Ils n'ont pas essayé de rendre la maison de verre opaque (ce qui est difficile et lent) ; à la place, ils ont changé qui joue au jeu.
1. La Stratégie du « Délégué de Confiance » (Corriger la Maison de Verre)
Au lieu que chaque joueur observe les mouvements de chaque autre joueur, le système utilise l'Exécution Déléguée.
- L'analogie : Imaginez que vous avez un ami de confiance (un « Délégué »). Vous remettez vos cartes à votre ami, et seul votre ami les regarde et effectue le mouvement. Les autres joueurs à la table ne voient pas les cartes et ne regardent pas les mains de votre ami ; ils ne voient que le résultat final (ex: « Mise de 100 $ »).
- Comment ça marche : Vous choisissez un nœud spécifique (ordinateur) en lequel vous avez confiance pour gérer votre transaction secrète. Ce nœud effectue le travail à l'intérieur de sa puce sécurisée. Les autres nœuds attendent simplement le résultat. Puisque les autres nœuds ne voient jamais les données secrètes ou le processus, l'« espion » ne peut rien apprendre en observant le processus.
2. La Règle de l'« Ordre d'Abord » (Corriger la Machine à Remonter le Temps)
Pour empêcher le rembobinage, ODYSSEY utilise une architecture Ordre-Puis-Exécution.
- L'analogie : Dans un jeu normal, vous pourriez tenter un mouvement, voir ce qui se passe, puis décider si vous voulez le garder. Dans ODYSSEY, le arbitre écrit l'ordre des mouvements d'abord et le verrouille dans un livre. Une fois l'ordre verrouillé, les joueurs doivent exécuter les mouvements exactement comme écrit. Vous ne pouvez pas revenir en arrière pour changer l'ordre ou essayer un autre mouvement.
- Comment ça marche : Le système se met d'accord sur la liste des transactions avant que quiconque ne commence à les traiter. Une fois la liste verrouillée, personne ne peut « rembobiner » l'ordinateur pour essayer un résultat différent. Le résultat est définitif.
Les Obstacles et Comment ODYSSEY les Surmonte
Les auteurs admettent que le fait d'avoir un « Délégué de Confiance » crée un nouveau problème : les Embouteillages. Si tout le monde envoie ses cartes à un seul ami, cet ami est submergé et le jeu ralentit. De plus, que se passe-t-il si cet ami refuse de jouer (une attaque de « Déni de Délégation ») ?
ODYSSEY ajoute deux fonctionnalités astucieuses pour que le jeu reste rapide et fluide :
1. L'Exécution Concurrente Sensible à la Localisation (Le Policier de la Circulation) :
- L'analogie : Au lieu d'une seule personne faisant tout le travail, le système divise le jeu de cartes en plus petits tas. Il assigne différents tas à différents amis de confiance en fonction de qui est le plus proche ou de ce dont ils ont besoin. C'est comme une cuisine où le chef ne coupe pas tous les légumes tout seul ; il assigne les oignons à une personne et les carottes à une autre, mais il s'assure que les oignons sont coupés avant que la soupe ne soit faite si la recette l'exige.
- Le résultat : Beaucoup de choses se passent en même temps sans perturber l'ordre, ce qui maintient la rapidité du système.
2. Le Gestionnaire de Défaillance de Délégation (Le Plan de Secours) :
- L'analogie : Si votre ami de confiance s'endort soudainement ou refuse de jouer, le jeu ne doit pas s'arrêter indéfiniment. ODYSSEY possède un minuteur. Si l'ami ne fait pas un mouvement assez rapidement, le système dit automatiquement : « D'accord, nous allons sauter ce mouvement pour l'instant et passer au suivant », afin que le jeu continue.
- Le résultat : Le système reste opérationnel même si certains participants sont paresseux ou malveillants.
Les Résultats : Est-ce que ça a fonctionné ?
L'équipe a construit un prototype fonctionnel d'ODYSSEY en utilisant une plateforme blockchain réelle appelée FISCO BCOS. Ils l'ont testé dans deux environnements : un réseau local (LAN) rapide et un réseau étendu (WAN) plus lent, comme Internet.
- Le Verdict : ODYSSEY est légèrement plus lent qu'une blockchain standard non secrète (car la sécurité coûte toujours un peu de vitesse), mais il est très rapide pour un système secret.
- Les Chiffres : Dans un réseau étendu avec 3 nœuds, ODYSSEY pouvait gérer environ 4 000 transactions par seconde avec un délai de seulement 0,4 à 0,5 seconde.
Résumé
ODYSSEY est une nouvelle façon de faire fonctionner les blockchains secrètes. Au lieu d'essayer de rendre la « maison de verre » invisible (ce qui est difficile), il limite qui peut regarder à l'intérieur en utilisant des délégués de confiance. Il verrouille également l'ordre des événements pour que personne ne puisse remonter le temps pour tricher. Il résout les failles de sécurité des systèmes actuels tout en maintenant une vitesse suffisamment élevée pour une utilisation commerciale réelle.
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