ODYSSEY: Reestablishing Confidentiality in Confidential Blockchain via Delegated Execution
यह शोध पत्र ODYSSEY को प्रस्तुत करता है, जो एक गोपनीय ब्लॉकचेन प्रणाली है जो एक नवीन डेलीगेशन मॉडल और अनुकूलित तकनीकों के माध्यम से ट्रस्टेड एक्ज़ीक्यूशन एनवायरनमेंट्स (TEEs) में एक्ज़ीक्यूशन-इन्फरेंस और एक्ज़ीक्यूशन-रिप्ले हमलों को कम करती है, जिससे FISCO BCOS प्लेटफॉर्म पर उच्च थ्रूपुट और कम विलंबता प्राप्त होती है।
मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
कल्पना कीजिए कि बिजनेस पार्टनर्स का एक समूह एक हाई-स्टेक्स पोकर गेम खेल रहा है। वे एक-दूसरे से अपनी कार्ड और बेटिंग रणनीतियां गुप्त रखना चाहते हैं, लेकिन उन्हें यह भी भरोसा होना चाहिए कि गेम निष्पक्ष रूप से खेला जा रहा है और कोई कार्ड देखकर या दांव बदलने के लिए समय को पीछे घुमाकर (rewind करके) धोखाधड़ी नहीं कर रहा है।
यह वह समस्या है जिसे ODYSSEY "कॉन्फिडेंशियल ब्लॉकचेन्स" (Confidential Blockchains) के लिए हल करता है।
यहाँ इस पेपर की कहानी का एक सरल विवरण दिया गया है, जिसमें रोजमर्रा के उदाहरणों का उपयोग किया गया है।
समस्या: कांच का घर और टाइम मशीन
पेपर यह समझाते हुए शुरू होता है कि वर्तमान "कॉन्फिडेंशियल ब्लॉकचेन्स" (वे ब्लॉकचेन्स जहाँ डेटा छिपा होता है) विशेष, सुरक्षित कंप्यूटर चिप्स के भीतर बनाए गए हैं जिन्हें TEEs (ट्रस्टेड एक्जीक्यूशन एनवायरनमेंट) कहा जाता है। एक TEE को एक कांच के घर के रूप में सोचें।
कांच के घर का रिसाव (एक्जीक्यूशन-इन्फरेंस अटैक):
भले ही कांच का घर अंदर की चीजों की रक्षा करता है, लेकिन बाहर खड़ा एक जासूस खिड़कियों से झांक सकता है। वह सीधे कार्ड तो नहीं देख सकता, लेकिन वह खिलाड़ियों की गतिविधियों को देख सकता है।- उदाहरण: यदि कोई खिलाड़ी हर बार अच्छा हाथ मिलने पर अचानक खड़ा हो जाता है और इधर-उधर टहलने लगता है, तो जासूस बिना कार्ड देखे ही उसकी रणनीति समझ जाता है। पेपर में, हैकर्स कंप्यूटर की "टहलने की प्रक्रिया" (मेमोरी का उपयोग और CPU की गर्मी) को देखकर यह अनुमान लगाते हैं कि कौन सा गुप्त डेटा प्रोसेस किया जा रहा है।
- परिणाम: गेम अनफेयर हो जाता है क्योंकि जासूस खिलाड़ियों से अधिक जानता है।
टाइम मशीन का रिसाव (एक्जीक्यूशन-रिप्ले अटैक):
कांच के घर में "सेव गेम" (Save Game) बटन नहीं है जो समय को पीछे जाने से रोक सके।- उदाहरण: एक धोखेबाज एक हाथ खेलता है, परिणाम देखता है, और यदि उसे परिणाम पसंद नहीं आता, तो वह शुरुआत में जाने के लिए "रिवाइंड" (Rewind) बटन दबा देता है, एक अलग चाल चलता है, और फिर परिणाम देखता है। वह तब तक रिवाइंड करता रहता है जब तक कि उसे वह सटीक चाल न मिल जाए जो जीत की गारंटी देती हो।
- परिणाम: गेम फिक्स्ड (rigged) हो जाता है क्योंकि धोखेबाज हर संभव परिणाम को तब तक आज़माता है जब तक कि उसे वह न मिल जाए जो उसके लिए सबसे अच्छा हो।
समाधान: ODYSSEY
लेखकों ने इन दो लीक्स को ठीक करने के लिए ODYSSEY नामक एक नया सिस्टम बनाया है। उन्होंने कांच के घर को अपारदर्शी (opaque) बनाने की कोशिश नहीं की (जो कठिन और धीमा है); इसके बजाय, उन्होंने यह बदला कि गेम कौन खेलता है।
1. "ट्रस्टेड डेलीगेट" रणनीति (कांच के घर को ठीक करना)
हर खिलाड़ी द्वारा दूसरे खिलाड़ी की गतिविधियों को देखने के बजाय, यह सिस्टम डेलीगेटेड एक्जीक्यूशन का उपयोग करता है।
- उदाहरण: कल्पना कीजिए कि आपका एक भरोसेमंद दोस्त (एक "डेलीगेट") है। आप अपने कार्ड अपने दोस्त को सौंप देते हैं, और केवल आपका दोस्त ही उन्हें देखता है और चाल चलता है। मेज पर मौजूद अन्य खिलाड़ी कार्ड नहीं देखते और न ही आपके दोस्त के हाथों की गतिविधियों को देखते हैं; वे केवल अंतिम परिणाम (जैसे, "बेट $100") देखते हैं।
- यह कैसे काम करता है: आप एक विशिष्ट नोड (कंप्यूटर) चुनते हैं जिस पर आप अपने गुप्त ट्रांजेक्शन को संभालने के लिए भरोसा करते हैं। वह नोड अपने सुरक्षित चिप के भीतर काम करता है। अन्य नोड्स बस परिणाम का इंतजार करते हैं। चूंकि अन्य नोड्स कभी भी गुप्त डेटा या प्रक्रिया को नहीं देखते, इसलिए कोई भी "जासूस" प्रक्रिया को देखकर कुछ भी नहीं सीख सकता।
2. "ऑर्डर-फर्स्ट" नियम (टाइम मशीन को ठीक करना)
रीवाइंड करने से रोकने के लिए, ODYSSEY एक ऑर्डर-देन-एक्जीक्यूट (Order-Then-Execute) आर्किटेक्चर का उपयोग करता है।
- उदाहरण: एक सामान्य गेम में, आप एक चाल चल सकते हैं, देखते हैं कि क्या हुआ, और फिर तय करते हैं कि क्या आप इसे जारी रखना चाहते हैं। ODYSSEY में, रेफरी पहले चालों का क्रम लिखता है और उसे एक किताब में लॉक कर देता है। एक बार क्रम लॉक हो जाने के बाद, खिलाड़ियों को लिखित रूप में बिल्कुल वैसा ही पालन करना होगा। आप क्रम को बदलने या अलग चाल आज़माने के लिए पीछे नहीं जा सकते।
- यह कैसे काम करता है: सिस्टम ट्रांजेक्शन की सूची पर सहमति बनाता है इससे पहले कि कोई भी उन्हें प्रोसेस करना शुरू करे। एक बार सूची लॉक हो जाने के बाद, कोई भी अलग परिणाम प्राप्त करने के लिए कंप्यूटर को "रिवाइंड" नहीं कर सकता। परिणाम अंतिम होता है।
स्पीड बंप्स और कैसे ODYSSEY उन्हें पार करता है
लेखक स्वीकार करते हैं कि "ट्रस्टेड डेलीगेट" होने से एक नई समस्या पैदा होती है: ट्रैफिक जाम। यदि हर कोई अपने कार्ड एक ही दोस्त को भेजता है, तो वह दोस्त ओवरवेल्म (अभिभूत) हो जाता है, और गेम धीमा हो जाता है। साथ ही, क्या होगा यदि वह दोस्त खेलने से मना कर दे (एक "डिनायल ऑफ डेलीगेशन" अटैक)?
गेम को तेज़ और चालू रखने के लिए ODYSSEY दो चतुर फीचर्स जोड़ता है:
लोकेशन-अवेयर कंकरेंट एक्जीक्यूशन (ट्रैफिक पुलिस):
- उदाहरण: एक व्यक्ति द्वारा सारा काम करने के बजाय, सिस्टम ताश की गड्डी को छोटे ढेरों में बांट देता है। यह अलग-अलग ढेरों को अलग-अलग भरोसेमंद दोस्तों को सौंप देता है, इस आधार पर कि वे किसके सबसे करीब हैं या उन्हें किन कार्डों की आवश्यकता है। यह एक किचन की तरह है जहाँ शेफ अकेले सारी सब्जियां नहीं काटता; वह प्याज को एक व्यक्ति को और गाजर को दूसरे को सौंप देता है, लेकिन वह सुनिश्चित करता है कि अगर रेसिपी में आवश्यकता हो, तो सूप बनने से पहले प्याज काटे जा चुके हों।
- परिणाम: कई चीजें एक साथ बिना क्रम बिगाड़े होती हैं, जिससे सिस्टम तेज़ बना रहता है।
डेलीगेशन फेलियर हैंडलर (बैकअप प्लान):
- उदाहरण: यदि आपका भरोसेमंद दोस्त अचानक सो जाता है या खेलने से मना कर देता है, तो गेम हमेशा के लिए रुकना नहीं चाहिए। ODYSSEY के पास एक टाइमर है। यदि दोस्त पर्याप्त तेज़ी से चाल नहीं चलता, तो सिस्टम स्वचालित रूप से कहता है, "ठीक है, हम अभी के लिए इस चाल को छोड़ देंगे और अगले कदम पर बढ़ेंगे," ताकि गेम चलता रहे।
- परिणाम: सिस्टम जीवित रहता है भले ही कुछ प्रतिभागी आलसी या दुर्भावनापूर्ण हों।
परिणाम: क्या यह काम कर गया?
टीम ने एक वास्तविक ब्लॉकचेन प्लेटफॉर्म FISCO BCOS का उपयोग करके ODYSSEY का एक वर्किंग प्रोटोटाइप बनाया। उन्होंने इसे दो वातावरणों में टेस्ट किया: एक तेज़ लोकल नेटवर्क (LAN) और एक धीमा, वाइड-एरिया नेटवर्क (WAN), जैसे इंटरनेट।
- निर्णय: ODYSSEY एक मानक, गैर-गुप्त (non-secret) ब्लॉकचेन की तुलना में थोड़ा धीमा है (क्योंकि सुरक्षा के लिए थोड़ी गति का त्याग करना पड़ता है), लेकिन एक गुप्त सिस्टम के लिए यह बहुत तेज़ है।
- आंकड़े: एक वाइड-एरिया नेटवर्क में 3 नोड्स के साथ, ODYSSEY लगभग 4,000 ट्रांजेक्शन प्रति सेकंड संभाल सकता है जिसका विलंब (delay) केवल 0.4 से 0.5 सेकंड है।
सारांश
ODYSSEY गुप्त ब्लॉकचेन्स चलाने का एक नया तरीका है। कांच के घर को अदृश्य बनाने की कोशिश करने के बजाय (जो कठिन है), यह ट्रस्टेड डेलीगेट्स का उपयोग करके यह सीमित करता है कि अंदर कौन देख सकता है। यह घटनाओं के क्रम को भी लॉक करता है ताकि कोई भी धोखाधड़ी करने के लिए समय को पीछे न घुमा सके। यह वास्तविक दुनिया के बिजनेस उपयोग के लिए उच्च गति बनाए रखते हुए वर्तमान प्रणालियों के सुरक्षा रिसाव को हल करता है।
अपने क्षेत्र के पेपरों की भीड़ में उलझे हुए हैं?
आपके रिसर्च कीवर्ड से मेल खाने वाले सबसे नए और अलग सोच वाले पेपरों का रोज़ाना Digest पाएँ—तकनीकी सारांश के साथ, आपकी भाषा में।