Reveal, Correct, Then Pay: Encrypted Mempools and Perpetual Funding Security
यह शोध पत्र तर्क देता है कि एन्क्रिप्टेड मेमपूल (encrypted mempools), हालांकि मैक्सिमल एक्सट्रैक्टेबल वैल्यू (maximal extractable value) के विरुद्ध प्रभावी हैं, अनजाने में कमिट चरण (commit phase) के दौरान तत्काल सुधारात्मक आर्बिट्राज (corrective arbitrage) को रोककर परपेचुअल फ्यूचर्स फंडिंग (perpetual futures funding) में एक सुरक्षा भेद्यता उत्पन्न करते हैं, जिससे आर्थिक प्रतिक्रिया अंतराल (economic reaction gaps) और कम मूल्य पूंजीकरण (reduced price capitalization) के माध्यम से स्टेट मैनिपुलेशन हमलों (state manipulation attacks) को बढ़ावा मिलता है।
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क्रिप्टोकरेंसी की डिजिटल दुनिया की कल्पना एक विशाल, हलचल भरे बाजार के रूप में करें जहाँ लोग हर सेकंड डिजिटल संपत्तियों का व्यापार करते हैं। इस बाजार में, एक विशेष प्रतीक्षा कक्ष है जिसे "मेमपूल" (mempool) कहा जाता है जहाँ लेनदेन आधिकारिक रूप से संसाधित होने और सार्वजनिक रिकॉर्ड में जोड़े जाने से पहले प्रतीक्षा करते हैं। आमतौर पर, यह प्रतीक्षा कक्ष एक कांच के बक्से की तरह होता है: लेनदेन होने से पहले हर कोई देख सकता है कि आप क्या खरीद या बेच रहे हैं। यह पारदर्शिता एक नुकसान भी रखती है: चालाक बॉट्स आपके ऑर्डर को देख सकते हैं, आपसे पहले ही वही चीज़ सस्ते में खरीदने के लिए आपकी जगह ले सकते हैं, और फिर एक सेकंड के बहुत छोटे हिस्से बाद उसे आपसे अधिक कीमत पर बेच सकते हैं। इसे "फ्रंट-रनिंग" (front-running) कहा जाता है, और यह ऐसा है जैसे कोई आपकी कॉन्सर्ट टिकट खरीदने की योजना देख लेता है और सबसे अच्छी सीट पहले ही खरीद लेता है ताकि वह उसे आपसे दोगुने दाम पर बेच सके।
इसे रोकने के लिए, इंजीनियरों ने "एन्क्रिप्टेड मेमपूल" (encrypted mempools) का आविष्कार किया। इसे एक एन्क्रिप्टेड मेमपूल के रूप में सोचें: यह हर लेनदेन को एक बंद, अटूट तिजोरी में रखने जैसा है। वह तिजोरी पूरे सिस्टम के माध्यम से यात्रा करती है और कोई भी यह नहीं देख सकता कि उसके अंदर क्या है जब तक कि लेनदेन आधिकारिक रूप से लाइन में न लग जाए। यह आपके विशिष्ट व्यापार को देखकर आपकी कतार में आगे निकलने वाले चालाक बॉट्स को रोकता है। यह एक आदर्श समाधान लगता है, है ना? खैर, यह शोध पत्र एक पेचीदा सवाल पूछता है: क्या होगा अगर लेनदेन को तिजोरी में रखने वाला व्यक्ति खुद ही धोखाधड़ी करने की कोशिश कर रहा हो? क्या होगा अगर हमलावर ठीक जानता है कि वह क्या कर रहा है, लेकिन बाजार नहीं जानता? यह शोध पत्र इस बात की जांच करता है कि क्या लेनदेन को छिपाना वास्तव में हमलावर की मदद करता है, जो बाजार के प्राकृतिक "सुधारकों" (correctors)—वे लोग जो आमतौर पर कीमतों की गलतियों को ठीक करते हैं—को अंधा कर देता है, जबकि हमलावर को अपनी स्वयं की योजना का पता होता है।
"रिवील, करेक्ट, देन पे" (Reveal, Correct, Then Pay) नामक यह शोध पत्र "परपेचुअल फ्यूचर्स" (perpetual futures) की दुनिया में एक विशिष्ट प्रकार की धोखाधड़ी की जांच करता है, जो किसी संपत्ति की कीमत पर लंबी अवधि के दांव हैं। लेखक, सेई लैब्स (Sei Labs) और पोर्टsmouth विश्वविद्यालय के बेंजामिन मार्श का तर्क है कि जबकि एन्क्रिप्टेड मेमपल्स अन्य लोगों पर हमलों को रोकने में महान हैं, वे अनजाने में हमलावर के लिए स्वयं के लिए बाजार में हेरफेर करना आसान बना सकते हैं।
समस्या का मूल कारण एक "टाइमिंग गैप" (समय का अंतर) है। एक सामान्य बाजार में, यदि कोई कीमत को ऊपर या नीचे धकेलने की कोशिश करता है, तो अन्य व्यापारी इसे तुरंत देखते हैं और इसे ठीक करने के लिए कूद पड़ते हैं, जिससे कीमत फिर से निष्पक्ष हो जाती है। लेकिन एन्क्रिप्टेड मेमपूल के साथ, बाजार को लेनदेन के आधिकारिक रूप से दर्ज होने से पहले उस "तिजोरी" के खुलने का इंतजार करना पड़ता है। जब तक तिजोरी खुलती है और बाजार को समझ आता है कि क्या हुआ है, तब तक हमलावर अपना जाल बिछा चुका होता है। यह शोध पत्र दिखाता है कि यह देरी एक "रिएक्शन गैप" (प्रतिक्रिया अंतराल) पैदा करती है। भले ही तिजोरी एक सेकंड के बहुत छोटे हिस्से में खुल जाए, यह मामूली देरी भी बाजार के प्राकृतिक सुधारकों को उसी बैच के लेनदेन में कार्य करने से रोकने के लिए पर्याप्त है।
लेखक इसे "फंडिंग रेट्स" (funding rates) की अवधारणा का उपयोग करके मॉडल करते हैं, जो ट्रेडरों के बीच किए जाने वाले भुगतान हैं ताकि एक परपेचुअल बेट की कीमत वास्तविक बाजार मूल्य के करीब बनी रहे। एक हमलावर एक ऐसा लेनदेन छिपा सकता है जो इस मूल्य संकेत (price signal) को थोड़ा विकृत कर देता है। चूंकि एन्क्रिप्शन चरण के दौरान बाजार अंधा होता है, इसलिए यह विरूपण (distortion) उस समय तक बना रहता है जब तक कि एक पारदर्शी बाजार में ऐसा न होता। यह शोध पत्र सिद्ध करता है कि यह अतिरिक्त समय हमलावर को अधिक पैसा एकत्र करने की अनुमति देता। विशेष रूप से, वे पाते हैं कि हमलावर द्वारा कमाया गया लाभ केवल थोड़ा अधिक नहीं होता है; यह हमलावर की लक्ष्य बनाने की क्षमता और "रिस्पॉन्स फैक्टर" (जिसमें विरूपण की निरंतरता शामिल है) के गुणनफल के वर्ग (quadratic) के बराबर होता है। इसका मतलब है कि यदि हमलावर की बाजार को लक्षित करने की क्षमता स्थिर रहती है, लेकिन बाजार की गलती को सुधारने की क्षमता थोड़ी भी धीमी हो जाती है, तो हमलावर का संभावित लाभ उस कौशल और देरी के संयोजन से काफी बढ़ सकता है।
यह शोध पत्र स्पष्ट रूप से इस विचार को खारिज करता है कि एन्क्रिप्शन सभी प्रकार के हेरफेर के खिलाफ एक सार्वभौमिक ढाल है। यह तर्क देता है कि "स्व-निर्मित" (self-authored) हमलों के लिए—जहाँ हमलावर ही लेनदेन बना रहा है—ऑर्डर को छिपाना हमलावर के अपने इरादे को तो नहीं छिपाता, लेकिन यह बाजार के रक्षकों से उसे छिपा देता है। लेखक दिखाते हैं कि यदि हमलावर के पास पहले से ही एक पोजीशन (जैसे कि कीमत बढ़ने पर दांव) है, तो वह मूल्य संकेत को विकृत करने के लिए एन्क्रिप्शन का उपयोग कर सकता है, बाजार के तिजोरी खोलने का इंतजार कर सकता है, और फिर एक बहुत बड़ा भुगतान प्राप्त कर सकता है जो एक पारदर्शी बाजार की तुलना में बहुत अधिक होगा।
हालांकि, यह शोध पत्र केवल एक समस्या ही नहीं बताता, बल्कि एक समाधान भी प्रस्तावित करता है। लेखक इन बाजारों के काम करने के लिए एक नया नियम प्रस्तावित करते हैं: "रिवील, करेक्ट, मेजर, देन पे" (Reveal, Correct, Measure, Then Pay)। तिजोरी खोलने और तुरंत नए मूल्य के आधार पर भुगतान करने के बजाय, सिस्टम को रुकना चाहिए। इसे तिजोरी खोलनी चाहिए, बाजार के "सुधारकों" को उस विरूपण को देखने और उसे ठीक करने देना चाहिए, उस सुधार के बाद मूल्य को मापना चाहिए, और उसके बाद भुगतान करना चाहिए। यह एक "करेक्शन बफर" (सुधार बफर) बनाता है जो बाजार को हमलावर को अपना इनाम देने से पहले घाव को भरने का समय देता है।
लेखक अपने निष्कर्षों के बारे में बहुत सटीक हैं। वे गणितीय मॉडलों और सिमुलेशन का उपयोग करके यह दिखाने के लिए कि यह "रिएक्शन गैप" एक वास्तविक, मापने योग्य खतरा है, गणना करते हैं। वे गणना करते हैं कि भले ही मामूली देरी भी हमलावर के लाभ को काफी बढ़ा सकती है, विशेष रूप से यदि बाजार आमतौर पर गलतियों को बहुत तेज़ी से ठीक करता है। वे एक "सुरक्षा सूचकांक" (security index) भी पेश करते हैं जो जोखिम को तीन भागों में विभाजित करता है: हमलावर कितना अंधा है, बाजार को सुधारने से रोकने के लिए कितना सुरक्षित है, और बाजार कितनी कुशलता से अनुमानित भुगतान का लाभ उठाता है। उनका गणित दिखाता है कि एन्क्रिप्शन वास्तव में हानिकारक हो सकता है यदि यह हमलावर की प्रवेश मूल्य को छिपाने की क्षमता की रक्षा करता है और साथ ही बाजार की कीमत को ठीक करने की क्षमता को अंधा कर देता है।
संक्षेप में, यह शोध पत्र सुझाव देता है कि जबकि लेनदेन को तिजोरी में बंद करना निर्दोष उपयोगकर्ताओं को निशाना बनाए जाने से बचाने के लिए बहुत अच्छा है, यह उल्टा भी पड़ सकता है यदि सिस्टम में एक अंतर्निहित "कूलिंग ऑफ" (ठंडा होने का) अवधि नहीं है। यदि बाजार तिजोरी खोलता है और तुरंत भुगतान करता है, तो यह एक चोर को जाल बिछाने देने और फिर किसी के भी रोकने से पहले उसे तिजोरी की चाबियाँ सौंप देने जैसा है। समाधान यह है कि तिजोरी खोलें, गार्डों को गड़बड़ी ठीक करने दें, और फिर चाबियाँ सौंपें। यह सुनिश्चित करता है कि गोपनीयता उपयोगकर्ताओं की रक्षा करे बिना हमलावरों को सिस्टम में हेरफेर करने का मुफ्त रास्ता दिए।
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