PACE: Policy-Bound Multi-Party Authorization with State-Consistent Execution for Smart Contracts
यह शोध पत्र PACE को प्रस्तुत करता है, जो एक ऐसा फ्रेमवर्क है जो दो-चरणों वाली लैटिस-आधारित सिग्नेचर स्कीम के माध्यम से सामूहिक निर्णयों को सक्रिय नीतियों और निष्पादन संदर्भों (execution contexts) से बांधकर, राज्य-सुसंगत बहु-पक्षीय प्राधिकरण सुनिश्चित करता है, जिससे स्थिर सत्यापन लागत बनाए रखते हुए नीति, निर्णय, अनुरोध और निष्पादन के बीच निरंतरता की गारंटी मिलती है।
मूल पेपर CC BY 4.0 (https://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
स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स की डिजिटल दुनिया में, कोड ही कानून के रूप में कार्य करता है, जो कुछ निश्चित शर्तें पूरी होने पर समझौतों को स्वचालित रूप से निष्पादित करता है। ये प्रोग्राम अक्सर मूल्यवान संपत्तियों या संवेदनशील अनुमतियों का प्रबंधन करते हैं, जिसके लिए इस बात के सख्त नियम आवश्यक होते हैं कि कौन क्या कर सकता है। पारंपरिक रूप से, एक एकल व्यक्ति या एक साधारण पासवर्ड पहुंच प्रदान कर सकता है, लेकिन कई संगठनों से जुड़े उच्च-दांव वाले निर्णयों के लिए, एक एकल अनुमोदन बिंदु अक्सर बहुत जोखिम भरा होता है। इसके बजाय, एक कार्रवाई होने से पहले विशेषज्ञों के एक समूह को मिलकर सहमत होना पड़ता है। इसे मल्टी-पार्टी ऑथोराइजेशन (बहु-पक्षीय प्राधिकरण) कहा जाता है। हालांकि, डिजिटल प्राधिकरण में समूह द्वारा अनुरोध पर सहमति देने के क्षण और अनुबंध द्वारा उसे वास्तव में निष्पादित करने के क्षण के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर मौजूद है। इन दो क्षणों के बीच, नियम बदल सकते हैं, अनुरोध को बदला जा सकता है, या अनुमति का दो बार उपयोग किया जा सकता है। यदि सिस्टम समझौते को विशिष्ट कार्रवाई और वर्तमान नियमों के साथ मजबूती से नहीं जोड़ता है, तो एक समूह के वैध हस्ताक्षर का दुरुपयोग ऐसी चीज़ को अधिकृत करने के लिए किया जा सकता है जिसे उन्होंने कभी इरादा नहीं किया था, या किसी ऐसी कार्रवाई को निष्पादित करने के लिए किया जा सकता है जो नियमों के बदलने के बाद हुई हो।
शोधकर्ताओं ने डिजिटल प्राधिकरण की इस 'ढीले जुड़ाव' की समस्या को हल करने के लिए PACE नामक एक नया ढांचा विकसित किया है। याओवेई सन और सहयोगियों के नेतृत्व वाली टीम ने एक ऐसा सिस्टम बनाया है जो यह सुनिश्चित करता है कि प्राधिकरणों के एक समूह द्वारा दी गई अनुमति, विशिष्ट अनुरोध, नियमों के वर्तमान सेट और निष्पादन के सटीक क्षण से पूरी तरह से बंधी रहे। कल्पना कीजिए कि बैंक मैनेजरों का एक समूह एक चेक पर हस्ताक्षर कर रहा है; PACE के साथ, हस्ताक्षर केवल अनुमोदन का एक निशान नहीं है, बल्कि एक डिजिटल सील है जो हस्ताक्षर को सटीक राशि, विशिष्ट बैंक शाखा और वर्तमान तिथि के साथ लॉक कर देता है, जिससे विवरण बदलना या उस हस्ताक्षर का किसी अन्य दिन उपयोग करना असंभव हो जाता है। शोधकर्ताओं ने इस विचार का परीक्षण करने के लिए एक प्रोटोटाइप बनाया, जिसमें एक परिदृश्य का अनुकरण किया गया जहाँ एक स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट को सुरक्षित ऑपरेशन करने से पहले कई अधिकारियों को सहमत होना पड़ता है। उनका कार्य यह प्रदर्शित करता है कि अनुमोदन को एक विशिष्ट नीति संस्करण और एक अद्वितीय सत्र (सेशन) से बांधकर, वे उन अनधिकृत कार्यों को रोक सकते हैं जो नियमों के बदलने या किसी दुर्भावनापूर्ण व्यक्ति द्वारा पुराने अनुमति का पुन: उपयोग करने के प्रयास के दौरान भी हो सकते हैं।
PACE सिस्टम का मूल एक तीन-चरणीय प्रक्रिया है जो लोगों, नियमों और कार्रवाई को एक एकल, अटूट श्रृंखला में जोड़ती है। सबसे पहले, सिस्टम एक 'पॉलिसी-बाउंड कॉन्फ़िगरेशन' स्थापित करता है। इसका अर्थ यह है कि किसी भी समूह द्वारा अनुमति देने से पहले, सिस्टम ठीक से रिकॉर्ड करता है कि कौन से नियम सक्रिय हैं और किन विशिष्ट लोगों को हस्ताक्षर करने के लिए अधिकृत किया गया है। यदि बाद में नियम बदलते हैं, तो सिस्टम एक नए "एपॉक" (epoch), या संस्करण पर चला जाता है, और पिछले संस्करण के पुराने हस्ताक्षर अमान्य हो जाते हैं। यह एक समूह को नए प्रतिबंधों को दरकिनार करने के लिए पुराने समझौते का उपयोग करने से रोकता है। दूसरा, अधिकारी एक 'कॉन्टेक्स्ट-बाउंड जॉइंट ऑथोराइजेशन' (संदर्भ-बद्ध संयुक्त प्राधिकरण) में संलग्न होते हैं। जब कोई अनुरोध आता है, तो प्रत्येक अधिकृत व्यक्ति अनुरोध के सटीक विवरण की समीक्षा करता है—जिसे कॉल किया जाने वाला विशिष्ट कॉन्ट्रैक्ट, भेजा जाने वाला डेटा, और समय सीमा। फिर वे इस विशिष्ट विवरण के लिए एक एकल क्रिप्टोग्राफिक साक्ष्य उत्पन्न करने के लिए मिलकर कार्य करते हैं। यह साक्ष्य केवल व्यक्तिगत हस्ताक्षरों का संग्रह नहीं है; यह एक एकीकृत प्रमाण है कि पूरा समूह इस विशिष्ट विवरण के लिए इस विशिष्ट समय पर सहमत हुआ था। सिस्टम उन्नत गणितीय तकनीकों का उपयोग करता है जो लैटिस संरचनाओं (lattice structures) पर आधारित हैं, जिन्हें भविष्य के क्वांटम कंप्यूटरों के विरुद्ध भी सुरक्षित डिज़ाइन किया गया है, ताकि यह संयुक्त प्रमाण बनाया जा सके।
अंत में, सिस्टम एक 'स्टेट-कंसिस्टेंट एक्जीक्यूशन' (अवस्था-सुसंगत निष्पादन) करता है। जब अनुरोध स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट तक पहुँचता है, तो कॉन्ट्रैक्ट केवल यह नहीं देखता कि क्या हस्ताक्षर वैध दिख रहा है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सब कुछ मेल खाता है, यह कई सख्त जाँच करता है। यह सत्यापित करता है कि निष्पादन के समय सक्रिय नियम वही हैं जिनसे समूह सहमत हुआ था। यह जाँचता है कि निष्पादित किया जाने वाला अनुरोध वही है जिसकी समूह ने समीक्षा की थी। यह पुष्टि करता है कि अनुमति समाप्त नहीं हुई है और न ही इसका पहले उपयोग किया गया है। महत्वपूर्ण रूप से, सिस्टम अनुमति के उपभोग (consumption) को कार्रवाई के निष्पादन के साथ एक एकल, परमाणु (atomic) चरण में जोड़ता है। इसका अर्थ यह है कि यदि कार्रवाई किसी भी कारण से विफल हो जाती है, तो अनुमति खर्च नहीं होती है, और यदि अनुमति का उपयोग किया जाता है, तो कार्रवाई को सफल होना ही चाहिए। ऐसा कोई अंतराल नहीं है जहाँ अनुमति का उपयोग बिना किसी परिणाम के हो जाए, या जहाँ अनुमति के उचित उपयोग के बिना कोई परिणाम प्राप्त हो जाए।
यह प्रणाली कितनी अच्छी तरह काम करती है, इसका परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक मानक कंप्यूटर प्रोसेसर और विशिष्ट गणितीय मापदंडों का उपयोग करके एक सिमुलेशन बनाया जो तीस-दो अलग-अलग अधिकारियों तक संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया था। उन्होंने यह देखने के लिए हजारों परीक्षण चलाए कि विभिन्न स्थितियों के तहत सिस्टम कैसे व्यवहार करता है, जैसे कि समूह में लोगों की संख्या बदलना या संसाधित किए जा रहे डेटा का आकार। परिणामों ने दिखाया कि सिस्टम ने सफलतापूर्वक सभी इच्छित नियमों को लागू किया। जब शोधकर्ताओं ने एक पुराना अनुमति प्रस्तुत करके, अनुरोध के विवरण बदलकर, या एक अनुमति का दो बार उपयोग करने का प्रयास करके सिस्टम को धोखा देने की कोशिश की, तो सिस्टम ने प्रयास को सही ढंग से खारिज कर दिया। परीक्षणों ने पुष्टि की कि नीति निरंतरता, अनुरोध बाइंडिंग और प्राधिकरण अवस्था के लिए जाँचें डिज़ाइन के अनुसार काम करती हैं। उन परिदृश्यों में जहाँ लक्षित कार्रवाई विफल रही, सिस्टम ने पूरी प्रक्रिया को सही ढंग से रोल बैक कर दिया, यह सुनिश्चित करते हुए कि कोई भी आंशिक अवस्था परिवर्तन पीछे न छूटे।
अध्ययन ने समय और डेटा के संदर्भ में इस प्रणाली को चलाने की लागत का भी मापन किया। प्रक्रिया का सबसे समय लेने वाला हिस्सा सहयोगी हस्ताक्षर और साक्ष्य का एकत्रीकरण (aggregation) था, जिसमें गणना का अधिकांश समय लगा। जैसे-जैसे अधिकारियों की संख्या बढ़ती है, संयुक्त साक्ष्य उत्पन्न करने में लगने वाला समय बढ़ता जाता है, लेकिन कॉन्ट्रैक्ट की ओर अंतिम परिणाम को सत्यापित करने के लिए आवश्यक समय अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। उदाहरण के लिए, बत्तीस अधिकारियों के साथ, संयुक्त साक्ष्य उत्पन्न करने की प्रक्रिया में लगभग आठ सेकंड लगे, जबकि कॉन्ट्रैक्ट की ओर सत्यापन में एक सेकंड से भी कम समय लगा। अधिकारियों के बीच आदान-प्रदान किए जाने वाले डेटा की मात्रा भी प्रतिभागियों की संख्या के साथ बढ़ती है, जो तीस-दो के समूह के लिए एक सौ मेगाबाइट से अधिक तक पहुँच गई, लेकिन कॉन्ट्रक्ट को प्रस्तुत किया गया अंतिम साक्ष्य छोटा और निश्चित आकार का रहा। यह सुझाव देता है कि हालांकि इस प्रणाली के लिए समूह के बीच महत्वपूर्ण समन्वय की आवश्यकता होती है, लेकिन अंतिम निष्पादन चरण पर बोझ प्रबंधनीय है।
शोधकर्ताओं ने यह भी पता लगाया कि सिस्टम गणितीय "रिजेक्शन सैंपलिंग" (rejection sampling) प्रक्रिया को कैसे संभालता है, जो सांख्यिकीय मानदंडों को पूरा न करने वाले प्रयासों को कभी-कभी त्यागने के लिए उपयोग की जाने वाली एक विधि है ताकि हस्ताक्षरों की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके। उन्होंने पाया कि कुछ पुन: प्रयास (retries) की अनुमति देकर, सिस्टम बहुत उच्च संभावना के साथ प्राधिकरण प्रक्रिया को सफलतापूर्वक पूरा कर सकता है। एक बड़े समूह के साथ भी, उचित संख्या में प्रयासों के साथ, सिस्टम लगभग सभी मामलों में कार्य को सफलतापूर्वक पूरा करने में सक्षम था। यह इंगित करता है कि सिस्टम एक वैध प्राधिकरण प्रदान करने में विफल हुए बिना, मामूली गणितीय बाधाओं को संभालने के लिए पर्याप्त मजबूत है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि PACE स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स पर सुरक्षित, बहु-पक्षीय नियंत्रण के लिए एक ठोस आधार प्रदान करता है, जो अनुमोदन और निष्पादन के बीच के अंतर को प्रभावी ढंग से पाटता है। जबकि वर्तमान संस्करण एक विश्वसनीय सेटअप और एक विशिष्ट प्रकार के समूह समझौते को मानता है, परिणाम दर्शाते हैं कि नीति, अनुरोध और अवस्था को एक साथ बांधने का मूल विचार अधिक सुरक्षित डिजिटल शासन की दिशा में एक व्यवहार्य मार्ग है।
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