معرفی پروتکل FDBE

مقدمه

جهان در میانه یک تحول ساختاری عظیم قرار دارد که توسط اقتصاد دیجیتال رهبری می شود. ستون فقرات این اقتصاد، داده ها و تراکنش های ثبت شده بر بستر فناوری دفتر کل توزیع شده[1]، به ویژه بلاکچین های خصوصی و کنسرسیومی است. در ایران، با توجه به نیاز مبرم به توسعه زیرساخت های مالی مقاوم، تقویت زنجیره تامین داخلی و افزایش کارایی در مبادلات منطقه ای، استفاده از شبکه های DLT در بانکداری، بورس و مدیریت داده های حیاتی به سرعت در حال گسترش است.

با این حال، کارایی واقعی این شبکه ها تنها زمانی محقق می شود که بتوانند به صورت ایمن و محرمانه با یکدیگر تعامل کنند؛ به این معنا که یک شبکه بتواند وضعیت دفتر کل یا داده های حساس خود را با اعضای مجاز شبکه دیگری به اشتراک بگذارد. مشکل اصلی زمانی بروز می کند که روش های سنتی برای حل این معمای تعامل پذیری، ناخواسته به اصول بنیادین DLT، یعنی تمرکززدایی و حذف نقاط شکست واحد[2]، آسیب می زنند.

رویکردهای متداول مانند استفاده از یک واسطه متمرکز مورد اعتماد[3]، نیازمند آن است که شبکه ها رمزگذاری کلیدهای خود را در اختیار یک نهاد ثالث قرار دهند. پیامد عملی این مدل، ایجاد یک نقطه کنترل و آسیب پذیری متمرکز است که ریسک های امنیتی را افزایش داده و به طور مستقیم با جوهره بلاکچین یعنی اصل عدم اعتماد به واسطه ها، در تعارض است. متخصصان اقتصاد دیجیتال به ویژه در محیط های حساس، به دنبال راه حلی هستند که بتواند ضمن حفظ محرمانگی و تعامل، ضمانت های غیرمتمرکز بودن را نیز ارائه دهد.

این یادداشت با معرفی پروتکل رمزگذاری کاملا توزیع شده انتشاری[4]، پاسخی ریشه ای به این تناقض ارائه کرده است. این راه حل، نویدبخش پایه ریزی زیرساختی است که می تواند تعامل پذیری محرمانه را بدون به خطر انداختن استقلال شبکه ها و حذف نقاط اعتماد واحد، میسر سازد.

تحلیل تخصصی FDBE و پارادایم غیرمتمرکز اعتماد

از منظر مهندسی رمزنگاری و اقتصاد دیجیتال،FDBE یک جهش پارادایمی در حوزه ارتباطات امن بلاکچین محسوب می شود.

v شکستن مدل راه اندازی متمرکز[5]

مزیت کانونی FDBE نسبت به رمزگذاری انتشاری سنتی[6] در فرآیند تولید کلید کاملا توزیع شده آن است. در این فرآیند نهادهای متخاصم یا بی اعتماد متقابل[7]در شبکه های مختلف می توانند بدون نیاز به یک مرجع مرکزی، بر روی یک کلید عمومی واحد برای رمزگذاری به توافق برسند و هر عضو به صورت امن، کلید رمزگشایی خصوصی خود را استخراج کند. این مکانیزم، ستون فقرات هر راه حل غیرمتمرکزی است چرا که به طور ذاتی SPOF مرتبط با تولید کلید را حذف می کند و اصالت داده ها را در طول فرآیند تعامل پذیری تضمین می نماید.

v تضمین های امنیتی و عملیاتی

پروتکلی که بر پایه FDBE بنا شده است از لحاظ امنیتی در چارچوب ترکیب پذیری جهانی ساده شده[8] امن تلقی می شود. این سطح از اطمینان برای نهادهای مالی و سازمان های دولتی که با داده های طبقه بندی شده سروکار دارند، یک استاندارد حیاتی است. این بدان معناست که پروتکل نه تنها در برابر حملات متمرکز مقاوم است بلکه می تواند به صورت امن در کنار سایر پروتکل های رمزنگاری و DLT مورد استفاده قرار گیرد.

v کارایی برای محیط های سازمانی

از دیدگاه عملیاتی، یکی از مهم ترین دستاوردهای این تحقیق، ارائه اولین نمونه از FDBE است که دارای اندازه ثابت[9] برای کلیدهای رمزگشایی و متون رمزگذاری شده[10] است. در یک محیط اقتصادی دیجیتال با سرعت بالا که حجم داده ها به طور نمایی در حال افزایش است، حفظ اندازه ثابت برای کلیدها و پیام های رمزگذاری شده یک فاکتور عملکردی کلیدی محسوب می شود. این ویژگی، سربار پردازش، حافظه و پهنای باند را به شدت کاهش می دهد و پیاده سازی این پروتکل را در زیرساخت هایی نظیرHyperledger Fabric در بستر چارچوب تعامل پذیریHyperledger Cacti ، کاملا عملی و اقتصادی می سازد.

نتیجه گیری

رمزگذاری کاملا توزیع شده انتشاری نه تنها یک دستاورد فنی در علم رمزنگاری است بلکه یک گام استراتژیک برای توسعه زیرساخت های اقتصاد دیجیتال مقاوم در کشورهایی مانند ایران است. استفاده از این فناوری به طور خاص در حوزه های زیر حیاتی است:

v استقلال در زیرساخت های ملی: با توجه به نیاز ایران به توسعه سیستم های مالی و تجاری منطقه ای و داخلی که در برابر تهدیدات خارجی مقاوم باشند،FDBE امکان ایجاد شبکه های تبادل داده امن و محرمانه را فراهم می کند که به هیچ وجه به واسطه های متمرکز خارجی یا داخلی وابسته نیستند. این امر، تضمین کننده حاکمیت داده[11] در سطح ملی است.

v تعامل پذیری شبکه های مالی و دولتی: این پروتکل می تواند به عنوان پلی غیرمتمرکز، تعامل میان بلاکچین های خصوصی بانک ها، سازمان های بیمه و سامانه های گمرکی را امکان پذیر سازد. به عنوان نمونه، در مبادلات بانکی داخلی یا مدیریت داده های هویت،FDBE تضمین می کند که داده های حساس صرفا برای اعضای مجاز شبکه مقصد رمزگشایی گردد حتی اگر دو شبکه توسط نهادهای رقیب اداره شوند.

v کارایی در مقیاس بزرگ: ویژگی اندازه ثابت کلیدها و متون رمز،FDBE را به انتخابی ایده آل برای سامانه های حیاتی و ملی تبدیل می کند که نیاز به عملکرد بالا و کارایی محاسباتی در حجم عظیمی از داده دارند.

در پایان،FDBE نشان می دهد که چگونه می توان با ترکیب هوشمندانه اصول رمزنگاری به هدف بنیادین بلاکچین یعنی غیرمتمرکزسازی محض، حتی در پیچیده ترین مسئله یعنی تعامل پذیری محرمانه، دست یافت. اکنون وظیفه نهادهای سیاست گذار و توسعه دهندگان زیرساخت در ایران این است که با درک عمیق این دستاورد فنی، این پروتکل ها را در لایه های اصلی معماری شبکه های DLT سازمانی خود ادغام کنند تا اقتصاد دیجیتال کشور بر پایه هایی از امنیت و عدم تمرکز واقعی بنا شود. این، تنها مسیر برای ساختن یک اکوسیستم دیجیتال پایدار، مقاوم و متکی به خود است.

29 آذرماه 1404

*************************************************

[1] DLT(Distributed Ledger Technology)

[2] SPOF(Single Point of Failure)

[3] Trusted Centralized Proxy

[4] FDBE(Fully Distributed Broadcast Encryption)

[5] Trusted Setup

[6] BE

[7] Mutually Distrusting Parties

[8] Simplified Universal Composability Framework

[9] Constant-sized

[10] Ciphertexts

[11] Data Sovereignty