Tính toán đa chữ ký và nhiều bên: Cái nào an toàn hơn?

Tiêu đề gốc: "Nhiều chữ ký và tính toán nhiều bên: Cái nào an toàn hơn?" 》

Tác giả gốc: Mike Belshe

Bản dịch gốc: BixinInstitute thông qua bò và gấu

Chúng tôi đã ủng hộ việc sử dụng ví đa chữ ký trong hơn sáu năm do tính bảo mật mạnh mẽ và tính năng xác thực mạnh mẽ của chúng. Tuy nhiên, chúng tôi luôn đánh giá những tiến bộ mới về mật mã và trong những tháng gần đây, một công nghệ mới có tên là tính toán đa bên (MPC) đã được tham chiếu thường xuyên. Tính toán nhiều bên cung cấp giải pháp thay thế mạnh mẽ cho Chia sẻ bí mật của Shamir (SSS) và một số nhà cung cấp ví tin rằng tính toán nhiều bên có thể an toàn hơn và dễ sử dụng hơn công nghệ đa chữ ký. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mô tả tính toán đa bên và nó khác với bảo mật ví đa chữ ký như thế nào. Chúng tôi tin rằng tính toán nhiều bên có thể mang lại tiện ích khi kết hợp với công nghệ đa chữ ký, nhưng chúng tôi không tin rằng đó là giải pháp thay thế hợp lý cho công nghệ đa chữ ký tại thời điểm này.

Nền tảng tính toán của nhiều bên

Tính toán nhiều bên là một phương pháp mã hóa tương đối mới giúp chia khóa riêng thành nhiều phần. Nó thường được so sánh với một kỹ thuật gọi là chia sẻ bí mật Shamir, đã có từ cuối những năm 1970 và được sử dụng để chia một khóa riêng thành nhiều phần. Khái niệm chính giữa hai kỹ thuật này là phần riêng tư của cặp khóa có thể được chia thành N phần, vì vậy để tạo chữ ký bằng khóa riêng, M của các phần này cần phải được ghép lại với nhau. Loại kỹ thuật này được gọi là M-of-N, trong đó M phần trên tổng số N phần bảo vệ dữ liệu cơ bản.

Giống như công nghệ đa chữ ký, cả việc chia sẻ bí mật Shamir và tính toán nhiều bên đều có thể giúp giảm thiểu hai rủi ro chính:

1. Trộm cắp

Nếu có ít hơn M phần bị đánh cắp hoặc bị tấn công, kẻ thù không thể tạo ra chữ ký hợp lệ

2. Mất

Trong Trong hầu hết các trường hợp (M nhỏ hơn N), một phần tổn thất ngoài ý muốn có thể được bù đắp bằng phụ tùng thay thế.

Tính toán của nhiều bên có lợi thế quan trọng so với việc chia sẻ bí mật của Shamir. Để chia sẻ bí mật Shamir, các phần độc lập của khóa cần phải được tập hợp lại trên một máy trước khi chúng có thể được sử dụng để ký. Điều này tạo ra một điểm lỗi duy nhất trên máy nơi các phím đang được lắp lại. Ngược lại, tính toán nhiều bên không yêu cầu lắp ráp lại các bộ phận riêng lẻ trên một máy. Thay vào đó, mỗi phần có thể được sử dụng trong một hàm toán học trên một máy riêng biệt và chữ ký chỉ có hiệu lực sau khi áp dụng M phần cho hàm toán học này. Điều này cho phép mỗi phần vẫn hoàn toàn tách biệt và tránh được một điểm lỗi duy nhất.

Một lợi ích thú vị của việc chia sẻ bí mật Shamir và tính toán nhiều bên là chúng có thể được sử dụng mà blockchain không biết rằng chúng đang bị khai thác. Điều này rất quan trọng đối với một số blockchain nhất định chưa cung cấp chức năng đa chữ ký gốc (ví dụ: Monero), vì chữ ký được tính toán của nhiều bên có thể được áp dụng bên ngoài.

So sánh với chữ ký đa chữ ký

Từ góc độ chức năng, ví đa chữ ký sử dụng khóa M-of-N cho mỗi ví chữ ký tương tự như tính toán nhiều bên dựa trên ví, sử dụng phần M-of-N của ví chữ ký đơn làm khóa. Sự khác biệt là ví đa chữ ký sẽ sử dụng chữ ký duy nhất được tạo từ các khóa riêng khác nhau để bảo mật ví, trong khi tính toán nhiều bên chỉ sử dụng việc tạo một chữ ký duy nhất, bất kể số lượng phần khóa riêng tư liên quan.

Trách nhiệm của chữ ký

Ví dựa trên tính toán của nhiều bên gây ra một vấn đề lớn không tồn tại trong ví đa chữ ký: trách nhiệm giải trình. Với ví đa chữ ký, luôn rõ ràng khóa riêng nào được sử dụng để ký giao dịch. Điều này rất quan trọng vì chúng tôi thường gán khóa riêng cho từng cá nhân cụ thể và việc biết ai là người tham gia ký kết giao dịch là rất quan trọng. Tuy nhiên, với chữ ký dựa trên tính toán của nhiều bên, chúng ta không thể phân biệt được phần nào của khóa được dùng để ký giao dịch. Sau khi tính toán nhiều bên hoàn tất, tất cả các chữ ký sẽ giống nhau.

Trách nhiệm giải trình nghe có vẻ không phải là một bất lợi lớn nhưng nó rất quan trọng trong hệ thống tiền tệ, đặc biệt khi xem xét sự khác biệt về con người và loại phương tiện lưu trữ thường được sử dụng cho các phần khác nhau của khóa:

Con người

Các khóa có thể được lưu trữ với những người khác nhau. Nếu chìa khóa được lưu trữ bởi một giám đốc điều hành công ty (CEO, CFO, Giám đốc An ninh, v.v.) và 2 người trong số họ âm mưu đánh cắp nó, làm sao các nhà điều tra biết được ai là tội phạm? Các giám đốc điều hành vô tội sẽ tự bảo vệ mình như thế nào khi được hỏi ai đã ký thỏa thuận?

Địa lý

Khóa có thể được lưu trữ ở nhiều vị trí riêng biệt. Nếu bạn cần 3 khóa riêng được lưu trữ ở 5 vị trí, một phần quan trọng của điều tra là biết vị trí nào có liên quan đến giao dịch.

Nhiều tổ chức

Tài liệu khóa bảo mật có thể được lưu trữ tại một số công ty riêng biệt. Một thực tế phổ biến hiện nay là cung cấp khóa dự phòng cho các bên độc lập trong các công ty riêng biệt. Khi các khóa dự phòng có thể được xác định rõ ràng, như trong bảo mật đa chữ ký, chủ sở hữu tiền không thể bị chủ tiền dự phòng đánh cắp tiền. Tuy nhiên, nếu tính toán của nhiều bên loại bỏ trách nhiệm giải trình, người giữ khóa dự phòng sẽ miễn cưỡng giữ khóa dự phòng vì không có cách nào để biết liệu người giữ khóa dự phòng có tham gia vào một giao dịch gian lận hay không.

Đánh giá ngang hàng

Nhiều người triển khai tính toán nhiều bên ngày nay sử dụng các phương pháp và cách triển khai độc quyền, tất cả đều có sự đánh giá hạn chế hoặc không có sự đánh giá công khai. Như Schneier đã nói trong "Về bảo mật" (https://www.schneier.com/blog/archives/2011/04/schneiers_law.html): "Từ người nghiệp dư vụng về nhất đến người mật mã giỏi nhất, bất kỳ ai cũng có thể tạo ra thuật toán không thể phá vỡ của riêng mình Thật không may, nhiều thuật toán mã hóa chưa bao giờ được chứng minh là hợp lệ về mặt toán học—thay vào đó, các nhà mật mã học dựa vào đánh giá ngang hàng trước khi chấp nhận một thuật toán là đáng tin cậy, an toàn và có đủ thời gian xem xét (được tính bằng năm hoặc nhiều thập kỷ). Do tính toán nhiều bên của Thuật toán chữ ký số đường cong Elliptic (ECDSA) còn quá mới nên các nhà cung cấp không muốn chia sẻ thuật toán, mã nguồn và chi tiết triển khai của họ. Nhiều đơn xin cấp bằng sáng chế đã được nộp cho các triển khai hiện tại, điều này có thể hạn chế hơn nữa việc sử dụng các công cụ này. Việc thiếu minh bạch và nỗ lực hạn chế quyền truy cập vào các thuật toán này khiến cho việc xác minh tính chính xác hoặc bảo mật của chúng hoặc dự đoán chi phí cấp phép có thể xảy ra là không thể.

Ngược lại, công nghệ đa chữ ký đã được thử nghiệm và thực sự. Nó sử dụng các thuật toán nổi tiếng và được hiệu đính kỹ lưỡng và có nhiều cách triển khai. Ví dựa trên Multisig không chịu thêm rủi ro về mật mã, chúng sử dụng các thuật toán mã hóa đơn giản được xem xét kỹ lưỡng và hiểu rõ nhất trong thực tế.

Thiếu hỗ trợ Mô-đun bảo mật phần cứng (HSM)

Tương tự, vấn đề với chữ ký dựa trên tính toán của nhiều bên là thiếu hỗ trợ cho Mô-đun bảo mật phần cứng (HSM) cấp công nghiệp của Công nghệ này. Mặc dù các mô-đun bảo mật phần cứng đã được các tổ chức tài chính sử dụng để bảo vệ khóa riêng trong nhiều thập kỷ, nhưng các mô-đun bảo mật phần cứng hiện tại không hỗ trợ mã hóa tính toán đa bên mới. Các chuyên gia bảo mật từ lâu đã nhận ra rằng các khóa phải được lưu trữ và truy cập cụ thể thông qua các mô-đun bảo mật phần cứng để duy trì bảo mật cơ bản và điện toán nhiều bên cũng không ngoại lệ. Chìa khóa hoặc các bộ phận của chìa khóa phải được cất giữ an toàn. Nếu những người triển khai tính toán nhiều bên không xây dựng các mô-đun bảo mật phần cứng tùy chỉnh cho công nghệ của họ thì chúng ta có thể nói rằng nó kém an toàn hơn hệ thống một khóa.

Tác động đến nhu cầu về mô-đun bảo mật phần cứng và kho lạnh

Một số người ủng hộ điện toán nhiều bên cho rằng điện toán nhiều bên loại bỏ nhu cầu về "kho lạnh", nhưng đây không phải là trường hợp theo cách này.

"Kho lưu trữ lạnh" chỉ đơn giản là bất kỳ ví nào có khóa riêng được lưu trữ ngoại tuyến. Tương tự, "lưu trữ nóng" dùng để chỉ các ví lưu trữ khóa riêng trực tuyến. Cho dù bạn có một hay ba khóa riêng và dù bạn có sử dụng tính toán của nhiều bên hay không thì nhu cầu bảo vệ khóa riêng của bạn vẫn hoàn toàn giống nhau.

Sự thật là tin tặc tiếp tục gây tai họa cho toàn bộ ngành công nghiệp. Facebook đã bị hack. Google đã bị hack. Chính phủ Hoa Kỳ đã bị tấn công nhiều lần. Nếu khóa riêng của máy tính nhiều bên được lưu trữ trực tuyến một phần thì chúng dễ bị hack và đánh cắp như bất kỳ dữ liệu nào khác được lưu trữ trực tuyến.

Kết luận

Tóm lại, bảo mật mạnh mẽ nhất trong ví kỹ thuật số ngày nay vẫn là ví đa chữ ký. Tính toán nhiều bên có thể được sử dụng để tăng cường các sơ đồ đa chữ ký hiện có bằng cách chia một hoặc nhiều khóa riêng thành nhiều phần. Ví dụ: nếu ba người được sử dụng để bảo mật ví đa chữ ký 2-3 thì mỗi người trong số ba người dùng có thể chia nhỏ khóa riêng của họ bằng MPC và lưu trữ các phần khóa MPC của họ trên các máy riêng biệt. Tuy nhiên, việc chỉ dựa vào công nghệ tính toán của nhiều bên mà không có biện pháp bảo vệ đa chữ ký sẽ làm giảm khả năng bảo vệ an ninh và loại bỏ đáng kể trách nhiệm giải trình trong thời gian giao dịch.

Liên kết nguồn: https:// mp.weixin.qq.com/s/NuZ2SRE1YCyRQGoMnXaruA

BlockBeats nhắc nhở rằng theo "Về việc ngăn chặn việc sử dụng "Tiền ảo" và "Blockchain" dưới danh nghĩa "Tiền ảo" và "Blockchain" do Ủy ban Điều tiết Bảo hiểm và Ngân hàng Trung Quốc và năm bộ phận khác ban hành vào tháng 8 năm 2018 "Cảnh báo rủi ro khi gây quỹ bất hợp pháp", công chúng được yêu cầu xem xét blockchain một cách hợp lý, không tin tưởng một cách mù quáng vào những lời hứa của công chúng, để thiết lập chính xác khái niệm tiền tệ và khái niệm đầu tư, đồng thời nâng cao nhận thức rủi ro một cách hiệu quả; đối với những manh mối về tội phạm trái pháp luật được phát hiện, họ có thể chủ động báo cáo và báo cáo cho các bộ phận liên quan.

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia