Экзотика, эзотерика, перспективные направления. Лекция №9

Содержание

Слайд 2

У Г А Т У

Содержание лекции

Уфимский государственный авиационный технический университет


Подписи на

У Г А Т У Содержание лекции Уфимский государственный авиационный технический университет
основе многократного хеширования
Подпись Лэмпорта
Подпись Винтерница
Дерево Меркла
Распределенные реестры
Прочее

Слайд 3

У Г А Т У

Одноразовые подписи

Уфимский государственный авиационный технический университет


One-Time Signature,

У Г А Т У Одноразовые подписи Уфимский государственный авиационный технический университет
OTS
Отличия от обычных ЭП:
Математический аппарат асимметричной криптографии не используется
Используется хеш-функция, при этом, криптостойкость подписи обеспечивается исключительно криптостойкостью используемой хеш-функции
Каждую пару ОК-ЗК можно использовать один раз
Длины ключей больше, вычислительные затраты меньше
Считаются устойчивыми к гипотетическим квантовым атакам

Слайд 4

У Г А Т У

Подпись Лэмпорта

Уфимский государственный авиационный технический университет

Вариант на

У Г А Т У Подпись Лэмпорта Уфимский государственный авиационный технический университет
основе 256-битной хеш-функции

 

Слайд 5

У Г А Т У

Подпись Лэмпорта

Уфимский государственный авиационный технический университет

Вариант на

У Г А Т У Подпись Лэмпорта Уфимский государственный авиационный технический университет
основе 256-битной хеш-функции

 

Слайд 6

У Г А Т У

Подпись Винтерница

Уфимский государственный авиационный технический университет

Вариант на

У Г А Т У Подпись Винтерница Уфимский государственный авиационный технический университет
основе 256-битной хеш-функции

 

Слайд 7

У Г А Т У

Подпись Винтерница

Уфимский государственный авиационный технический университет

Вариант на

У Г А Т У Подпись Винтерница Уфимский государственный авиационный технический университет
основе 256-битной хеш-функции

 

Слайд 8

У Г А Т У

Подпись Винтерница

Уфимский государственный авиационный технический университет

Вариант на

У Г А Т У Подпись Винтерница Уфимский государственный авиационный технический университет
основе 256-битной хеш-функции

 

Слайд 9

У Г А Т У

Одноразовые подписи

Уфимский государственный авиационный технический университет

Уменьшение длины

У Г А Т У Одноразовые подписи Уфимский государственный авиационный технический университет
ключей

Если ЗК является ПСП, то в памяти можно хранить только синхропосылку генератора
Вместо ОК в «цифровой телефонной книге» можно публиковать его хеш-функцию
Тогда к самой ЭП надо прикладывать значение ОК
т.е. объем телефонной книги уменьшается за счет увеличения объема каждой конкретной подписи

Слайд 10

У Г А Т У

Одноразовые подписи

Уфимский государственный авиационный технический университет

Постановка подписи

У Г А Т У Одноразовые подписи Уфимский государственный авиационный технический университет
при уменьшенной длине ключей

 

Проверка подписи при уменьшенной длине ключей

 

Слайд 11

У Г А Т У

Дерево Меркла

Уфимский государственный авиационный технический университет


 

У Г А Т У Дерево Меркла Уфимский государственный авиационный технический университет

Слайд 12

У Г А Т У

Дерево Меркла

Уфимский государственный авиационный технический университет

Процедура постановки

У Г А Т У Дерево Меркла Уфимский государственный авиационный технический университет Процедура постановки подписи
подписи

 

Слайд 13

У Г А Т У

Дерево Меркла

Уфимский государственный авиационный технический университет

Процедура проверки

У Г А Т У Дерево Меркла Уфимский государственный авиационный технический университет Процедура проверки подписи
подписи

 

Слайд 14

У Г А Т У

Дерево Меркла

Уфимский государственный авиационный технический университет

Особенности

 

У Г А Т У Дерево Меркла Уфимский государственный авиационный технический университет Особенности

Слайд 15

У Г А Т У

Дерево Меркла

Уфимский государственный авиационный технический университет

Особенности

Информация, вычисляемая

У Г А Т У Дерево Меркла Уфимский государственный авиационный технический университет
в процессе постановки ЭП

Информация, хранимая в памяти шифратора

Много памяти, мало вычислений

Немного памяти, немного вычислений

Мало памяти, много вычислений

Слайд 16

У Г А Т У

Содержание лекции

Уфимский государственный авиационный технический университет


Подписи на

У Г А Т У Содержание лекции Уфимский государственный авиационный технический университет
основе многократного хеширования
Распределенные реестры
Прочее

Слайд 17

У Г А Т У

Распределенный реестр

Уфимский государственный авиационный технический университет


Структура данных,

У Г А Т У Распределенный реестр Уфимский государственный авиационный технический университет
характеризующаяся особенностями:
Хранимые данные представляют собой множество записей, каждая из которых содержит электронную подпись ее автора
Записи могут быть объединены в блоки
Каждая запись (блок) содержит криптографическую хеш-функцию одной или нескольких предыдущих записей (блоков)
Копии структуры хранятся на множестве узлов сети
Следствия:
Добавляя запись в реестр, автор косвенным образом подписывает множество уже содержащихся в нем записей
Хранение данных в распределенном реестре обеспечивает:
криптографическую защиту от подмены данных, в том числе самим автором
фиксацию времени их опубликования
Распределенное хранение защищает от попытки подменить весь реестр целиком
Злоумышленник должен контролировать >50% узлов сети

Слайд 18

У Г А Т У

Распределенный реестр

Уфимский государственный авиационный технический университет

Поколения распределенных

У Г А Т У Распределенный реестр Уфимский государственный авиационный технический университет
реестров

1-е поколение (DLT 1.0)
Bitcoin, 2008-2009
«Классические» криптовалюты
Реестр используется для хранения данных, а практическое применение этих данных осуществляется другими приложениями
2-е поколение (DLT 2.0)
Etherium, 2013
Смарт-контракт – алгоритм, задающий взаимодействие пользователей реестра в зависимости от того, какая информация записывается в реестр
Реестр становится распределенным приложением для выполнения программ
3-е поколение (DLT 3.0)
???

Слайд 19

У Г А Т У

Виды распределенных реестров

Уфимский государственный авиационный технический университет

Цепной

У Г А Т У Виды распределенных реестров Уфимский государственный авиационный технический
реестр

Blockchain
Все блоки упорядочены хронологически
Каждая следующая запись содержит хеш-функцию предыдущей
Проблема: временной промежуток между добавлениями новых записей должен быть больше, чем время синхронизации копий на разных узлах
Записи объединяют в блоки
Применяются механизмы искусственного замедления генерации блоков
Proof of Authority – записывать блоки в реестр могут только определенные узлы
Proof of Work – вычислительная сложность добавления записей искусственно завышается, чтобы делать это могли только наиболее мощные узлы (майнеры)

Слайд 20

У Г А Т У

Виды распределенных реестров

Уфимский государственный авиационный технический университет

Графовый

У Г А Т У Виды распределенных реестров Уфимский государственный авиационный технический
реестр

Directed acyclic graph, tangle
Криптовалюта iota, 2015
Каждая следующая запись ссылается на некоторые две предыдущие записи
Объединять записи в блоки и замедлять частоту их добавления не требуется
Малоинтересно как криптовалюта: в таких реестрах майнеры не нужны

Слайд 21

У Г А Т У

Содержание лекции

Уфимский государственный авиационный технический университет


Подписи на

У Г А Т У Содержание лекции Уфимский государственный авиационный технический университет
основе многократного хеширования
Распределенные реестры
Прочее
Низкоресурсная криптография
Квантовые технологии
Гомоморфные шифры
Доказательство с нулевым разглашением
Протоколы тайного голосования