Szyfrowanie post-kwantowe i aplikacje zdecentralizowane

Postanowiliśmy opowiedzieć nowym inwestorom i przypomnieć tym, którzy byli wcześniej, czym jest sieć Cellframe, jak działa, jak jest przydatna i czy pozostanie bezpieczna w erze komputerów kwantowych.

Cellframe Network to zorientowana na usługi platforma blockchain. API projektu pozwala na tworzenie aplikacji zdecentralizowanych: aukcji, hurtowni danych, marketplace'ów, gier i innych. Twórcy skupili się na bezpieczeństwie kwantowym: system szyfrowania Cellframe Network jest odporny na ataki algorytmów hakowania kwantowego i pozostanie aktualny w erze post-kwantowej.

Firma skaluje projekt wykorzystując technologię dwupoziomowego shardingu, gdy zamiast jednego łańcucha bloków lub wydarzeń, istnieje wiele łańcuchów zorganizowanych według różnych zasad. Kod blockchain jest napisany w C. Specyfiką tego języka jest duża szybkość reakcji aplikacji oraz niskie obciążenie procesora i pamięci RAM. Wszystko to sprawia, że ​​platforma jest bardziej dostępna, ponieważ węzeł może działać na słabym sprzęcie.

Główne cechy Cellframe to szyfrowanie post-kwantowe i dwupoziomowe sharding. Sygnatura wieloalgorytmowa pomaga lepiej chronić dane przed technikami hakowania kwantowego.

Na najwyższym poziomie sharda powstają parachainy — niezależne sieci blockchain, z ich konsensusem, ale kompatybilne z resztą ekosystemu i mające w środku swoje odłamki poziomu 2.

 CN to gotowe rozwiązanie dla biznesu: blockchain działa od razu po wyjęciu z pudełka i nie wymaga od pracowników specjalnej wiedzy. Jego rozszerzenia można napisać w Pythonie, najpopularniejszym i najprostszym języku na świecie.

Bezpieczeństwo

Sieć Cellframe wykorzystuje jednocześnie kilka algorytmów szyfrowania. Najbardziej obiecujące są NewHope, NTRU, Frodo i SIDH. Innym ciekawym algorytmem jest Picnic — zero-knowledge Post Quantum Signature.

Kilka algorytmów pomaga przeciwdziałać różnym technikom hakowania kwantowego. Domyślnie sieć używa podpisu cyfrowego Crystal-Dilithium, ale użytkownik ma możliwość zastosowania podpisu wieloalgorytmowego dla większego bezpieczeństwa.

Skalowalność

Łańcuch bloków Cellframe jest podzielony na fragmenty. Sharding pomaga rozłożyć obciążenie serwerów poprzez zrównoleglenie procesów. Takie podejście poprawia wydajność systemu i przepustowość łańcucha bloków. Rozwiązuje również problem skalowalności poziomej: zamiast pojedynczego łańcucha bloków mamy wiele łańcuchów shardów.

Każde konto jest powiązane z określonym fragmentem. Użytkownik może dołączyć do najbliższego segmentu lub poprosić o utworzenie nowego. Rozmiar segmentu jest ograniczony, więc przepełnione fragmenty mogą odmówić rejestracji użytkowników. Wszystkie żądania fragmentów są wysyłane za pośrednictwem wiadomości w łańcuchu bloków poziomu 0. Deweloperzy podjęli ten krok, aby zrównoważyć obciążenie shardów (i serwerów).

Rozwiązanie dla przedsiębiorstw

Architektura projektu jest zorientowana na usługi. Na jego podstawie można w prosty sposób tworzyć protokoły drugiego poziomu z wyspecjalizowanymi usługami, a prywatne shardy z wbudowanym systemem płatności pozwalają skupić się na rozwoju usługi.

Ekosystem sieci Cellframe składa się z sieci (parachainów), z których główną jest sieć rdzeniowa lub szkieletowa. Szkielet jest ułożony jak typowy parachain i składa się z łańcucha zerowego, który jest łańcuchem bloków wspólnym dla wszystkich odłamków, oraz plazmy (DAG, podzielonej na odłamki). Ponadto istnieją również dodatkowe podłańcuchy — łańcuch wsparcia wspólny dla wszystkich, łańcuch szczurów, liniowy łańcuch przepływu blockchain podzielony na fragmenty i kilka innych specyficznych dla określonych usług węzła zarejestrowanych w sieci szkieletowej.

Prawie wszystkie węzły w sieci mają te same uprawnienia, więc sieć można nazwać siecią peer-to-peer. System zawiera kilka typów węzłów: lekki, pełny, archiwum, master, root. Osobno rozróżniany jest węzeł usługowy, który musi być węzłem głównym w sieci szkieletowej, ale w innych parałańcuchach sytuacja może być inna. Ważnym typem węzła usługowego jest tzw. węzeł mostowy.

Łącząc się z siecią, węzeł prosi administratora o dodanie do białej listy węzłów i ich adresów IP, pinguje najbliższe i łączy się z 2-5. Następnie pierwszy węzeł podaje nowe id, które jest generowane na podstawie klucza do niego, a blockchain jest zsynchronizowany z węzłami.

Następnie możesz ogłosić swój adres i uzupełnić białe listy o klucz publiczny węzła, cenniki usług, zamówienia i tak dalej. Po weryfikacji węzeł będzie mógł udostępniać swoją usługę i stać się węzłem głównym lub usługowym. Głównymi warunkami są dostępność tej usługi (Proof-of-Service) oraz obecność stosu tokenów CELL, własnych lub delegowanych na procent zysku z usług

Wraz z rozwojem komputerów kwantowych duża część algorytmów szyfrowania odejdzie w przeszłość, a następnie kryptowaluty, które ich używały. Bitcoin czeka smutny los: jego podpisy cyfrowe opierają się na szyfrowaniu ECDSA, które jest podatne na algorytm Shora. Twórcy Cellframe Network skupili się na kwantowym bezpiecznym szyfrowaniu danych. Cellframe wykorzystuje podpisy Crystal Dilithium i Picnic.

Dilithium jest jednym z trzech schematów podpisów, które są uważane za „finalistów” procedury standaryzacji NIST; opiera się na problemach teorii sieci — MLWE i MSIS. Uważa się, że wkrótce NIST lub FALCON zostaną znormalizowane. Dilithium ma najmniejszą parę kluczy publicznych i podpisów wśród kandydatów NIST. Piknik jest „alternatywnym” kandydatem NIST. Jego szyfr nie jest tak dobrze rozumiany jak AES, jednak klucze piknikowe są znacznie bardziej zwarte niż te drugie. Obie te sygnatury są odporne na algorytmy Shora i Grovera. Oznacza to, że platforma pozostanie aktualna w erze post-kwantowej.

W marcu 2022 roku firma ogłosiła wydanie mainnetu, który ma zastąpić istniejącą sieć testową SubZero.