Обзор криптографических основ IOTA

Архитектура безопасности IOTA построена на передовых криптографических принципах, разработанных для обеспечения целостности и безопасности транзакций в своей сети. В отличие от традиционных технологий блокчейн, основанных на линейной цепи блоков, IOTA использует направленный ациклический граф (DAG) под названием Tangle, который требует уникальных криптографических подходов для обеспечения безопасности транзакций и данных.

Одним из основных криптографических элементов в IOTA является использование хэш-функций, которые являются алгоритмами, принимающими ввод и производящими строку байтов фиксированного размера. Tangle полагается на эти хэш-функции для обеспечения безопасности связей между транзакциями и гарантии, что история транзакций не может быть изменена без обнаружения.

Первоначально IOTA использовала тернарную хеш-функцию, известную как Curl-P, для хеширования транзакций. Этот выбор был согласован с концепцией троичных вычислений IOTA, которая, как ожидалось, обеспечит повышение эффективности в определенных средах IoT. Тем не менее, троичная система и хеш-функция Curl-P подверглись критике и тщательному изучению со стороны криптографического сообщества.

Для устранения этих проблем и повышения безопасности IOTA перешла на более широко принятые и проверенные двоичные хеш-функции в последующих обновлениях. Этот шаг был частью непрерывных усилий сети по согласованию с установленными криптографическими стандартами и практиками, обеспечивая надежную безопасность для своих пользователей.

Криптография с открытым ключом является еще одним краеугольным камнем безопасности IOTA, обеспечивая безопасную связь между узлами в сети. IOTA использует асимметричные пары ключей (открытый и закрытый ключи) для подписания транзакций, гарантируя, что только владелец закрытого ключа может авторизовать транзакции для своей учетной записи, в то время как открытый ключ может свободно распространяться для проверки подлинности транзакций.

Исторические уязвимости и реакции (например, функция хеширования Curl-P-27)

Путь IOTA включал в себя вызовы и уязвимости, особенно связанные с его криптографическими компонентами. Одной из заметных проблем была функция хеширования Curl-P-27, которая была важной частью раннего криптографического дизайна IOTA. Возникли опасения относительно безопасности Curl-P-27, что привело к значительной проверке со стороны криптографического сообщества.

В 2017 году исследователи из Массачусетского технологического института и других учреждений опубликовали отчет, в котором подчеркиваются потенциальные уязвимости в хеш-функции Curl-P-27. Они продемонстрировали, как эти уязвимости потенциально могут быть использованы для подделки подписей и нарушения целостности транзакций в сети.

Фонд IOTA ответил на эти опасения, обратившись к криптографическому исследовательскому сообществу и проведя обширный обзор хэш-функции Curl-P-27. В качестве предосторожности фонд временно отключил координатор, чтобы предотвратить потенциальные атаки при оценке безопасности сети.

После обзора IOTA Foundation решила заменить хеш-функцию Curl-P-27 на более устоявшуюся и широко распространенную бинарную хеш-функцию. Это решение было частью более широкого шага по стандартизации криптографических практик IOTA и повышению безопасности сети.

Переход от Curl-P-27 и троичных вычислений сделал значительный сдвиг в развитии IOTA. Он отражал приверженность фонда к адаптации и развитию в ответ на обратную связь и вызовы, придавая приоритет безопасности и надежности сети.

Этот инцидент также подчеркнул важность прозрачности, вовлечения сообщества и сотрудничества с более широким криптографическим исследовательским сообществом. Эти принципы с тех пор стали центральными в подходе IOTA к безопасности и развитию.

Меры безопасности и отказоустойчивость сети

Для укрепления безопасности и устойчивости сети Фонд IOTA реализовал несколько мероприятий, выходящих за рамки криптографических основ. Среди них введение Координатора, временного механизма безопасности, который выдает вехи для проверки транзакций и защиты от атак двойных трат.

Фонд IOTA также сосредоточился на создании надежной экосистемы программного обеспечения узла с улучшениями в программном обеспечении узла, таких как Hornet и Bee. Эти реализации программного обеспечения разработаны для обеспечения большей безопасности, эффективности и удобства использования, поощряя более широкое участие в сети и повышая децентрализацию.

Экспертная оценка и аудит третьей стороной являются неотъемлемой частью стратегии безопасности IOTA. Фонд регулярно взаимодействует с внешними экспертами и исследователями по безопасности для аудита своих протоколов и программного обеспечения, обеспечивая упреждающее выявление и устранение уязвимостей.

Запланированное удаление координатора в рамках проекта Coordicide представляет собой значительный шаг на пути к полностью децентрализованной и устойчивой сети IOTA. Coordicide вводит новые механизмы консенсуса и протоколы безопасности, предназначенные для поддержания целостности сети без центрального органа.

Образование и вовлечение сообщества также являются ключевыми компонентами мер безопасности IOTA. Фонд активно работает над обучением пользователей и разработчиков о лучших практиках по обеспечению безопасности и взаимодействию с сетью, способствуя формированию сообщества, ориентированного на безопасность.

Основные моменты

• Безопасность IOTA обеспечивается передовыми криптографическими техниками, специально разработанными для его уникальной структуры на основе DAG, Tangle, используя хэш-функции и криптографию открытого ключа для обеспечения безопасности транзакций.
• Сеть изначально использовала тернарную хеш-функцию Curl-P-27, которая была подвергнута критике и была заменена более традиционными бинарными хеш-функциями для соответствия установленным криптографическим стандартам.
• Исторические уязвимости, в частности, в хеш-функции Curl-P-27, побудили сообщество и криптографические исследования активно взаимодействовать с ними, что привело к повышению безопасности и принятию широко распространенных криптографических методов.
• Координатор, временный механизм безопасности, играет ключевую роль в защите сети от атак на двойные траты и обеспечении проверки транзакций во время фазы зрелости сети.
• Фонд IOTA подчеркивает важность пирового обзора и аудитов третьих сторон, регулярно сотрудничая с внешними экспертами для тщательного анализа и укрепления протоколов безопасности сети.
• Усилия по достижению полной децентрализации и улучшению устойчивости сети воплощены в проекте Coordicide, который нацелен на удаление Координатора и введение новых механизмов согласия, а также на поддержку безопасной сообщества через образование и вовлеченность.