مطور Zcash يقترح حلاً للخصوصية الكمومية في مقايضات NEAR Intents

في منشور هندسي، أوضح آدم تاكر، مطور زاكورا، أن النظام المقترح سيمنع المهاجم من استخدام عنوان Zcash واحد مكشوف علنًا لكشف المدفوعات المستلمة عبر حساب المستخدم المحمي.

الميزة، التي تسمى مفتاح العرض الوارد لمرة واحدة، ستولد مفتاحًا مختلفًا لكل مقايضة مع إبقاء مفتاح الإنفاق الحالي للمحفظة دون تغيير. وفقًا للفريق، يمكن للمحافظ المبنية باستخدام مكتبات زاكورا مفتوحة المصدر البدء في دمج الميزة في الأسابيع المقبلة.

حددت زاكورا NEAR Intents كمصدر قلق خاص لأن خدمة المقايضة عبر السلاسل تنشر بشكل دائم عناوين Zcash معينة على بلوكتشين NEAR العامة، حتى عندما تكتمل المعاملات دون الحاجة إلى استرداد الأموال.

على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الحالية لا يمكنها استخدام المعلومات المكشوفة لاستعادة مفاتيح العرض الأساسية، حذر الفريق من أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية القوية بما يكفي قد تتمكن من ذلك في النهاية.

مقايضات Zcash عبر NEAR Intents تكشف عناوين الاسترداد

تتيح NEAR Intents للمستخدمين تبادل الأصول عبر سلاسل بلوكتشين مختلفة دون إدارة كل خطوة من خطوات المعاملة يدويًا.

عندما يستبدل شخص ما ZEC المحمي بـ USDC على إيثريوم، ترسل محفظته ZEC إلى عنوان إيداع مرتبط بالخدمة. يحتوي طلب المقايضة على عنوان استرداد يمكن إرجاع أي ZEC غير مستخدم إليه.

وفقًا للشرح التقني لزاكورا، يتم تسجيل عنوان الاسترداد على بلوكتشين NEAR العامة بمجرد تسجيل الإيداع.

يظل العنوان متاحًا للعموم حتى إذا نجحت المقايضة ولم ترسل الخدمة أي استرداد.

يمكن لمحافظ Zcash عادةً توليد عناوين محمية متعددة تبدو غير مرتبطة. ومع ذلك، فإن العناوين المرتبطة بحساب واحد تشترك عمومًا في مفتاح عرض وارد، مما يسمح للمحفظة بتحديد وفك تشفير المدفوعات المرسلة إليها.

تستخدم التشفير الأساسي حسابات منحنى إهليلجي لا يمكن لأجهزة الكمبيوتر التقليدية عكسها عمليًا.

حذرت زاكورا من أن جهاز كمبيوتر كمومي قوي بما يكفي يشغل خوارزمية شور يمكنه نظريًا استعادة مفتاح العرض الوارد من المعلومات العامة الموجودة في عنوان محمي واحد مكشوف.

يمكن للمهاجم الذي يمتلك المفتاح المستعاد بعد ذلك تحديد المدفوعات التي استلمها الحساب، بما في ذلك مبالغها والمذكرات الخاصة المرفقة.

يتعلق الكشف بخصوصية المعاملات، وليس بالتحكم المباشر في الأموال. تستخدم Zcash مفاتيح تشفير منفصلة للترخيص بالإنفاق، مما يعني أن مفتاح العرض الوارد المستعاد لن يسمح بحد ذاته للمهاجم بتحويل ZEC الخاص بالمستخدم.

أوضح الفريق أن المعاملات المحمية لا تنشر عادةً عنوان المستلم على بلوكتشين Zcash. ومع ذلك، فإن عناوين المقايضة المسجلة علنًا تخلق مصدرًا دائمًا للمعلومات يمكن لمهاجم مستقبلي جمعها.

تنطبق المشكلة على المقايضات في كلا الاتجاهين. فالتبادلات من ZEC إلى أصول على شبكات أخرى تنشر عناوين الاسترداد، بينما تنشر المقايضات إلى ZEC العنوان المحمي المستلم.

توسع استخدام Zcash في المعاملات عبر السلاسل إلى ما هو أبعد من تحويلات الرموز العادية. في سبتمبر، عالجت Aurora Intents أكثر من 19 مليون دولار عبر 1,718 مقايضة مرتبطة بمزاد zkSNARKS، وهو ما يمثل أكثر من نصف الأصول المحولة والمودعة في البيع المقوم بـ ZEC.

استخدمت المعاملات منفذي الطلبات في NEAR Intents لتحويل الأصول من شبكات أخرى إلى ZEC، بينما ظلت العطاءات من جانب الوجهة محمية على Zcash.

حل زاكورا المقترح يبقي الإنفاق تحت حساب واحد

يعين حل زاكورا المقترح مفتاح عرض وارد منفصل لكل عنوان مقايضة دون مطالبة المستخدمين بإنشاء حساب محفظة جديد في كل مرة.

بموجب التصميم، تشتق المحفظة مفتاحًا جديدًا باستخدام بيانات اعتماد الحساب الحالية والغرض المقصود من العنوان وفهرس يحدد المقايضة.

وبالتالي سيكون لكل عنوان مفتاح عرض خاص به، بينما يستمر مفتاح الإنفاق الأصلي في التحكم في الأموال المستلمة عبر جميعها.

أوضح المنشور الهندسي أن العملية تغير المكون العشوائي المستخدم لاشتقاق مفتاح العرض الوارد. تظل مفاتيح الترخيص والإبطال الخاصة بالحساب دون تغيير.

تستخدم زاكورا بناء تجزئة بمفتاح مستخدم بالفعل في نظام اشتقاق المفاتيح ZIP 32 الخاص بـ Zcash، مع معرف نطاق منفصل لتمييز مفاتيح المقايضة عن مفاتيح المحفظة الداخلية الحالية.

وفقًا للفريق، فإن استعادة مفتاح عرض مقايضة واحدة سيكشف فقط عن المدفوعات المرتبطة بهذا العنوان. وربط المفتاح المستعاد بعناوين مقايضة أخرى سيتطلب عكس الاشتقاق القائم على التجزئة.

إنشاء حساب Zcash منفصل تمامًا لكل معاملة يمكن أن يوفر فصلًا مشابهًا، لكن زاكورا قالت إن هذا النهج سيسبب مشاكل لمستخدمي محافظ الأجهزة.

يدعم تطبيق Zcash من Keystone حاليًا توقيع المعاملات فقط من فهرس الحساب 0، وفقًا للمنشور. يمكن لـ Ledger الوصول إلى حسابات متعددة ولكنه يتطلب معاملات وموافقات منفصلة عند إنفاق الأموال من حسابات مختلفة.

وبالتالي قد يواجه المستخدم الذي جمع أموالًا عبر العديد من حسابات المقايضة قيودًا أو طلبات موافقة متكررة عند محاولة إنفاقها.

سيحافظ تصميم المفتاح لمرة واحدة المقترح على إمكانية إنفاق الأموال من خلال الحساب الأصلي وعملية الترخيص الحالية.

قالت زاكورا إن تنفيذها سيترك ملاحظة مشفرة في مخرجات التغيير لمقايضة ZEC الصادرة. تسجل الملاحظة الفهرس المستخدم لاشتقاق عنوان الاسترداد، مما يسمح للمحفظة بإعادة بناء المفتاح المناسب أثناء الاسترداد.

بمجرد اكتمال NEAR للمقايضة، يمكن إنفاق أي ZEC غير مستخدم يتم إرجاعه إلى العنوان المحدد باستخدام مفتاح الإنفاق العادي للمحفظة.

استرداد المحفظة يستخدم عمليات بحث خاصة في قاعدة البيانات

يتناول جزء منفصل من اقتراح زاكورا العمل الإضافي الناتج عندما تحتاج المحفظة إلى استرداد المدفوعات المرتبطة بمئات مفاتيح العرض الفردية.

تحدد محافظ Zcash عادةً المدفوعات الواردة عن طريق فحص مخرجات المعاملات المشفرة مقابل مفاتيح العرض الخاصة بها.

بموجب التصميم المقترح، ستولد كل مقايضة مفتاحًا آخر قد يحتاج إلى التحقق أثناء استعادة المحفظة.

وفقًا للمنشور الهندسي، فإن مسح البلوكتشين بالكامل بشكل متكرر باستخدام كل مفتاح سيجعل الاسترداد أبطأ تدريجيًا مع نمو عدد المقايضات.

اقترحت زاكورا استخدام استرجاع المعلومات الخاص، أو PIR، لتحديد المعاملات ذات الصلة دون الكشف عن عناوين المحفظة لمشغل قاعدة البيانات.

يعتمد النظام على ميزة محددة في جسر Zcash الخاص بـ NEAR. تستخدم معاملاته الصادرة مفتاح عرض صادر كله أصفار، مما يسمح بفهرسة المعاملات حسب عناوين وجهتها.

ستقوم المحفظة التي تستعيد سجل معاملاتها أولاً بتنزيل عوامل تصفية تحدد العناوين التي ربما تلقت مدفوعات عبر الجسر.

يتم تنزيل عوامل التصفية بالكامل، لذلك لا يعرف الخادم العناوين التي تخص المستخدم.

عندما يحدد عامل التصفية دفعة محتملة، ستقدم المحفظة طلب قاعدة بيانات مشفر باستخدام PIR. يمكن للخادم إرجاع موقع المعاملة المطابقة دون معرفة العنوان الذي تم الاستعلام عنه.

قالت زاكورا إن النظام يستخدم نفس تقنية الاسترجاع الخاص القائمة على الشبكات lattice المطورة لعمليات البحث الشفافة في المحفظة والتصويت لحاملي عملة Zcash.

تختلف عملية الاسترداد قليلاً بالنسبة للمقايضات إلى ZEC لأن المحفظة المستلمة لا تنشئ معاملة Zcash صادرة تحتوي على سجل بفهرس العنوان.

في تلك الحالات، ستولد المحفظة عناوين بالتسلسل وتتحقق منها مقابل عوامل التصفية المنشورة حتى تواجه 30 عنوانًا متتاليًا لم تتلق مدفوعات ولم يتم تزويدها إلى NEAR.

قال الفريق إن عروض المقايضة المهجورة لن تتسبب في إعادة استخدام العناوين، نظرًا لأن كل معاملة جديدة تتلقى عنوانًا لم تصادفه NEAR من قبل.

حماية Zcash الكمومية لا تزال قيد التطوير

يأتي اقتراح زاكورا بينما يعد مطورو Zcash حمايات منفصلة ضد الهجمات الكمومية المستقبلية على توقيعات المعاملات.

استهدف المطورون يناير 2027 لإدخال تعليمات توقيع ما بعد الكم التي ستسمح لمعاملات Zcash الشفافة باستخدام توقيعات قائمة على التجزئة.

ستعالج التعليمات المقترحة مصدر قلق أمني مختلف عن مفاتيح العرض لمرة واحدة. فهي تهدف إلى حماية ترخيص الإنفاق، بينما يركز تصميم زاكورا الأخير على منع ربط المدفوعات المحمية التاريخية من خلال عنوان مكشوف.

تم الاحتفاظ بحوالي 11.96 مليون ZEC، وهو ما يمثل حوالي 70% من العرض المصدر اعتبارًا من 8 أكتوبر، في عناوين شفافة، وفقًا للتقارير السابقة.

قدم ترقية شبكة Zcash في يوليو المسماة Ironwood ملاحظات قابلة للاسترداد الكمومي من خلال ZIP 2005، مما يسمح بتطوير آلية استرداد مستقبلية إذا هددت التطورات في الحوسبة الكمومية الحمايات التشفيرية الحالية.

ومع ذلك، لم تجعل الميزة الشبكة آمنة كموميًا بشكل مستقل، حيث لا يزال يتعين تصميم وتفعيل بروتوكول استرداد منفصل.

حظيت المخاوف بشأن الهجمات الكمومية باهتمام بعد أحدث أبحاث Google التي تشمل معالجها Willow.

في 15 أكتوبر، أبلغت Google عن انخفاض بمقدار 40 ضعفًا في أخطاء الحوسبة الكمومية باستخدام تقنية تُعرف باسم زراعة الحالة السحرية.

حققت التجربة دقة منطقية بنسبة 99.99% وفقًا لطريقة اختبار الباحثين، على الرغم من أنها لم تثبت هجومًا ضد Bitcoin أو Zcash أو شبكات العملات المشفرة الأخرى.

لم يتم عرض أي جهاز كمبيوتر كمومي قادر على استعادة مفاتيح المنحنى الإهليلجي التي تستخدمها Zcash علنًا.

لم تعلن زاكورا عن تاريخ إصدار مؤكد لميزة مفتاح العرض لمرة واحدة. يتوقع الفريق أن تبدأ محافظ البرامج التي تستخدم مكتبات التشفير الخاصة بها، بما في ذلك Vizor، في دمج التصميم في الأسابيع المقبلة.

سيتبع دعم محافظ الأجهزة بمجرد أن تتمكن البرامج الثابتة ذات الصلة من استيعاب عملية اشتقاق المفاتيح الجديدة.