Gizli Paylaşımı Problemi

Korunması, acil durumlarda erişilebilir olması, ancak tek bir kişi tarafından asla ele geçirilememesi gereken bir ana anahtarınız var. Bunu nasıl saklarsınız? Anahtarın tamamını birden çok kişiye vermek, içlerinden herhangi birinin anahtarı kötüye kullanabilmesi anlamına gelir. Tek bir kopya bulundurmak ise tek hata noktası oluşturur.

128 bitlik bir anahtarı iki adet 64 bitlik yarıya bölüp her bir yarıyı iki kişiye vermek akıllıca görünebilir, ancak güvenli değildir: her yarı kaba kuvvet maliyetini 2^128'den 2^64'e düşürür. Bir kişiyi ele geçiren saldırgan, 64 bitlik bir başlangıç avantajı elde eder.

Uygun bir gizli paylaşım şeması şu özelliklere sahip olmalıdır: (1) Eşik: n paylaşımdan herhangi k'si gizli bilgiyi yeniden oluşturur. (2) Güvenlik: k-1 paylaşım, gizli bilgi hakkında hiçbir bilgi vermez. (3) Kusursuzluk: hiçbir hesaplama varsayımı gerektirmez.

Bitcoin cüzdanlarının, HSM ana anahtarlarının, sertifika yetkililerinin özel anahtarlarının, nükleer fırlatma kodlarının ve kripto para borsalarının soğuk cüzdanlarının tümü eşikli erişime ihtiyaç duyar. Tek anahtarın kaybı = felaket. Tek bir içeriden kişinin anahtarı ele geçirmesi = yine felaket.

Gizli S bilgisini iki taraf arasında paylaşmak için: rastgele bir R üretin. 1. tarafa share1=R, 2. tarafa share2=S XOR R payını verin. Yeniden oluşturmak için: share1 XOR share2 = R XOR (S XOR R) = S. Tek başına her iki pay da tamamen rastgeledir; S hakkında hiçbir bilgi vermez.

XOR paylaşımı 2'ye 2 için kusursuzdur, ancak k'dan n eşik şemalarına genellenemez. Herhangi 3 payın gizli bilgiyi yeniden oluşturduğu, ancak herhangi 2 payın hiçbir bilgi vermediği bir 3'e 5 şeması oluşturamazsınız. Polinom enterpolasyonu bu sorunu çözer.

Kusursuz gizlilik, k'dan az sayıda payın gizli bilgiyle ilgili karşılıklı olarak sıfır bilgi içermesi anlamına gelir. Bu, hesaplama güvenliğinden daha güçlüdür; hesaplama gücü sınırsız bir saldırgan bile k-1 paydan hiçbir şey öğrenemez.

AWS CloudHSM, M'den N'ye yeter sayı doğrulaması kullanır. PGP anahtar emaneti, ana anahtarları böler. Kripto para saklama hizmeti sağlayıcıları (Fireblocks, BitGo), sıcak cüzdan anahtarları için MPC veya Shamir paylaşımı kullanır. Sertifika Yetkilisi çevrimdışı anahtarları 5'te 7 törenleri kullanır.

Anahtar töreni, ana anahtarı oluşturmak ve bölmek için yürütülen resmi, denetlenen bir süreçtir. Örnek: güvenli bir odada 7 anahtar sahibi bulunur ve her biri bir pay içeren donanım belirteci alır. Süreç videoya kaydedilir, iki denetçi hazır bulunur ve her adım belgelenir.

Gizli paylaşım, gizli bilginin tamamını yeniden oluşturur (risk: yeniden oluşturma anında tek hata noktası). Çoklu imza, imzalamayı dağıtır: her taraf bağımsız olarak imzalar ve imzalar birleştirilir. Eşik imzaları (TSS), gizli paylaşımın imzalama işleminin kendisine uygulanmasıdır.

Güvenli Çok Taraflı Hesaplama (MPC), yeniden oluşturma adımını tamamen ortadan kaldırır; taraflar gizli bilgiyi açığa çıkarmadan paylaşımlarını kullanarak birlikte hesaplama yapar. Eşik ECDSA ve eşik BLS, üretimdeki saklama sistemlerinde kullanılmaktadır.

Safça anahtar bölme güvenli değildir. Uygun gizli paylaşım, kusursuz gizlilikle birlikte eşikli erişim gerektirir. XOR, 2'ye 2'yi ele alır; polinom enterpolasyonu k'dan n şemalarını ele alır. Sıradaki konu: Shamir'in Gizli Paylaşımı matematiği.