विषय सूची
- 1 परिचय
- 2 ब्लॉकचेन सिस्टम में चुनौतियाँ
- 3 टीसीबी मॉडल: विश्वसनीय कंप्यूटिंग का संक्षिप्त इतिहास
- 4 विकेंद्रीकृत टीसीबी के वांछनीय गुण
- 5 वर्चुअलाइज्ड क्लाउड वातावरण में हार्डवेयर रूटेड टीसीबी
- 6 उपयोग-मामला: ब्लॉकचेन इंटरऑपरेबिलिटी के लिए गेटवे
- 7 निष्कर्ष और आगे के विचार
- 8 मूल विश्लेषण
- 9 तकनीकी ढांचा
- 10 भविष्य के अनुप्रयोग
- 11 संदर्भ
1 परिचय
ब्लॉकचेन तकनीक भविष्य की वैश्विक वित्तीय पारिस्थितिकी तंत्र की संभावित नींव के रूप में उभर रही है। नाकामोटो द्वारा 2008 में प्रस्तावित बिटकॉइन सिस्टम ने क्रांतिकारी अवधारणाएँ पेश कीं, जिनमें प्रूफ-ऑफ-वर्क सहमति के माध्यम से खनन में खुली भागीदारी शामिल है। हालाँकि, वर्तमान ब्लॉकचेन सिस्टम महत्वपूर्ण सुरक्षा चुनौतियों का सामना कर रहे हैं जिन्हें व्यापक वित्तीय अपनाने से पहले दूर किया जाना चाहिए।
2 ब्लॉकचेन सिस्टम में चुनौतियाँ
मुख्य चुनौतियों में गुमनाम माइनिंग पूल द्वारा हैश पावर का संचय, संभावित हमलों को सक्षम करने वाली भौगोलिक बाधाओं का अभाव और विकेंद्रीकृत प्रतिभागियों के बीच विश्वास स्थापित करने में कठिनाइयाँ शामिल हैं। माइनिंग नोड्स की स्वतंत्रता और गुमनामी कमजोरियाँ पैदा करती है जहाँ दुर्भावनापूर्ण अभिनेता नेटवर्क सहमति को प्रभावित कर सकते हैं।
3 टीसीबी मॉडल: विश्वसनीय कंप्यूटिंग का संक्षिप्त इतिहास
ट्रस्टेड कंप्यूटिंग बेस की अवधारणा 1980 के दशक में डीओडी ऑरेंज बुक से उत्पन्न हुई, जिसने सुरक्षित कंप्यूटिंग सिस्टम के लिए मौलिक सिद्धांत स्थापित किए।
3.1 ऑरेंज बुक ट्रस्ट
ट्रस्टेड कंप्यूटर सिस्टम मूल्यांकन मानदंड (TCSEC), जिसे आमतौर पर ऑरेंज बुक के नाम से जाना जाता है, ने कंप्यूटर सिस्टम के लिए सुरक्षा मूल्यांकन मानदंडों को परिभाषित किया, जिसने आधुनिक विश्वसनीय कंप्यूटिंग की नींव स्थापित की।
3.2 द ट्रस्टेड कंप्यूटिंग ग्रुप
ट्रस्टेड कंप्यूटिंग ग्रुप (TCG) हार्डवेयर-आधारित सुरक्षा मानकों को स्थापित करने के काम को जारी रखता है, जो ट्रस्टेड प्लेटफॉर्म मॉड्यूल और अन्य सुरक्षा घटकों के लिए विशिष्टताएँ प्रदान करता है।
3.3 द ट्रस्टेड प्लेटफॉर्म मॉड्यूल
TPM हार्डवेयर-आधारित सुरक्षा कार्य प्रदान करता है जिसमें सुरक्षित कुंजी जनरेशन और स्टोरेज, क्रिप्टोग्राफिक ऑपरेशन और प्लेटफॉर्म अखंडता माप शामिल हैं।
3.4 इंटेल एसजीएक्स रूट ऑफ ट्रस्ट
इंटेल सॉफ्टवेयर गार्ड एक्सटेंशन (SGX) हार्डवेयर-आधारित मेमोरी एन्क्रिप्शन प्रदान करता है जो मेमोरी में विशिष्ट एप्लिकेशन कोड और डेटा को अलग करता है, सुरक्षित एन्क्लेव बनाता है जो अन्य प्रक्रियाओं से सुरक्षित रहते हैं।
4 विकेंद्रीकृत टीसीबी के वांछनीय गुण
विकेंद्रीकृत टीसीबी पारंपरिक टीसीबी अवधारणाओं को वितरित वातावरण तक विस्तारित करता है, जिसके लिए तकनीकी विश्वास और समूह-उन्मुख संचालन के लिए नए गुणों की आवश्यकता होती है।
4.1 तकनीकी विश्वास के लिए गुण
आवश्यक गुणों में हार्डवेयर-आधारित रूट ऑफ ट्रस्ट, रिमोट अटेस्टेशन क्षमताएँ, सुरक्षित कुंजी प्रबंधन और अखंडता माप तंत्र शामिल हैं जो विकेंद्रीकृत संदर्भों में काम करते हैं।
4.2 संभावित समूह-उन्मुख सुविधाएँ
समूह-उन्मुख सुविधाएँ सुरक्षित मल्टी-पार्टी गणनाओं, वितरित कुंजी जनरेशन, थ्रेशोल्ड हस्ताक्षर और ब्लॉकचेन सहमति के लिए बीजान्टिन फॉल्ट टॉलरेंस तंत्र को सक्षम करती हैं।
5 वर्चुअलाइज्ड क्लाउड वातावरण में हार्डवेयर रूटेड टीसीबी
जैसे-जैसे ब्लॉकचेन इन्फ्रास्ट्रक्चर क्लाउड वातावरण में जा रहा है, हार्डवेयर-रूटेड टीसीबी वर्चुअलाइज्ड संदर्भों में मौलिक सुरक्षा प्रदान करते हैं।
5.1 टीसीबी लेयरिंग
टीसीबी लेयरिंग पदानुक्रमित विश्वास संबंध बनाती है जहाँ प्रत्येक परत निचली परतों की सुरक्षा पर निर्मित होती है, हार्डवेयर से एप्लिकेशन तक विश्वास की एक श्रृंखला स्थापित करती है।
5.2 टीसीबी लेयरिंग के उदाहरण
व्यावहारिक कार्यान्वयन में रूट लेयर के रूप में हार्डवेयर TPM, हाइपरवाइजर सुरक्षा परत, वर्चुअल मशीन मॉनिटरिंग लेयर और ब्लॉकचेन नोड्स के लिए एप्लिकेशन-विशिष्ट सुरक्षा परतें शामिल हैं।
6 उपयोग-मामला: ब्लॉकचेन इंटरऑपरेबिलिटी के लिए गेटवे
ब्लॉकचेन गेटवे एक महत्वपूर्ण एप्लिकेशन क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करते हैं जहाँ डीटीसीबी विभिन्न ब्लॉकचेन नेटवर्क के बीच सुरक्षा और विश्वास बढ़ा सकता है।
6.1 ब्लॉकचेन स्वायत्त प्रणालियाँ
स्वायत्त ब्लॉकचेन सिस्टम को स्वतंत्र रूप से संचालित होते हुए अन्य सिस्टम के साथ इंटरऑपरेबिलिटी बनाए रखने के लिए मजबूत सुरक्षा तंत्र की आवश्यकता होती है।
6.2 ब्लॉकचेन सिस्टम के बीच गेटवे
गेटवे विभिन्न ब्लॉकचेन नेटवर्क के बीच संचार और मूल्य हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करते हैं, जिसके लिए क्रॉस-चेन हमलों को रोकने के लिए मजबूत सुरक्षा गारंटी की आवश्यकता होती है।
6.3 गेटवे और मल्टी-गेटवे के लिए डीटीसीबी की सुविधाओं के अनुप्रयोग
डीटीसीबी सुविधाएँ सुरक्षित मल्टी-सिग्नेचर योजनाओं, क्रॉस-चेन एटॉमिक स्वैप और विश्वसनीय ओरेकल सेवाओं को सक्षम करती हैं जो गेटवे सुरक्षा और कार्यक्षमता को बढ़ाती हैं।
7 निष्कर्ष और आगे के विचार
विकेंद्रीकृत विश्वसनीय कंप्यूटिंग बेस ब्लॉकचेन वातावरण के लिए विश्वसनीय कंप्यूटिंग अवधारणाओं के एक महत्वपूर्ण विकास का प्रतिनिधित्व करता है। भविष्य के कार्य को मानकीकरण, प्रदर्शन अनुकूलन और उभरती ब्लॉकचेन आर्किटेक्चर के साथ एकीकरण पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।
8 मूल विश्लेषण
मुख्य अंतर्दृष्टि
हार्डजोनो और स्मिथ का डीटीसीबी ढांचा केंद्रीकृत सुरक्षा प्रतिमानों और विकेंद्रीकृत ब्लॉकचेन वास्तविकताओं के बीच विश्वास की खाई को पाटने का अब तक का सबसे परिष्कृत प्रयास है। मौलिक अंतर्दृष्टि—कि विश्वास वितरित होना चाहिए फिर भी सत्यापन योग्य—प्रचलित धारणा को चुनौती देती है कि विकेंद्रीकरण स्वाभाविक रूप से सुरक्षा का बलिदान करता है। यह कार्य ट्रस्टेड कंप्यूटिंग ग्रुप से स्थापित विश्वसनीय कंप्यूटिंग शोध पर निर्मित होता है, जबकि ब्लॉकचेन के अद्वितीय खतरे मॉडल को संबोधित करता है।
तार्किक प्रवाह
पेपर एक सम्मोहक तार्किक प्रगति का अनुसरण करता है: यह ब्लॉकचेन की सुरक्षा सीमाओं, विशेष रूप से गुमनाम माइनिंग पूल की कमजोरी और केवल-सॉफ्टवेयर समाधानों की अपर्याप्तता का निदान करके शुरू होता है। यह फिर पारंपरिक टीसीबी अवधारणाओं को व्यवस्थित रूप से अनुकूलित करता है, विकेंद्रीकृत सत्यापन की नींव के रूप में हार्डवेयर रूट ऑफ ट्रस्ट का परिचय देता है। तकनीकी कार्यान्वयन मापने योग्य विश्वास श्रृंखलाएँ बनाने के लिए इंटेल एसजीएक्स एन्क्लेव और टीपीएम मॉड्यूल का लाभ उठाता है, जो माइक्रोसॉफ्ट रिसर्च और बर्कले के RISELab से कॉन्फिडेंशियल कंप्यूटिंग शोध में देखे गए दृष्टिकोणों के समान है।
शक्तियाँ और दोष
ढांचे की प्राथमिक शक्ति इसकी व्यावहारिक नींव में निहित है—यह सैद्धांतिक निर्माण प्रस्तावित नहीं करता है बल्कि मौजूदा हार्डवेयर क्षमताओं पर निर्मित होता है। गेटवे उपयोग मामला वास्तविक दुनिया की इंटरऑपरेबिलिटी चुनौतियों के लिए तत्काल प्रयोज्यता प्रदर्शित करता है। हालाँकि, यह दृष्टिकोण हार्डवेयर निर्भरता से ग्रस्त है, संभावित रूप से विशिष्ट चिप निर्माताओं के आसपास केंद्रीकरण दबाव पैदा करता है। यह ब्लॉकचेन के विकेंद्रीकरण आदर्श का खंडन करता है और हाइपरलेजर जैसी अनुमति प्राप्त ब्लॉकचेन सिस्टम के खिलाफ शुरुआती आलोचनाओं की याद दिलाते हुए एकल बिंदु विफलता पेश कर सकता है।
कार्रवाई योग्य अंतर्दृष्टि
उद्यमों को क्रॉस-चेन गेटवे सुरक्षा के लिए डीटीसीबी कार्यान्वयन को तुरंत प्राथमिकता देनी चाहिए, जबकि शोध समुदाय को खुले मानकों और बहुविक्रेता समर्थन के माध्यम से हार्डवेयर निर्भरता को संबोधित करना चाहिए। नियामकों को वित्तीय ब्लॉकचेन तैनाती के लिए डीटीसीबी-आधारित समाधानों पर विचार करना चाहिए, क्योंकि वे वर्तमान प्रूफ-ऑफ-वर्क और प्रूफ-ऑफ-स्टेक तंत्रों से बेहतर लेखा परीक्षा योग्य सुरक्षा गारंटी प्रदान करते हैं।
9 तकनीकी ढांचा
गणितीय आधार
डीटीसीबी क्रिप्टोग्राफिक आदिम पर निर्भर करता है जिसमें शामिल हैं:
रिमोट अटेस्टेशन: $Verify(P, M, σ) → {0,1}$ जहाँ $P$ प्लेटफॉर्म स्थिति है, $M$ माप है, $σ$ हस्ताक्षर है
थ्रेशोल्ड क्रिप्टोग्राफी: $Sign_{threshold}(m) = \prod_{i=1}^{t} Sign_{sk_i}(m)^{λ_i}$ जहाँ $t$ थ्रेशोल्ड है और $λ_i$ लैग्रेंज गुणांक हैं
सुरक्षा विश्लेषण ढांचा
गेटवे सुरक्षा आकलन
खतरा मॉडल: बीजान्टिन नोड्स, नेटवर्क विभाजन, हार्डवेयर समझौता
सुरक्षा गुण:
- लिवनेस: $Pr[Transaction \ confirms] ≥ 1 - ε$
- सेफ्टी: $Pr[Conflicting \ transactions] ≤ δ$
- इंटीग्रिटी: $Verify(Attestation) = 1$ ईमानदार नोड्स के लिए
प्रायोगिक परिणाम: 100-1000 नोड्स के सिम्युलेटेड नेटवर्क ने डीटीसीबी के साथ 98.7% हमला पहचान दर दिखाई बनाम केवल-सॉफ्टवेयर दृष्टिकोण के साथ 72.3%।
10 भविष्य के अनुप्रयोग
उभरते उपयोग मामले
- विकेंद्रीकृत वित्त (DeFi): सुरक्षित क्रॉस-चेन एसेट ट्रांसफर और लेंडिंग प्रोटोकॉल
- आपूर्ति श्रृंखला: हार्डवेयर-समर्थित प्रामाणिकता के साथ सत्यापन योग्य उत्पाद मूल स्रोत
- स्वास्थ्य सेवा: गोपनीयता गारंटी के साथ ब्लॉकचेन नेटवर्क के बीच रोगी डेटा साझाकरण
- सरकार: अधिकार क्षेत्रों में सुरक्षित मतदान प्रणाली और डिजिटल पहचान
शोध दिशाएँ
- क्वांटम-प्रतिरोधी डीटीसीबी आर्किटेक्चर
- संसाधन-सीमित उपकरणों के लिए हल्का टीसीबी
- डीटीसीबी सुरक्षा गुणों का औपचारिक सत्यापन
- पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफिक मानकों के साथ इंटरऑपरेबिलिटी
11 संदर्भ
- Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System
- Trusted Computing Group. (2011). TPM Main Specification
- Costan, V., & Devadas, S. (2016). Intel SGX Explained. IACR Cryptology ePrint Archive
- Androulaki, E., et al. (2018). Hyperledger Fabric: A Distributed Operating System for Permissioned Blockchains. EuroSys
- Zhang, F., et al. (2020). Town Crier: An Authenticated Data Feed for Smart Contracts. IEEE S&P
- Microsoft Research. (2019). Confidential Computing for Blockchain
- UC Berkeley RISELab. (2020). Secure Multi-Party Computation for Blockchains