Criptografia pós-quântica e aplicativos descentralizados

Decidimos contar aos novos investidores e lembrar aqueles que vieram antes do que é a Cellframe Network, como ela funciona, como é útil e se permanecerá segura na era dos computadores quânticos.

A Cellframe Network é uma plataforma blockchain orientada a serviços. A API do projeto permite desenvolver aplicativos descentralizados: leilões, data warehouses, marketplaces, jogos e outros. Os desenvolvedores se concentraram na segurança quântica: o sistema de criptografia Cellframe Network resiste a ataques de algoritmos de hackers quânticos e permanecerá relevante na era pós-quântica.

A empresa dimensiona o projeto usando a tecnologia de sharding de dois níveis quando, em vez de uma cadeia de blocos ou eventos, há muitas cadeias organizadas de acordo com regras diferentes. O código blockchain é escrito em C. A peculiaridade desta linguagem é a alta velocidade de resposta do aplicativo e baixa carga na CPU e na RAM. Tudo isso torna a plataforma mais acessível, pois o nó pode ser executado em hardware fraco.

Os principais recursos do Cellframe são criptografia pós-quântica e fragmentação de dois níveis. A assinatura de vários algoritmos ajuda a proteger melhor os dados das técnicas de hacking quântico.

No nível superior do shard, surgem as parachains – redes blockchain independentes, com seu consenso, mas compatíveis com o restante do ecossistema e com seus shards de nível 2 dentro.

 O CN é uma solução pronta para os negócios: o blockchain funciona fora da caixa e não requer conhecimento especial dos funcionários. Suas extensões podem ser escritas em Python, a linguagem mais popular e simples do mundo.

Segurança

A rede Cellframe usa vários algoritmos de criptografia ao mesmo tempo. Os mais promissores são NewHope, NTRU, Frodo e SIDH. Outro algoritmo interessante é o Picnic – uma assinatura quântica de conhecimento zero.

Vários algoritmos ajudam a combater diferentes técnicas de hacking quântico. Por padrão, a rede usa a assinatura digital Crystal-Dilithium, mas o usuário tem a opção de aplicar uma assinatura multi-algoritmo para maior segurança.

AMPLIAR

A blockchain Cellframe é dividida em fragmentos. A fragmentação ajuda a distribuir a carga nos servidores paralelizando os processos. Essa abordagem melhora o desempenho do sistema e a taxa de transferência do blockchain. Também resolve o problema de escalabilidade horizontal: em vez de um único blockchain, temos várias cadeias de fragmentos.

Cada conta está vinculada a um fragmento específico. O usuário pode ingressar no segmento mais próximo ou solicitar a criação de um novo. O tamanho do segmento é limitado, portanto, fragmentos em excesso podem negar o registro dos usuários. Todas as solicitações de shard são feitas por meio de mensagens dentro do blockchain de nível 0. Os desenvolvedores deram esse passo para equilibrar a carga em shards (e servidores).

Solução empresarial

A arquitetura do projeto é orientada a serviços. Com base nisso, você pode criar facilmente protocolos de segundo nível com serviços especializados, e os fragmentos privados com um sistema de pagamento integrado possibilitam o foco no desenvolvimento do serviço.

O ecossistema Cellframe Network é composto por redes (parachains), sendo a principal delas a Core Network ou Backbone. O backbone é organizado como uma parachain típica e consiste em uma cadeia zero, que é uma blockchain comum a todos os shards, e um plasma (DAG, dividido em shards). Além disso, também existem sub-cadeias adicionais - cadeia de suporte comum a todos, cadeia de ratos, cadeia de fluxo de blockchain linear dividida em shards e várias outras específicas para serviços Node específicos registrados no backbone.

Quase todos os nós na rede têm os mesmos privilégios, então a rede pode ser chamada de rede ponto a ponto. O sistema inclui vários tipos de nós: light, full, archive, master, root. O nó de serviço é diferenciado separadamente, que deve ser o nó mestre no backbone, mas em outras parachains, a situação pode ser diferente. Um tipo importante de nó de serviço é o chamado nó de ponte.

Ao se conectar à rede, o nó solicita à raiz que coloque os nós e seus endereços IP na lista de permissões, faz ping nos mais próximos e se conecta a 2-5. Em seguida, o primeiro nó fornece um novo id, que é gerado com base na chave para ele, e o blockchain é sincronizado com os nós.

Depois disso, você pode anunciar seu endereço e complementar as listas de permissões com a chave pública do nó, listas de preços de serviços, pedidos e assim por diante. Após a verificação, o nó poderá compartilhar seu serviço e se tornar um nó mestre ou de serviço. As principais condições são a disponibilidade deste serviço (Proof-of-Service) bem como a presença de uma pilha de tokens CELL, próprios ou delegados para uma percentagem de lucro dos serviços

Com o desenvolvimento dos computadores quânticos, grande parte dos algoritmos de criptografia se tornará coisa do passado, seguido pelas criptomoedas que os utilizavam. Um triste destino aguarda o bitcoin: suas assinaturas digitais são baseadas na criptografia ECDSA, que é vulnerável ao algoritmo de Shor. Os desenvolvedores da Cellframe Network se concentraram na criptografia de dados segura quântica. Cellframe usa assinaturas Crystal Dilithium e Picnic.

O dilítio é um dos três esquemas de assinatura considerados “finalistas” do procedimento de padronização do NIST; é construído sobre os problemas da teoria da rede - MLWE e MSIS. Acredita-se que o NIST ou o FALCON serão padronizados em breve. Dilithium apresenta o menor par de assinatura de chave pública entre os candidatos NIST. Picnic é um candidato “alternativo” ao NIST. Sua cifra não é tão bem compreendida quanto o AES, no entanto, as chaves Picnic são muito mais compactas que as últimas. Ambas as assinaturas são resistentes aos algoritmos de Shor e Grover. Isso significa que a plataforma permanecerá relevante na era pós-quântica.

Em março de 2022, a empresa anunciou o lançamento da rede principal para substituir a rede de teste SubZero existente.