Cifrado poscuántico y aplicaciones descentralizadas

Decidimos decirle a los nuevos inversores y recordarles a los que vinieron antes qué es Cellframe Network, cómo funciona, cómo es útil y si seguirá siendo segura en la era de las computadoras cuánticas.

Cellframe Network es una plataforma blockchain orientada a servicios. La API del proyecto le permite desarrollar aplicaciones descentralizadas: subastas, almacenes de datos, mercados, juegos y otros. Los desarrolladores se centraron en la seguridad cuántica: el sistema de cifrado Cellframe Network resiste los ataques de los algoritmos de piratería cuántica y seguirá siendo relevante en la era poscuántica.

La empresa escala el proyecto utilizando tecnología de fragmentación de dos niveles cuando, en lugar de una cadena de bloques o eventos, hay muchas cadenas organizadas de acuerdo con diferentes reglas. El código de la cadena de bloques está escrito en C. La peculiaridad de este lenguaje es la alta velocidad de respuesta de la aplicación y la baja carga en la CPU y la RAM. Todo esto hace que la plataforma sea más accesible porque el nodo se puede ejecutar en hardware débil.

Las principales características de Cellframe son el cifrado post-cuántico y la fragmentación de dos niveles. La firma de algoritmos múltiples ayuda a proteger mejor los datos de las técnicas de piratería cuántica.

En el nivel superior del fragmento, surgen las paracaídas: redes de cadenas de bloques independientes, con su consenso, pero compatibles con el resto del ecosistema y con sus fragmentos de nivel 2 en su interior.

 CN es una solución preparada para empresas: la cadena de bloques funciona de inmediato y no requiere conocimientos especiales por parte de los empleados. Sus extensiones se pueden escribir en Python, el lenguaje más popular y simple del mundo.

Safety

La red Cellframe utiliza varios algoritmos de cifrado a la vez. Los más prometedores son NewHope, NTRU, Frodo y SIDH. Otro algoritmo interesante es Picnic, una firma cuántica post-conocimiento cero.

Varios algoritmos ayudan a contrarrestar diferentes técnicas de piratería cuántica. De forma predeterminada, la red utiliza la firma digital Crystal-Dilithium, pero el usuario tiene la opción de aplicar una firma de algoritmos múltiples para mayor seguridad.

Escalabilidad

La cadena de bloques Cellframe se divide en fragmentos. La fragmentación ayuda a distribuir la carga en los servidores al paralelizar los procesos. Este enfoque mejora el rendimiento del sistema y el rendimiento de la cadena de bloques. También resuelve el problema de la escalabilidad horizontal: en lugar de una sola cadena de bloques, tenemos varias cadenas de fragmentos.

Cada cuenta está vinculada a un fragmento específico. El usuario puede incorporarse al segmento más cercano o solicitar la creación de uno nuevo. El tamaño del segmento es limitado, por lo que los fragmentos desbordados pueden negar el registro de los usuarios. Todas las solicitudes de fragmentos se realizan a través de mensajes dentro de la cadena de bloques de nivel 0. Los desarrolladores dieron este paso para equilibrar la carga en fragmentos (y servidores).

Solución empresarial

La arquitectura del proyecto está orientada a servicios. Sobre esta base, puede crear fácilmente protocolos de segundo nivel con servicios especializados, y los fragmentos privados con un sistema de pago integrado permiten centrarse en el desarrollo del servicio.

El ecosistema de Cellframe Network consta de redes (parachains), la principal de las cuales es Core Network o Backbone. La columna vertebral está dispuesta como una parachain típica y consta de una cadena cero, que es una cadena de bloques común a todos los fragmentos, y un plasma (DAG, dividido en fragmentos). Además, también hay subcadenas adicionales: cadena de soporte común a todos, cadena de ratas, cadena de flujo de cadena de bloques lineal dividida en fragmentos y varias otras específicas para servicios de nodo específicos registrados en la red troncal.

Casi todos los nodos de la red tienen los mismos privilegios, por lo que la red puede denominarse red de igual a igual. El sistema incluye varios tipos de nodos: ligero, completo, de archivo, maestro, raíz. El nodo de servicio se distingue por separado, que debe ser el nodo maestro en la red troncal, pero en otras paracaídas, la situación puede ser diferente. Un tipo importante de nodo de servicio es el denominado nodo puente.

Cuando se conecta a la red, el nodo le pide a la raíz que incluya en la lista blanca los nodos y sus direcciones IP, hace ping a los más cercanos y se conecta a 2-5. Luego, el primer nodo le da una nueva identificación, que se genera en función de la clave para él, y la cadena de bloques se sincroniza con los nodos.

Después de eso, puede anunciar su dirección y complementar las listas blancas con la clave pública del nodo, listas de precios de servicios, pedidos, etc. Después de la verificación, el nodo podrá compartir su servicio y convertirse en un nodo maestro o de servicio. Las principales condiciones son la disponibilidad de este servicio (Proof-of-Service) así como la presencia de una pila de tokens CELL, propios o delegados por un porcentaje de beneficio de los servicios.

Con el desarrollo de las computadoras cuánticas, gran parte de los algoritmos de encriptación serán cosa del pasado, seguidos por las criptomonedas que los usaban. Un triste destino le espera a bitcoin: sus firmas digitales se basan en el cifrado ECDSA, que es vulnerable al algoritmo de Shor. Los desarrolladores de Cellframe Network se han centrado en el cifrado de datos cuántico seguro. Cellframe utiliza las firmas Crystal Dilithium y Picnic.

Dilithium es uno de los tres esquemas de firmas que se consideran "finalistas" del procedimiento de estandarización del NIST; se basa en los problemas de la teoría de la red: MLWE y MSIS. Se cree que pronto se estandarizarán NIST o FALCON. Dilithium presenta el par de claves y firmas públicas más pequeño entre los candidatos del NIST. Picnic es un candidato "alternativo" al NIST. Su cifrado no se entiende tan bien como AES, sin embargo, las teclas de picnic son mucho más compactas que este último. Ambas firmas son resistentes a los algoritmos de Shor y Grover. Significa que la plataforma seguirá siendo relevante en la era post-cuántica.

En marzo de 2022, la compañía anunció el lanzamiento de la red principal para reemplazar la red de prueba SubZero existente.