Postkvantkryptering och decentraliserade applikationer

Vi bestämde oss för att berätta för nya investerare och påminna dem som kom innan vad Cellframe Network är, hur det fungerar, hur det är användbart och om det kommer att förbli säkert i kvantdatorernas era.

Cellframe Network är en tjänsteorienterad blockchain-plattform. Projektets API låter dig utveckla decentraliserade applikationer: auktioner, datalager, marknadsplatser, spel och andra. Utvecklarna fokuserade på kvantsäkerhet: krypteringssystemet Cellframe Network står emot attacker från kvanthackningsalgoritmer och kommer att förbli relevant i post-kvanttiden.

Företaget skalar upp projektet med hjälp av skärningsteknik på två nivåer när det i stället för en kedja av block eller händelser finns många kedjor organiserade enligt olika regler. Blockchain-koden är skriven i C. Det speciella med detta språk är hög applikationssvarshastighet och låg belastning på CPU och RAM. Allt detta gör plattformen mer tillgänglig eftersom noden kan köras på svag hårdvara.

Huvudfunktionerna i Cellframe är post-kvantkryptering och två-nivå sharding. Multi-Algorithm Signature hjälper till att bättre skydda data från quantum hacking-tekniker.

På den översta nivån av skärvan uppstår parakedjor – oberoende blockkedjenätverk, med deras konsensus, men kompatibla med resten av ekosystemet och har sina nivå 2 skärvor inuti.

 CN är en färdig lösning för företag: blockkedjan fungerar direkt och kräver ingen speciell kunskap från anställda. Dess tillägg kan skrivas i Python, det populäraste och enklaste språket i världen.

Säkerhet

Cellframe-nätverket använder flera krypteringsalgoritmer samtidigt. De mest lovande är NewHope, NTRU, Frodo och SIDH. En annan intressant algoritm är Picnic — en nollkunskapspostkvantsignatur.

Flera algoritmer hjälper till att motverka olika quantum hacking-tekniker. Som standard använder nätverket den digitala signaturen Crystal-Dilithium, men användaren har möjlighet att använda en multialgoritmsignatur för ökad säkerhet.

skalbarhet

Cellframe-blockkedjan är uppdelad i skärvor. Sharding hjälper till att fördela belastningen på servrar genom att parallellisera processer. Detta tillvägagångssätt förbättrar systemprestanda och blockchain-genomströmning. Det löser också problemet med horisontell skalbarhet: istället för en enda blockkedja har vi flera skärvkedjor.

Varje konto är knutet till en specifik skärva. Användaren kan gå med i närmaste segment eller begära att ett nytt skapas. Segmentstorleken är begränsad, så överfulla skärvor kan neka användarnas registrering. Alla shard-förfrågningar görs via meddelanden inom nivå 0 blockchain. Utvecklarna tog detta steg för att balansera belastningen på skärvor (och servrar).

Företagslösning

Projektets arkitektur är serviceinriktad. På grundval av det kan du enkelt skapa andra nivås protokoll med specialiserade tjänster, och privata skärvor med ett inbyggt betalningssystem gör det möjligt att fokusera på att utveckla tjänsten.

Cellframe-nätverkets ekosystem består av nätverk (parakedjor), varav den huvudsakliga är Core Network eller Backbone. Ryggraden är arrangerad som en typisk parachain och består av en nollkedja, som är en blockkedja som är gemensam för alla skärvor, och en plasma (DAG, delad i skärvor). Dessutom finns det också ytterligare underkedjor - stödkedja gemensam för alla, råttkedja, linjär blockkedjeflödeskedja uppdelad i skärvor och flera andra specifika för specifika Node-tjänster registrerade på ryggraden.

Nästan alla noder på nätverket har samma privilegier, så nätverket kan kallas ett peer-to-peer-nätverk. Systemet innehåller flera typer av noder: light, full, archive, master, root. Tjänstenoden särskiljs separat, som måste vara huvudnoden på ryggraden, men i andra parakedjor kan situationen vara annorlunda. En viktig typ av servicenod är den så kallade bryggnoden.

När du ansluter till nätverket frågar noden roten för att vitlista noderna och deras IP-adresser, pingar de närmaste och ansluter till 2-5. Sedan ger den första noden dig ett nytt id, som genereras baserat på nyckeln till den, och blockkedjan synkroniseras med noderna.

Efter det kan du meddela din adress och komplettera vitlistorna med nodens publika nyckel, prislistor för tjänster, beställningar och så vidare. Efter verifiering kommer noden att kunna dela sin tjänst och bli en master- eller tjänstenod. Huvudvillkoren är tillgängligheten för denna tjänst (Proof-of-Service) samt närvaron av en stapel med CELL-tokens, egna eller delegerade för en procentandel av vinsten från tjänster

Med utvecklingen av kvantdatorer kommer en stor del av krypteringsalgoritmerna att bli ett minne blott, följt av kryptovalutorna som använde dem. Ett sorgligt öde väntar bitcoin: dess digitala signaturer är baserade på ECDSA-kryptering, som är sårbar för Shors algoritm. Cellframe Network-utvecklare har fokuserat på kvantsäkra datakryptering. Cellframe använder signaturer Crystal Dilithium och Picnic.

Dilitium är ett av tre signaturscheman som anses vara "finalister" i NIST-standardiseringsförfarandet; den bygger på problemen med gitterteorin – MLWE och MSIS. Man tror att antingen NIST eller FALCON snart kommer att standardiseras. Dilithium har det minsta offentliga nyckel-signaturparet bland NIST-kandidater. Picnic är en "alternativ" NIST-kandidat. Dess chiffer är inte lika väl förstådd som AES, men Picnic-nycklarna är mycket mer kompakta än de senare. Båda dessa signaturer är resistenta mot Shors och Grovers algoritmer. Det betyder att plattformen kommer att förbli relevant i post-kvanttiden.

I mars 2022 tillkännagav företaget lanseringen av huvudnätet för att ersätta det befintliga SubZero-testnätverket.