नोट

नेटवर्क परिनियोजन और परीक्षण प्रगति पर। छोटे संशोधनों के अधीन। आधिकारिक विवरण के लिए specification देखें।

अवलोकन

यह प्रस्ताव एक पुनः-रैंडम योग्य हस्ताक्षर योजना की रूपरेखा प्रस्तुत करता है जो ऐसे गंतव्यों के लिए उपयुक्त है जिन्हें ब्लाइंड किया जा सकता है। यह अतिरिक्त रूप से मौजूदा Ed25519 गंतव्यों को ब्लाइंड करने के लिए उपयोगी हो सकता है, जिसमें कुछ हद तक प्रभावकारिता में कमी होती है।

प्रेरणा

Proposal 123 एक एन्क्रिप्टेड LeaseSet2 प्रारूप को परिभाषित करता है जो न्यूनतम अधिकार के सिद्धांत का अवतार है: प्रत्येक नेटवर्क प्रतिभागी को केवल उनके रोल के लिए आवश्यक जानकारी दी जाती है। विशेष रूप से, एक एन्क्रिप्टेड LeaseSet2 जो एक फ्लूडफिल पर प्रकाशित होता है, वह गंतव्य को प्रकट नहीं करता जिसके लिए यह है, और केवल गंतव्य के पिछले ज्ञान वाला व्यक्ति ही लीसेज को देख सकता है। हालांकि, फ्लूडफिल्स को अब भी प्रकाशित होने पर एन्क्रिप्टेड LeaseSet2 की प्रमाणिकता सुनिश्चित करने की ज़रूरत होती है, और ग्राहकों को अतिरिक्त रूप से यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत होती है कि प्रमाणिकता गंतव्य स्वयं द्वारा लागू थी।

Prop123 इसे गंतव्यों की हस्ताक्षर कुंजियों को ब्लाइंड करके प्राप्त करता है। ब्लाइंड की गई कुंजियाँ फ्लूडफिल्स द्वारा सत्यापन योग्य हस्ताक्षर बनाने के लिए उपयोग की जा सकती हैं, और ग्राहक निश्चित हो सकते हैं कि केवल गंतव्य ही हस्ताक्षर बना सकता था। इसलिए यह आवश्यक है कि एक हस्ताक्षर योजना निर्दिष्ट की जाए जिसका उपयोग ब्लाइंडिंग के लिए किया जा सके।

डिज़ाइन

मुख्य हस्ताक्षर योजना

इस प्रस्ताव में वर्णित हस्ताक्षर योजना, Red25519 RedDSA का एक स्नोर्र-आधारित हस्ताक्षर योजना का एक उदाहरण है जो कुंजी पुनः-रैंडमकरण का समर्थन करता है। इसमें निम्नलिखित कार्य होते हैं:

GENERATE_PRIVATE() यह एक समान रूप से रैंडम निजी कुंजी लौटाता है।

DERIVE_PUBLIC(sk) यह दी गई निजी कुंजी के अनुरूप सार्वजनिक कुंजी लौटाता है।

GENERATE_RANDOM() यह एक रैंडम स्केलर लौटाता है जो एक कीपॉयर को पुनः-रैंडम करने के लिए उपयुक्त होता है।

RANDOMIZE_PRIVATE(sk, alpha) एक गुप्त स्केलर अल्फा का उपयोग करके निजी कुंजी को पुनः-रैंडम करता है।

RANDOMIZE_PUBLIC(vk, alpha) एक गुप्त स्केलर अल्फा का उपयोग करके सार्वजनिक कुंजी को पुनः-रैंडम करता है।

SIGN(sk, m) दी गई संदेश m पर निजी कुंजी sk द्वारा एक हस्ताक्षर लौटाता है।

VERIFY(vk, m, sig) हस्ताक्षर sig को सार्वजनिक कुंजी vk और संदेश m के खिलाफ सत्यापित करता है। यदि हस्ताक्षर सत्य है तो सत्य लौटाता है, अन्यथा झूठ।

किसी दिए गए कीपॉयर (sk, vk) के लिए निम्नलिखित संबंध है:

RANDOMIZE_PUBLIC(vk, alpha) == DERIVE_PUBLIC(RANDOMIZE_PRIVATE(sk, alpha))

Ed25519 कुंजियों को Red25519 में परिवर्तित करना

Ed25519 कुंजियाँ मौजूदा Ed25519 गंतव्यों के पुनः-रैंडमकरण का समर्थन करने के लिए समय-सीमित एक-तरफा Red25519 कुंजियों में परिवर्तित की जा सकती हैं। अन्य हस्ताक्षर प्रकार संगत नहीं हैं।

हम निम्नलिखित परिवर्तन कार्य परिभाषित करते हैं:

CONVERT_ED25519_PRIVATE(privkey) दी गई Ed25519 निजी कुंजी के अनुरूप Red25519 निजी कुंजी लौटाता है।

CONVERT_ED25519_PUBLIC(pubkey) दी गई Ed25519 सार्वजनिक कुंजी के अनुरूप Red25519 सार्वजनिक कुंजी लौटाता है।

किसी दिए गए Ed25519 कीपॉयर (privkey, pubkey) के लिए निम्नलिखित संबंध है:

CONVERT_ED25519_PUBLIC(pubkey) == DERIVE_PUBLIC(CONVERT_ED25519_PRIVATE(privkey))

विवरण

परिभाषाएँ

B RFC-8032 में वर्णित Ed25519 बेसपॉइंट।

L RFC-8032 के अनुसार Ed25519 क्रमांक 2^252 + 27742317777372353535851937790883648493।

[s] B बेसपॉइंट B का स्थिर-बेस स्केलर गुणा।

[s] A A का परिवर्तनीय-बेस स्केलर गुणा।

x || y दो बाइट शृंखलाओं x और y को जोड़ें।

Red25519

योजना Red25519 RedDSA के साथ विशिष्ट है:

• G := Curve25519 के एडवर्ड्स रूप पर बिंदुओं का समूह। विशेष रूप से, इसका मतलब है कि Red25519 L के प्रधान-क्रम उपग्रह का उपयोग करता है, और सहगुणक h_G 8 है।
• P_G := Ed25519 बेसपॉइंट B।
• l_H := 512
• H(x) := SHA-512(“I2P_Red25519H(x)” || x)

RedDSA मानता है कि H(x) क्रिप्टोग्राफिक हैश फंक्शन के साथ सिद्ध किया गया है जो लंबाई विस्तार हमलों के खिलाफ सुरक्षित है। स्वयं अपनी पर SHA-512 इसे सावित नहीं करता है। इसके समाधान के लिए, हम आवश्यकता करते हैं कि मैसेज अग्रिम-निःशुल्क एन्कोडिंग से पूर्व हो:

len_u16(M) || M

जहां len_u16(M) M की लंबाई का 2-बाइट प्रतिनिधित्व है, लिटिल-एंडियन में (अंक और बिंदुओं की लिटिल-एंडियन एन्कोडिंग के अनुरूप)।

मैसेज की लंबाई 65534 बाइट्स से अधिक नहीं होनी चाहिए। 65535 की लंबाई संभावित भविष्य के विस्तार के लिए आरक्षित की गई है।

एन्कोडिंग और डिकोडिंग

Red25519 निजी कुंजियाँ L मोड स्केलर्स होते हैं, जो लिटिल-एंडियन प्रतिनिधित्व में कोडित होती हैं। हम स्केलर के बाइट शृंखला और पूर्णांक प्रारूपों के बीच बदलने के लिए DECODE_SCALAR और ENCODE_SCALAR कार्यों को परिभाषित करते हैं।

Red25519 सार्वजनिक कुंजियाँ Curve25519 के एडवर्ड्स रूप पर बिंदु होती हैं। वे y-सदिश का 255-बिट लिटिल-एंडियन प्रतिनिधित्व के रूप में और x-सदिश के संकेत को संकेतित करने वाला एकल बिट के रूप में कोडित की जाती हैं। यह Ed25519 के समान एन्कोडिंग है। हम बिंदु के बाइट शृंखला और समन्वय प्रारूपों के बीच बदलने के लिए DECODE_POINT और ENCODE_POINT कार्यों को परिभाषित करते हैं।

RedDSA कार्य

लागू करने में आसानी के लिए, हम नीचे दी गई RedDSA कार्यों (साथ ही कई सहायक कार्य) को स्पष्ट रूप से लिखते हैं जो पहले से ही Red25519 के लिए विशेषीकृत है। कार्यान्वयनकर्ताओं को RedDSA के अनुभाग 5.4.6 का संदर्भ लेना चाहिए RedDSA कार्यों के सामान्य विवरण के लिए।

HStar(prefix1, prefix2, m) :=
      h = SHA-512()
      h.input("I2P_Red25519H(x)")
      h.input(prefix1)
      h.input(prefix2)

      h.input(len(m) & 0xff)
      h.input((len(m) >> 8) & 0xff)
      h.input(m)

      s = h.digest()
      return s mod L

  GENERATE_PRIVATE :=
      s = 64 random bytes
      return s mod L

  DERIVE_PUBLIC(sk) := [sk] B

  GENERATE_RANDOM :=
      s = 64 random bytes
      return s mod L

  RANDOMIZE_PRIVATE(sk, alpha) := (sk + alpha) mod L

  RANDOMIZE_PUBLIC(vk, alpha) := vk + [alpha] B

  SIGN(sk, m) :=
      T = 80 random bytes
      vkBytes = ENCODE_POINT(DERIVE_PUBLIC(sk))
      r = HStar(T, vkBytes, m)

      R = [r] B
      Rbytes = ENCODE_POINT(R)

      c = HStar(Rbytes, vkBytes, m)
      S = (r + (c * sk)) mod L

      return Rbytes || ENCODE_SCALAR(S)

  VERIFY(vk, m, sig) :=
      Rbytes = sig[0..32]
      Sbytes = sig[32..64]

      R = DECODE_POINT(Rbytes)
      if R is invalid:
          return false

      S = DECODE_SCALAR(Sbytes)
      if S >= L:
          return false

      vkBytes = ENCODE_POINT(vk)
      c = HStar(Rbytes, vkBytes, m)
      return ((-[S] B) + R + ([c] vk)).multiplyByCofactor().isIdentity()

परिवर्तन कार्य

CONVERT_ED25519_PRIVATE(privkey) :=
      s = SHA-512(privkey)[0..32]
      s[0] = s[0] & 248
      s[31] = (s[31] & 63) | 64
      return s

  CONVERT_ED25519_PUBLIC(pubkey) := pubkey

ध्यान दें कि CONVERT_ED25519_PRIVATE का कार्यान्वयन Ed25519 सार्वजनिक कुंजी को एक Ed25519 निजी कुंजी से प्राप्त करने पर गुप्त स्केलर s की गणना के पारस्परिक रूप से समान है, जैसा कि RFC-8032 के अनुभाग 5.1.5 से चरण 1-3 में विशिष्ट किया गया है।

सुरक्षा प्रभाव

एक Red25519 गंतव्य को पुनः-रैंडम करने और फिर उसके साथ हस्ताक्षर बनाने का गंतव्य के बारे में कोई जानकारी नहीं लीक करता है, क्योंकि साधारण Red25519 निजी कुंजियाँ RANDOMIZE_PRIVATE के माध्यम से उत्पन्न होती है जो अद्वितीय निजी कुंजी बनाने जैसे होते हैं, और DERIVE_PUBLIC रैंडम है।

Ed25519 निजी कुंजियों को CONVERT_ED25519_PRIVATE के माध्यम से Red25519 में परिवर्तित करने से एक समान वितरण नहीं मिलता। हालांकि, हम सुरक्षा में कमी को निम्नलिखित कारणों से स्वीकार्य मानते हैं:

• Ed25519 स्केलर्स का स्थल Red25519 स्केलर्स के स्थल की तुलना में लगभग आधा होता है (करीब 2^251 संभावित Ed25519 स्केलर्स होते हैं, और L ~= 2^252 संभावित Red25519 स्केलर्स)। अतः सुरक्षा हानि अधिकतम लगभग 2 का कारक है, या लगभग 1 बिट (क्योंकि हम संभवतः एक Red25519 स्केलर चुन सकते हैं जो एक वैध Ed25519 स्केलर भी हो)।

• मौजूदा Ed25519 गंतव्य पहले से ही नेटवर्क पर ऐतिहासिक रूप से एक्सपोज किए गए हैं, और यह मान लेना चाहिए कि दुर्भावनापूर्ण फ्लूडफिल्स ने पहले से उन्हें गणना कर ली है।

जो उपयोगकर्ता इस सुरक्षा में कमी के प्रति चिंतित हैं, वे अपने गंतव्यों के लिए हस्ताक्षर प्रकार के रूप में Ed25519 के बजाय Red25519 का उपयोग करें।

ध्यान दें कि उपर्युक्त तर्क पुनः-रैंडमकरण स्केलर अल्फा पर लागू नहीं होता है; की में हर बार एक पक्षपातित अल्फा चुने जाने पर जानकारी लीक होती है, क्योंकि ऐडिटिव पुनः-रैंडमकरण एक वन-टाइम पैड की तरह व्यवहार करता है।

संगतता

I2P संस्करण जो Red25519 का समर्थन करते हैं, उन नेटवर्क डेटा संरचनाओं को सत्यापित कर सकेंगे जिन पर Red25519 का हस्ताक्षर है। I2P वर्गीकरण जो Red25519 का समर्थन नहीं करते वे इसे एक अज्ञात हस्ताक्षर के रूप में मानेंगे, और डेटा संरचना को छोड़ सकते हैं। उपयोगकर्ताओं को Red25519 पर हस्ताक्षरित डेटा संरचनाओं की विश्वसनीयता खराब होने की अपेक्षा करनी चाहिए जब तक कि पर्याप्त Red25519 वितरण तक नहीं पहुँच जाए।

परीक्षण वेक्टर

लीजेंड:
    edsk:  Ed25519 निजी कुंजी (रैंडम)
    edpk:  Ed25519 सार्वजनिक कुंजी जो edsk के अनुरूप है
    sk:    CONVERT_ED25519_PRIVATE(edsk)
    vk:    CONVERT_ED25519_PUBLIC(edpk)
    msg:
    sig:   SIGN(sk, msg)
    alpha: GENERATE_RANDOM()
    rsk:   RANDOMIZE_PRIVATE(sk, alpha)
    rvk:   RANDOMIZE_PUBLIC(vk, alpha)
    rsig:  SIGN(rsk, msg)

  टेस्ट वेक्टर 1
    edsk:  0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101
    edpk:  8a88e3dd7409f195fd52db2d3cba5d72ca6709bf1d94121bf3748801b40f6f5c
    sk:    58e86efb75fa4e2c410f46e16de9f6acae1a1703528651b69bc176c088bef36e
    vk:    8a88e3dd7409f195fd52db2d3cba5d72ca6709bf1d94121bf3748801b40f6f5c
    msg:   0202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202
    sig:   61f5527f4d3b46de4b2c234390370bf715ae9098907a0d191ba1b44b23a8ac1a
           6a40437a5294e9503faaf9bd2b7f2fe7ba44dec487b3185aba7ff7d7a17cd40f
    alpha: ae9ba9cbbc047c442448fca7c9f4e288a202ed520bfad0c784b792b7773cee08
    rsk:   8bb85f3c7a494a08890d7d142109c1a3501d04565d80227e2079097800fbe107
    rvk:   6fe128737b8e76fa66698a748b0dc0a89168dd8a0601c2b1c0b26835d323e9b3
    rsig:  533053074d3b44f08723aab988ede9880a001b7a684d4a98f2d1b88fabee07a5
           b5c9430c69a690321e0cb8365d7aeb6688bcbad2c0780e0c69e8a1b4a45f3001

  टेस्ट वेक्टर 2
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    sk:    a83c626bc9c38c8c201878ebb1d5b0b50ac40e8986c78793db1d4ef369fca14e
    vk:    8139770ea87d175f56a35466c34c7ecccb8d8a91b4ee37a25df60f5b8fc9b394
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           5c3cb546d9947ca7c1200876c8775a90c357a2aef3d2f16388242ee1914b1a0a
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  टेस्ट वेक्टर 3
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  टेस्ट वेक्टर 4
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  टेस्ट वेक्टर 5
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    sig:   2c56c96801f99ae1f5e8d8edc87725e08aaf7fc77071f222f7c46084b41c5b41
           de1ee3df97217865633f7cceb11cedc3a637ce047d2111cb6f372882e2d6b20b
    alpha: 687944d00a53ca02a0787da2acb8f99994ea7453c8d140d93efbc2b70d852a07
    rsk:   35e598a6987bdb3685fdff552d5b3ea20013a918d2b1cfed2dc7ee092614bf05
    rvk:   9951414e4f29408031f212edc6c9cfe36550b4ce2aa968db49de6c93ca9d565b
    rsig:  4b8f3e3baa8b4fdb99b0053036d569352e49c98c61800288f676aed77b9929b3
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  टेस्ट वेक्टर 6
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  टेस्ट वेक्टर 7
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  टेस्ट वेक्टर 8
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  टेस्ट वेक्टर 9
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  टेस्ट वेक्टर 10
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