Введение
Функция криптографического псевдослучайного числа с открытым ключом. В криптографии проверяемая случайная функция (VRF) — это функция с открытым ключом, которая предоставляет доказательства корректности вычислений своих выходных значений. Владелец секретного ключа может вычислить значение функции, а также соответствующее доказательство для любого входного значения. Любой другой, используя доказательство и соответствующий открытый ключ (или ключ проверки), может убедиться в корректности вычисления.
In cryptography, a verifiable random function (VRF) is a public key pseudorandom function that provides proofs that its outputs were calculated correctly. The owner of the secret key can compute the function value as well as an associated proof for any input value. Everyone else, using the proof and the associated public key (or verification key
Проверяемая случайная функция может рассматриваться как аналог криптографической хеш-функции с ключом, использующей открытый ключ.
Концепция VRF была предложена Микали, Рабином и Ваданом в 1999 году. С тех пор проверяемые случайные функции получили широкое распространение в криптовалютах, а также в проектах по разработке протоколов и обеспечению кибербезопасности.
Строительство
В 1999 году Микали, Рабин и Вадхан представили концепцию VRF и предложили первую такую функцию. Если входное значение поступает из небольшой области (авторы впоследствии расширяют ее на более широкую область), функцию можно определить следующим образом: где e(·,·) — билинейное отображение. Для проверки корректности вычисления можно проверить, является ли Это первая VRF, построенная без использования "предположения о сложности типа Q". ), неинтерактивные криптографические коммиты и псевдослучайные функции с одним ключом (то есть псевдослучайные функции, которые позволяют пользователю вычислять функцию только с заранее заданным ограниченным подмножеством возможных входных данных) также обладают этим свойством. Если Oblivious Pseudorandom Function основана на асимметричной криптографии, обладание открытым ключом может позволить клиенту проверить результат работы функции, проверив цифровую подпись или доказательство с нулевым разглашением. В 2020 году Эсгин и др. предложили постквантово безопасную VRF, основанную на криптографии на решетках.
where e(·,·) is a bilinear map. To verify whether was computed correctly or not, one can check
if and This is the first such VRF constructed that does not depend on a "Q type complexity assumption". ), non interactive cryptographic commitments, and single key constrained pseudorandom functions (that is, pseudorandom functions that only allow the user to evaluate the function with a preset constrained subset of possible inputs) also do. When an Oblivious Pseudorandom Function is based on asymmetric cryptography, possession of the public key can allow the client to verify the output of the function, by checking a digital signature or a zero knowledge proof. In 2020, Esgin et al. proposed a post quantum secure VRF based on lattice based cryptography.
Использование и применение
VRF предоставляют детерминированные предварительные коммитменты для входных данных с низкой энтропией, которые должны быть устойчивы к атакам полным перебором (brute force) по прообразу. VRF могут использоваться для защиты от атак перебором в автономном режиме (например, словарных атак) на данные, хранящиеся в структурах данных, основанных на хешах, с тремя раундами в базовой модели.
В интернет-безопасности
DNSSEC — это система, предотвращающая подмену сообщений системы доменных имен злоумышленниками, однако она подвержена уязвимости перечисления зон. Предлагаемая система NSEC5, использующая VRF, надежно защищает от этого типа атак.