Βάση γνώσεων / Μιλώντας με ανθρώπους

Κβαντική κρυπτογράφηση

Τα ιδιωτικά μηνύματα και οι ομαδικές συνομιλίες μεταξύ χρηστών Nymchat μπορούν να κρυπτογραφηθούν έτσι ότι η καταγραφή τους σήμερα δεν αγοράζει τίποτα στον εισβολέα, ακόμη και όταν φτάσουν οι κβαντικοί υπολογιστές.

Αυτή η σελίδα έχει μεταφραστεί μηχανικά για ευκολία. Το αγγλικό πρωτότυπο είναι η έκδοση που ισχύει.

Το πρόβλημα που λύνει

Κανονική κρυπτογράφηση Nostr — NIP-44, που είναι τι προσωπικά μηνύματα και ομαδικές συνομιλίες είναι χτισμένα πάνω — έχει δύο μισά. Το μισό αυτό στην πραγματικότητα ανακατεύει το κείμενο (ChaCha20, HMAC-SHA256, HKDF) αντέχει μια χαρά σε ένα κβαντικό υπολογιστή. Το μισό που συμφωνεί στο κλειδί δεν το κάνει.

Αυτή η βασική συμφωνία είναι η ελλειπτική καμπύλη Diffie-Hellman στο secp256k1, τα ίδια μαθηματικά που χρησιμοποιεί το Bitcoin. Ο αλγόριθμος του Shor το λύνει πλήρως. Όποιος το τρέχει ενάντια σε ένα δημόσιο κλειδί ανακτά το ιδιωτικό κλειδί και μαζί του κάθε κοινό μυστικό που παρήχθη ποτέ.

Πώς λειτουργεί

Η Nymchat αφήνει τη μορφή μηνυμάτων NIP-44 εντελώς μόνη της. Η βασική συμφωνία που χρησιμοποιεί ήδη είναι άθικτη. προστίθεται ένα δεύτερο, ανεξάρτητο γύρω από αυτό.

• το πρότυπο secp256k1 ECDH, ακριβώς όπως πριν?
• ML-KEM-768, ο μετα-κβαντικός αλγόριθμος NIST τυποποιημένος ως FIPS 203. Η ασφάλειά του βασίζεται σε προβλήματα πλέγματος, τα οποία ο αλγόριθμος του Shor δεν αγγίζει.

Οι δύο είναι Σπασμένα, όχι αναμεμειγμέναΤο μήνυμα είναι κρυπτογραφημένο με NIP-44 ακριβώς όπως ήταν πάντα, και αυτό το έτοιμο κείμενο κρυπτογράφησης είναι στη συνέχεια σφραγισμένο για δεύτερη φορά μέσα στο μετα-κβαντικό στρώμα – ChaCha20-Poly1305, κλειδωμένο από το κοινό μυστικό ML-KEM. Το κλειδί του αποστολέα, το κλειδί του παραλήπτη, το κλειδί κρυπτογράφησης ενσωμάτωσης και το κλειδί ML-KEM του παραλήπτη είναι δεσμευμένα σε αυτό το παράγωγο ως πλαίσιο, έτσι ώστε ένα στρώμα δεν μπορεί να απομακρυνθεί από μια ανταλλαγή και να αναπαραχθεί σε άλλη.

Ένας συνδυαστής όπως το X-Wing ή το PQXDH του Signal αναμιγνύει και τα δύο μυστικά σε ένα κλειδί αντί για αυτό. το Nymchat δεν το κάνει, και ο λόγος είναι πρακτικός και όχι κρυπτογραφικός: η ανάμιξη χρειάζεται την ακατέργαστη έξοδο ECDH, και μια επέκταση του προγράμματος περιήγησης ή ένας απομακρυσμένος υπογράφων δεν θα το παραδώσει ποτέ πίσω - επιστρέφει ένα έτοιμο κείμενο κρυπτογράφησης, το οποίο είναι ολόκληρο το σημείο κράτησης του κλειδιού όπου η εφαρμογή δεν μπορεί να φτάσει σε αυτό.

Η σημαντική ιδιότητα είναι η ίδια: το αποτέλεσμα είναι Τόσο δυνατός όσο το ισχυρότερο μισόΑν η κρυπτογράφηση γραμμής αποδειχθεί πιο αδύναμη από ό, τι αναμενόταν, η διάσπαση του ML-KEM αφαιρεί μόνο το εξωτερικό στρώμα και αφήνει το σημερινό NIP-44 κάτω.

Κάθε μήνυμα λαμβάνει μια νέα μετα-κβαντική ανταλλαγή, έτσι αποκαλύπτεται η ανάκτηση του κλειδιού ενός μηνύματος τίποτα για τους άλλους.

Το μετα-κβαντικό μισό χρειάζεται ένα δικό του κλειδί, και από πού προέρχεται αυτό το κλειδί είναι αυτό που αποφασίζει αν το όλο πράγμα αξίζει κάτι. δεν Εργάστηκε από τη δική σας nsecΈνας κβαντικός υπολογιστής που σπάει το κλασικό μισό ανακτά το nsec από το δημόσιο κλειδί σας, και οτιδήποτε προκύπτει από το nsec με μια δημοσιευμένη φόρμουλα βγαίνει με αυτό — δύο κλειδαριές ανοίγονται με ένα διάλειμμα. Κωδικός post-quantum για κάθε λογαριασμό, μία φορά, από τυχαία bytes που καμία δημόσια τιμή δεν αποκαλύπτει. nympq1… Καθίστε δίπλα σας nsec στις λεπτομέρειες του Nym σας, αποκαλύπτονται και αντιγράφονται με τον ίδιο τρόπο. δεν είναι ένας κωδικός πρόσβασης και όχι μια δεύτερη σύνδεση: είναι βασικό υλικό που μπορείτε να αποθηκεύσετε, ακριβώς όπως το nsec.

Δεν υπάρχει τίποτα για να ενεργοποιήσετε

Αυτό δεν είναι ρύθμιση. Η μετα-κβαντική κρυπτογράφηση είναι απλώς ο τρόπος με τον οποίο το Nymchat συνομιλεί με το Nymchat, το με τον ίδιο τρόπο που η συνηθισμένη κρυπτογράφηση μιλάει με όλα τα άλλα. Ισχύει αυτόματα για κάθε προσωπικό μήνυμα και ομαδική συνομιλία με άλλο χρήστη του Nymchat.

Ρυθμίσεις › Απορρήτου & Ασφάλειας δείχνει αν είναι ενεργό και πόσες από τις επαφές σας φτάνει αυτή τη στιγμή, αλλά μόνο ως πληροφορίες - δεν υπάρχει διακόπτης.

Μια επέκταση προγράμματος περιήγησης (NIP-07) ή απομακρυσμένη υπογραφή (NIP-46) σύνδεση δεν δίνει ποτέ το κλειδί ταυτότητάς σας στην εφαρμογή, το οποίο είναι το όλο σημείο της χρήσης ενός - και δεν χρειάζεται. Τα δύο μισά της κρυπτογράφησης διαχωρίζονται: ο υπογράφων σας κάνει το μέρος που έχει κάνει πάντα, και η εφαρμογή κάνει το μετα-κβαντικό μέρος με τον κωδικό ανάκτησής σας, τον οποίο κρατά απευθείας.

Κάθε μήνυμα στο ιστορικό σας παραμένει αναγνώσιμο σε κάθε συσκευή με τίποτα εκτός από το δικό σας nsec, ακριβώς όπως και πριν, και παραμένει έτσι για τη ζωή του λογαριασμού. nympq1… Ο κώδικας ανάκτησης είναι το κβαντικά ανθεκτικό υλικό που γράφεται από τώρα και στο εξής: νέα μηνύματα, και οι συγχρονισμένες ρυθμίσεις και τα αρχεία που ταξιδεύουν μαζί τους.

Έτσι μια συσκευή πρέπει να κρατήσει αυτόν τον κώδικα πριν μπορέσει να τους ανοίξει, και η προσθήκη μιας συσκευής τώρα παίρνει ένα επιπλέον βήμα. nympq1… Είναι μία φορά ανά συσκευή, όχι μία φορά ανά σύνδεση. Αυτό το βήμα δεν είναι τριβή που δεν καταφέραμε να αφαιρέσουμε: ένας κώδικας που θα μπορούσε να φτάσει σε μια νέα συσκευή από μόνος του θα έπρεπε να ταξιδέψει εκεί μέσα σε ένα συνηθισμένο μήνυμα, και αυτό το μήνυμα είναι ακριβώς αυτό που ο επιτιθέμενος αυτό το χαρακτηριστικό υπάρχει για να σταματήσει είναι η καταγραφή.

Η εφαρμογή δημιουργεί το nympq1… κώδικα για εσάς, έτσι δεν υπάρχει τίποτα να επιλέξετε και τίποτα να επινοήσετε. για να το δείτε: πατήστε το νύχι σας για να ανοίξετε Δείτε ή επεξεργαστείτε τις λεπτομέρειες του NymΣτη συνέχεια Αποκαλύψτε το ιδιωτικό κλειδί και τον κωδικό ανάκτησης του nymΒρίσκεται ακριβώς κάτω από το nsec, με τα ίδια κουμπιά εμφάνισης και αντιγραφής. δεν χρειάζεται ποτέ να το σκεφτείτε μέχρι την ημέρα που προσθέτετε μια δεύτερη συσκευή.

Μια μη συνδεδεμένη συσκευή δεν είναι κλειδωμένη εν τω μεταξύ. συνεχίζει να διαβάζει τα πάντα γραμμένα κάτω από την παλαιότερη κρυπτογράφηση και συνεχίζει να στέλνει κανονικά, και μόλις το συνδέσετε, πηγαίνει πίσω και ανοίγει τα μηνύματα κβαντικής αντίστασης που δεν μπορούσε να διαβάσει πριν.

Με ποιον το παίρνεις

Και οι δύο πλευρές το χρειάζονται. Κάθε πελάτης Nymchat δημοσιεύει μια μικρή υπογεγραμμένη, λήξη ανακοίνωση λέγοντας έτσι, και περιλαμβάνει το μετα-κβαντικό κλειδί του όταν έχει ένα. Κρατώντας μια έγκυρη ανακοίνωση για κάποιον είναι αυτό που κάνει την εφαρμογή να χρησιμοποιεί την ισχυρότερη ανταλλαγή μαζί τους. δεν υπάρχει καμία διαπραγμάτευση για να παρεμβαίνει: είτε το κλειδί είναι εκεί ή δεν είναι, και επειδή η ανακοίνωση είναι υπογεγραμμένη από τον συντάκτη της, ένα υποκατάστατο κλειδί θα πρέπει να πλαστογραφηθεί και όχι απλώς να εξυπηρετηθεί.

Ποιος επιτιθέμενος ελέγχει ένα ρελέ Μπορεί Κάνετε είναι να κρατήσετε την ανακοίνωση, έτσι ώστε ο αποστολέας δεν βλέπει ποτέ ένα κλειδί και πέφτει πίσω στην κανονική κρυπτογράφηση. Αυτό αξίζει να δηλώσουμε ξεκάθαρα. κοστίζει μετά την κβαντική προστασία για αυτά τα μηνύματα. δεν μπορεί να κάνει ένα αναγνώσιμο, και δεν μπορεί να σας κάνει να αποδεχτείτε ένα κλειδί που δεν είναι δικό σας.

Αυτές οι ανακοινώσεις διαρκούν μια εβδομάδα και ανανεώνονται καθημερινά ενώ χρησιμοποιείτε την εφαρμογή. Εάν είστε μακριά περισσότερο από αυτό, τα μηνύματά σας λείπουν και διαβάζετε ως συνηθισμένος πελάτης Nostr για λίγο: τα μηνύματα που σας στέλνονται σε αυτό το χάσμα είναι κρυπτογραφημένα με τον κανονικό τρόπο και όχι με τον κβαντικό τρόπο. εξακολουθούν να φτάνουν, και μπορείτε ακόμα να τα διαβάσετε - και τίποτα που λάβατε νωρίτερα δεν επηρεάζεται.

Όλοι οι άλλοι συνεχίζουν να δουλεύουν ακριβώς όπως πριν. Bitchat χρήστες και οποιοσδήποτε άλλος πελάτης μας λαμβάνει τυποποιημένο NIP-17Τίποτα δεν σπάει όταν στέλνετε μήνυμα σε κάποιον έξω από το Nymchat.

Ένα μετα-κβαντικό μήνυμα αντικαθιστά το τυπικό αντί να αποστέλλεται μαζί του. Η αποστολή και των δύο θα ήταν άσκοπη: ένας εισβολέας απλώς θα έσπασε το πιο αδύναμο αντίγραφο.

Τα αντίγραφα που απευθύνονται σε εσείς πάρτε το επίσης — αυτό που διαβάζουν οι άλλες συσκευές σας, το αρχειοθετήστε πίσω από αυτό και τις συγχρονισμένες ρυθμίσεις σας, οι οποίες ταξιδεύουν με τον ίδιο τρόπο και μεταφέρουν τις δικές σας λίστα συνομιλιών, τα κλειδιά της ομάδας σας και το ιστορικό μηνυμάτων σας. Αφήνοντας κάποιο από αυτά στο παλιό Η κρυπτογράφηση θα τα έκανε το πιο αδύναμο πράγμα που αποθηκεύετε: ευανάγνωστα από οποιονδήποτε σπάσει η σημερινή κρυπτογραφία, όσο προσεκτικά κι αν σφραγίστηκαν τα ίδια τα μηνύματα.

Παραμένοντας ευανάγνωστος από το Bitchat

Το Bitchat δεν μπορεί να διαβάσει τη μορφή μηνύματος του Nymchat, έτσι ιστορικά το Nymchat έστειλε ένα δεύτερο αντίγραφο του κάθε μήνυμα σε μορφή Bitchat σε οποιονδήποτε μπορεί να το χρησιμοποιεί — το οποίο, για κάποιον δεν είχες ακούσει ποτέ, εννοούσε όλους.

Η παραπάνω ανακοίνωση καθιστά περιττή αυτή την εικασία. Αν κάποιος έχει δημοσιεύσει ένα, είναι τρέχει το Nymchat, έτσι το αντίγραφο Bitchat απορρίπτεται και αποστέλλεται μόνο το ισχυρότερο μήνυμα. Αν αυτοί δεν έχουν, τίποτα δεν έχει αλλάξει: εξακολουθούν να λαμβάνουν και τις δύο μορφές, ακριβώς όπως πριν, επομένως τίποτα που στέλνετε μπορεί να γίνει δυσανάγνωστο επειδή η εφαρμογή μάντεψε λάθος σχετικά με τον πελάτη που χρησιμοποιεί κάποιος.

Όπως και η ίδια η κρυπτογράφηση, αυτή είναι αυτόματη και δεν έχει ρύθμιση.

Σε ομαδικές συνομιλίες

Τα ομαδικά μηνύματα είναι ήδη κρυπτογραφημένα ξεχωριστά για κάθε μέλος, επομένως μια ομάδα μπορεί να συνδυάσει και τα δύο είδη ελεύθερα — τα μέλη των οποίων οι πελάτες το υποστηρίζουν λαμβάνουν την ισχυρότερη κρυπτογράφηση, τα υπόλοιπα λαμβάνουν την τυπικό, και η ομάδα λειτουργεί κανονικά με κάθε τρόπο.

Εξαιτίας αυτού, ένα ομαδικό μήνυμα επισημαίνεται ότι είναι κβαντικά ανθεκτικό μόνο όταν κάθε μέλος το παρέλαβε έτσι. Εάν έστω και ένα αντίγραφο χρησιμοποιούσε την τυπική ανταλλαγή, αυτό το αντίγραφο φέρει το ίδιο μήνυμα, επομένως το μήνυμα στο σύνολό του είναι τόσο προστατευμένο όσο το πιο αδύναμο αντίγραφό του. Η εφαρμογή λέει "αντοχή σε κβαντικά σε 8 από τα 10 μέλη" αντί για στρογγυλοποίηση.

Οι ομαδικές συνομιλίες διατηρούν επίσης τη δική τους περιστρεφόμενα πλήκτρα μίας χρήσης, που κρύβουν ποιος είναι σε μια ομάδα από όποιον παρακολουθεί ρελέ. Αυτή η προστασία δεν επηρεάζεται και λειτουργεί ακριβώς όπως έκανε.

Διαβάζοντας το σήμα

Κάθε ιδιωτικό μήνυμα και μήνυμα ομάδας φέρει ένα μικρό ασπίδα Κρατώντας το ένα ή το άλλο σημάδι εξηγεί τι δείχνει.

Η ασπίδα είναι πάντα παρούσα σε ένα κρυπτογραφημένο μήνυμα, και λέει ξεκάθαρα όταν η απάντηση είναι όχι. ένα σήμα που λείπει θα ήταν διφορούμενο - θα μπορούσε επίσης να σημαίνει “δεν είναι ανθεκτικό σε κβαντικά”, “αυτή η κατασκευή είναι πολύ παλιά”, ή “ο δείκτης είναι σπασμένος”- και ένας δείκτης ασφαλείας που δεν μπορεί να διακριθεί από ένα σπασμένο δεν σας λέει τίποτα.

Βρίσκεται δίπλα στο κουτί αντί να το αντικαθιστά επειδή οι δύο απαντούν σε διαφορετικές ερωτήσεις, και ένα μήνυμα μπορεί να είναι το ένα χωρίς το άλλο - κβαντικά ανθεκτικό αλλά από έναν μη επαληθευμένο αποστολέα, ή επαληθευμένο αλλά συμβατικά κρυπτογραφημένο.

Τα παλαιότερα μηνύματα διατηρούν μόνιμα την ασπίδα χτύπησης. Οτιδήποτε στάλθηκε πριν και οι δύο πλευρές ήταν σε μια κβαντική ανθεκτική κατασκευή ήταν σφραγισμένο με την συμβατική ανταλλαγή, και ότι το κείμενο κρυπτογράφησης υπάρχει ήδη στα ρελέ - δεν μπορεί να σφραγιστεί ξανά μετά το γεγονός.

Τι δεν κάνει

Αυτό προστατεύει το περιεχόμενα των μηνυμάτων σας. Δεν κάνει κάθε μέρος του Nostr κβαντικό, και αξίζει να είμαστε ακριβείς σχετικά με τη διαφορά.

• Οι υπογραφές εξακολουθούν να είναι secp256k1. Οι ταυτότητες Nostr υπογράφουν με Schnorr στο ίδια καμπύλη. Ένας αντίπαλος που είχε ήδη έναν λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή θα μπορούσε να σφυρηλατήσει α υπογράψετε και υποδυθείτε κάποιον σε πραγματικό χρόνο. Αυτό που σταματά η υβριδική ανταλλαγή είναι η ανάγνωση καταγεγραμμένη κίνηση — εμπιστευτικότητα, όχι έλεγχος ταυτότητας.
• Δεν υπάρχει προκαταρκτικό μυστικό. Και τα δύο κλειδιά είναι μακράς διαρκείας: το NIP-44 αντλεί το κλειδί του από το nsec, και το μετα-κβαντικό στρώμα ενσωματώνεται στο κλειδί ML-KEM πίσω από το nympq1… Κάθε μήνυμα παίρνει μια νέα ενσωμάτωση, έτσι ώστε το κλειδί ενός μηνύματος δεν ανοίγει το επόμενο - αλλά όποιος καταλήγει να κρατάει αυτά τα μακροπρόθεσμα κλειδιά μπορεί να διαβάσει όλα όσα έχουν καταγράψει ποτέ, όχι μόνο αυτό που ήρθε μετά. Αποστέλλονται μηνύματα μειώσει, και αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτή η δυνατότητα στοχεύει στη συγκομιδή-τώρα-αποκρυπτογράφηση-αργότερα, και όχι σε ένα κλειδί που λαμβάνεται.
• Τα μεταδεδομένα παραμένουν αμετάβλητα. Ένα ρελέ εξακολουθεί να βλέπει ότι ένα συμβάν απευθυνόταν ένα κλειδί, και περίπου πότε. Αυτό το χειρίζεται συσκευασία δώρου και κλειδιά μιας χρήσης, όχι από αυτό.
• Το δίκτυο Bluetooth δεν καλύπτεται. Ένα μήνυμα που μεταφέρθηκε Το Mesh ταξιδεύει μέσα σε μια συνεδρία Noise XX, η οποία είναι ισχυρή, τρέχουσα κρυπτογράφηση αλλά μια κλασική ανταλλαγή κλειδιών - έτσι δεν μεταφέρει το μετα-κβαντικό στρώμα, ακόμη και μεταξύ δύο χρηστών Nymchat. Το σήμα αντικατοπτρίζει αυτό: ένα μήνυμα που παραδίδεται πάνω από το δίχτυ δεν έχει επισημανθεί κβαντική αντοχή.
• Ο κωδικός ανάκτησής σας είναι ένα δεύτερο πράγμα που πρέπει να κρατήσετε. Ξεκινά με nympq1 Και θα το βρείτε στην Οι λεπτομέρειες της ΝΔΣτην ίδια πλατφόρμα με το δικό σας nsec - πατήστε το nym σας, στη συνέχεια “Αποκαλύψτε αυτό το ιδιωτικό κλειδί nym και τον κωδικό ανάκτησης”. nsec από μόνη της δεν ανακατασκευάζει το κλειδί σας μετά το κβαντικό - αυτό είναι ακριβώς γιατί λειτουργεί - οπότε αν καμία συσκευή δεν κρατά αυτόν τον κώδικα και δεν έχετε αντίγραφο του, αυτό που ήταν σφραγισμένο σε αυτό δεν μπορεί να ανοίξει ξανά. nsec.
• Δεν μπορεί να προστατεύσει αυτό που κάνει η άλλη πλευρά. Ένας παραλήπτης μπορεί ακόμα να στιγμιότυπο οθόνης, αντιγράψτε ή κρατήστε ένα μήνυμα.

Αυτή είναι η ίδια θέση που παίρνει το Signal με τη δική του μετα-κβαντική αναβάθμιση: διορθώστε την ανταλλαγή κλειδιών τώρα, επειδή αυτό είναι το μέρος στο οποίο ένας εισβολέας μπορεί να ενεργήσει αναδρομικά και να αντιμετωπίζει τις υπογραφές ως α ξεχωριστό πρόβλημα για το πότε φτάσουν τα πρότυπα.

Έλεγχος της εργασίας

Η εφαρμογή του ML-KEM δοκιμάζεται εναντίον του επίσημου Δοκιμαστικοί φορείς NIST δημοσιεύει Για FIPS 203Η εφαρμογή web και η εφαρμογή κινητής τηλεφωνίας κρατούνται επιπλέον σε ένα κοινό σύνολο δοκιμαστικών φορέων, το οποίο είναι αυτό που εγγυάται ότι ένα μήνυμα που γράφεται από το ένα μπορεί να διαβαστεί από το άλλο.

Και οι δύο είναι Ανοιχτή πηγή κάτω από την AGPL-3.0, και οι κατασκευές της εφαρμογής web είναι αναπαραγωγικές - δείτε επαλήθευση μιας κατασκευής.

Περπατώντας πιο βαθιά: Post-Quantum Key Συμφωνία στο Nymchat - ένα τεχνικό έγγραφο σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο διανέμεται το κλειδί ML-KEM χωρίς κατάλογο, την ακριβή κατασκευή που συνδυάζει τις δύο ανταλλαγές κλειδιών και τα σχέδια που απορρίφθηκαν.