Quelle est la différence entre Shamir, TSS, MPC, Multisig et VSS en matière de conservation cryptographique ?

La sécurité des actifs numériques est primordiale en cryptographie, et plusieurs méthodes cryptographiques sont disponibles pour garantir la sécurité des actifs numériques, chacune présentant des avantages et des applications uniques. Cet article se concentre sur l’explication du partage secret (SSS), des schémas de signature à seuil (TSS), du calcul multipartite (MPC), de la multi-signature (Multisig) et du partage de secrets vérifiables (VSS) de Shamir en ce qui concerne les portefeuilles et les transactions cryptographiques.

Le partage de secret de Shamir (SSS) est une méthode cryptographique qui divise un secret, tel qu’une clé privée, en plusieurs parties appelées partages. Cette approche garantit que le secret d’origine ne peut être reconstruit que lorsqu’un nombre minimum prédéfini d’actions, appelé seuil, est combiné.

Le processus fonctionne en construisant un polynôme aléatoire où le terme constant est le secret. L’évaluation de ce polynôme en des points distincts génère les parts. Pour reconstruire le secret, n’importe quelle combinaison d’actions qui atteint le seuil peut être utilisée, en tirant parti des propriétés mathématiques de l’interpolation polynomiale. Cela garantit que le secret reste sécurisé même si certains partages sont compromis.

Voici comment cela fonctionne:

Seuil: Un nombre minimum de partages est nécessaire pour reconstruire la clé privée d’origine.
Sécurité: Le secret reste sécurisé même si certains partages sont compromis.
Reconstruction: La combinaison du nombre requis de partages reconstruit la clé privée.

En SSS, un polynôme aléatoire est construit où le terme constant représente la clé privée. Les parts sont générées en évaluant ce polynôme en des points distincts. Toute combinaison de partages atteignant le seuil peut reconstruire la clé privée.

Avantages:

La flexibilité: Le seuil et le nombre d’actions peuvent être personnalisés.
Extensibilité: Les partages peuvent être ajoutés ou supprimés sans affecter les autres.
Taille minimale: La taille du partage est comparable à la taille secrète d’origine.

Limites:

Aucune vérifiabilité: L’exactitude du partage ne peut pas être vérifiée de manière inhérente.
Point de défaillance unique: La clé privée existe au même endroit lors de la reconstruction.

Cas d’utilisation en crypto:

Stockage des clés privées: Répartissez les éléments clés entre plusieurs administrateurs pour éviter un point de défaillance unique.
Solutions d’entreposage frigorifique: Sécurisez l’accès aux portefeuilles froids en exigeant plusieurs partages pour le décryptage.
Services de garde distribués: Améliorez la sécurité en garantissant que plusieurs parties sont nécessaires pour accéder aux actifs.

Schémas de signature à seuil (TSS)

Les schémas de signature à seuil (TSS) permettent à un groupe de parties de générer et de vérifier conjointement des signatures numériques sans qu’aucune partie ne connaisse la clé privée complète. La clé de signature est générée de manière collaborative à l’aide du calcul multipartite (MPC). Un nombre prédéfini de parties doivent coopérer pour produire une signature valide, garantissant qu’aucune partie ne puisse falsifier la signature à elle seule.

Cette méthode offre une sécurité, une efficacité et une confidentialité améliorées par rapport aux schémas multi-signatures traditionnels.

Les propriétés clés incluent :

Génération de clés distribuées: La clé de signature est générée de manière collaborative à l’aide du calcul multipartite (MPC).
Signature de seuil: Un nombre prédéfini de parties doivent collaborer pour signer un message.
Inforgeabilité: Les signatures ne sont valables que si le seuil requis de parties participe.

TSS améliore la sécurité, l’efficacité et la confidentialité par rapport aux systèmes multi-signatures traditionnels.

Avantages:

Sécurité renforcée: Réduit le risque d’un point de défaillance unique.
Efficacité: Produit une signature unique et compacte.
La flexibilité: Applicable à diverses plateformes blockchain.

Limites:

Complexité: Plus complexe que la cryptographie à clé publique traditionnelle.
Nouveaux vecteurs d’attaque: Nouveaux vecteurs d’attaque cryptographiques potentiels.

Cas d’utilisation en crypto:

Portefeuilles cryptographiques: Gérez en toute sécurité les portefeuilles nécessitant plusieurs signatures pour les transactions.
Contrats intelligents: Mettre en œuvre des contrats nécessitant un consensus entre plusieurs parties pour exécuter des transactions.
Approbations organisationnelles: S’assurer que les décisions ou transactions critiques nécessitent l’accord d’un groupe de personnel autorisé.

Calcul multipartite (MPC)

Le calcul multipartite (MPC) permet à plusieurs parties de calculer conjointement une fonction sur leurs entrées privées tout en gardant ces entrées privées. Le calcul garantit qu’aucune partie n’apprend quoi que ce soit sur les entrées des autres parties au-delà de ce qui peut être déduit des résultats. Ceci est particulièrement utile pour les scénarios où la confidentialité et la sécurité sont primordiales, comme les enchères sécurisées et l’analyse collaborative des données.

Les propriétés clés sont :

Confidentialité: Aucune partie n’apprend quoi que ce soit sur les entrées des autres au-delà de la sortie de la fonction.
Exactitude: La sortie est comme si elle était calculée par un tiers de confiance.

MPC est utile dans les enchères sécurisées, l’exploration de données préservant la confidentialité et les décisions financières conjointes.

Avantages:

Sécurité renforcée: Les données ne sont jamais divulguées à aucune partie.
La flexibilité: Applicable à divers calculs.
Efficacité: Plus efficace que de s’appuyer sur un tiers de confiance.

Limites:

Complexité: Intensif en calcul.
Hypothèses cryptographiques: S’appuie sur certains problèmes difficiles.

Cas d’utilisation en crypto:

Transactions sécurisées: Effectuer des transactions où les entrées restent privées jusqu’à ce qu’elles soient finalisées.
Analyse collaborative des données: Analysez conjointement les données de plusieurs entités sans exposer des ensembles de données individuels.
Vote sécurisé: Mettre en œuvre des mécanismes de vote préservant la confidentialité dans la gouvernance décentralisée.

Multi-signature (Multisig)

La multi-signature (Multisig) est une méthode qui nécessite plusieurs clés privées pour autoriser une transaction, répartissant ainsi le contrôle et améliorant la sécurité. Une transaction ne sera exécutée que si un nombre prédéfini de signatures (le seuil) est fourni. Cette configuration est couramment utilisée pour gérer les fonds des comptes partagés, les transactions d’entreprise et les services de dépôt fiduciaire.

Les propriétés clés incluent :

Signataires multiples: Nécessite plusieurs clés privées pour signer une transaction.
Seuil: Un nombre prédéfini de signatures est nécessaire.

Les configurations courantes incluent des signatures 2 sur 3 ou 3 sur 5.

Avantages:

Contrôle distribué: Minimise les points de défaillance uniques.
Sécurité renforcée: Réduit le risque de vol de fonds.
La flexibilité: Prend en charge diverses configurations de seuil.

Limites:

Complexité accrue: Plus complexe que les portefeuilles à signature unique.
Transactions plus lentes: Obtenir plusieurs signatures prend du temps.

Cas d’utilisation en crypto:

Comptes partagés: Gérez les fonds dans des comptes partagés, en garantissant qu’aucun utilisateur ne peut déplacer des fonds unilatéralement.
Transactions d’entreprise: Mettez en œuvre une sécurité supplémentaire pour les transactions d’entreprise nécessitant l’approbation de plusieurs dirigeants.
Services de dépôt: Assurez-vous que les fonds ne peuvent être débloqués qu’avec l’accord de plusieurs parties.

Le partage de secrets vérifiables (VSS) améliore le partage de secrets traditionnel en ajoutant la possibilité de vérifier l’exactitude des partages. Cela garantit que les actions sont valides et que le secret peut être reconstruit avec précision. VSS implique un courtier qui distribue les actions aux participants, qui peuvent ensuite vérifier la validité de leurs actions sans en révéler le secret. Cette méthode est particulièrement utile dans les environnements de haute sécurité où la fiabilité des participants ne peut être pleinement garantie.

Les propriétés clés incluent :

Vérifiabilité: Les parties peuvent vérifier la validité de leurs actions.
Reconstruction: Le secret peut être reconstitué avec suffisamment de partages.
Secret: Le secret reste caché aux sous-ensembles non autorisés.

VSS améliore la sécurité en détectant les comportements malveillants et en garantissant la robustesse même si certaines parties sont malhonnêtes.

Avantages:

Vérifiabilité: Détecte le comportement malveillant du revendeur.
Robustesse: Le secret peut être reconstitué malgré des fêtes malhonnêtes.
La flexibilité: Utile dans diverses applications telles que la cryptographie à seuil et le calcul multipartite sécurisé.

Limites:

Complexité: gourmand en calcul et nécessite plusieurs cycles de communication.
Hypothèses cryptographiques: S’appuie sur certains problèmes difficiles.

Cas d’utilisation en crypto:

Environnements de haute sécurité: Partagez en toute sécurité des secrets lorsque la fiabilité des participants ne peut être garantie.
Applications de la chaîne de blocs: Améliorez la sécurité du grand livre distribué en garantissant un partage de secrets vérifiable entre les nœuds.
Protocoles d’accord byzantins: Parvenir à un consensus dans les systèmes où certains participants peuvent agir de manière malveillante.

En comprenant et en mettant en œuvre des techniques telles que SSS, TSS, MPC, Multisig et VSS, les individus et les organisations peuvent améliorer considérablement la sécurité de leurs actifs numériques. Ces méthodes fournissent des solutions robustes pour répondre aux divers besoins des défis modernes de sécurité numérique, garantissant la sécurité, la confidentialité et l’intégrité dans diverses transactions et interactions cryptographiques.

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