مشاركة سرية

يشير مصطلح مشاركة الأسرار (أو تقسيمها ) إلى أساليب توزيع سرٍّ ما بين مجموعة من الأفراد، بحيث لا يمتلك أي فرد منهم أي معلومات مفهومة عن السر، ولكن عندما يجمع عدد كافٍ من الأفراد "حصصهم"، يُمكن استعادة السر. في حين أن مشاركة الأسرار غير الآمنة تسمح للمهاجم بالحصول على مزيد من المعلومات مع كل حصة، فإن مشاركة الأسرار الآمنة هي "إما الكل أو لا شيء" (حيث "الكل" تعني العدد اللازم من الحصص).

في أحد أنواع أنظمة مشاركة الأسرار، يوجد موزع واحد وعدد n من اللاعبين . يُعطي الموزع حصة من السر للاعبين، ولكن فقط عند استيفاء شروط محددة، سيتمكن اللاعبون من إعادة بناء السر من حصصهم. يحقق الموزع ذلك بمنح كل لاعب حصة بحيث يمكن لأي مجموعة من t (لنظام العتبة ) أو أكثر من اللاعبين إعادة بناء السر معًا، بينما لا يمكن لأي مجموعة من أقل من t من اللاعبين فعل ذلك. يُسمى هذا النظام بنظام العتبة ( t , n ) (ويُكتب أحيانًا بنظام العتبة ( n , t ) ).

تم اختراع مشاركة الأسرار بشكل مستقل من قبل آدي شامير ^{[ 1 ]} وجورج بلاكلي ^{[ 2 ]} في عام 1979.

أهمية

تُعدّ أنظمة مشاركة الأسرار مثاليةً لتخزين المعلومات بالغة الحساسية والأهمية، مثل مفاتيح التشفير ، ورموز إطلاق الصواريخ ، والحسابات المصرفية المرقمة . يجب الحفاظ على سرية كل معلومة من هذه المعلومات، إذ قد يكون لكشفها عواقب وخيمة؛ ومع ذلك، من الضروري أيضًا عدم فقدانها. لا تُناسب طرق التشفير التقليدية تحقيق مستويات عالية من السرية والموثوقية في آنٍ واحد. ذلك لأنه عند تخزين مفتاح التشفير، يجب الاختيار بين الاحتفاظ بنسخة واحدة منه في مكان واحد لتحقيق أقصى قدر من السرية، أو الاحتفاظ بنسخ متعددة منه في أماكن مختلفة لزيادة الموثوقية. يؤدي زيادة موثوقية المفتاح عن طريق تخزين نسخ متعددة إلى تقليل السرية من خلال خلق ثغرات أمنية إضافية؛ إذ تزداد فرص وقوع نسخة منه في الأيدي الخطأ. تعالج أنظمة مشاركة الأسرار هذه المشكلة، وتتيح تحقيق مستويات عالية من السرية والموثوقية. ^{[ 3 ]}

تتيح مشاركة الأسرار أيضًا لموزع السر أن يثق بمجموعة كاملة. تقليديًا، كان إعطاء سر لمجموعة لحفظه يتطلب من الموزع أن يثق ثقة تامة بجميع أعضاء المجموعة. تسمح آليات مشاركة الأسرار للموزع بتخزين السر بأمان مع المجموعة حتى لو لم يكن بالإمكان الوثوق بجميع الأعضاء طوال الوقت. طالما أن عدد الخونة لا يتجاوز العدد الحرج اللازم لاستعادة السر، يبقى السر آمنًا.

تُعدّ آليات مشاركة الأسرار مهمة في بيئات الحوسبة السحابية . لذا، يمكن توزيع مفتاح واحد على العديد من الخوادم باستخدام آلية مشاركة الأسرار القائمة على العتبة. ثم يُعاد بناء المفتاح عند الحاجة.

وقد اقتُرح أيضاً استخدام تقنية مشاركة البيانات السرية في شبكات الاستشعار التي قد تتعرض روابطها للاختراق، وذلك عن طريق إرسال البيانات على شكل أجزاء مشتركة، مما يُصعّب مهمة المتنصت. ويمكن تعزيز الأمن في مثل هذه البيئات من خلال التغيير المستمر لطريقة إنشاء هذه الأجزاء المشتركة.

مشاركة الأسرار "الآمنة" مقابل "غير الآمنة"

يقوم نظام مشاركة الأسرار الآمن بتوزيع الأسهم بحيث لا يحصل أي شخص لديه أقل من t من الأسهم على معلومات أكثر عن السر من شخص لديه 0 من الأسهم.

لنأخذ على سبيل المثال نظام مشاركة الأسرار حيث تُقسّم عبارة "كلمة المرور" إلى أجزاء "pa––––––"، و"––ss––––"، و"––––wo––"، و"––––––rd". الشخص الذي لا يملك أي جزء يعرف فقط أن كلمة المرور تتكون من ثمانية أحرف، وبالتالي سيتعين عليه تخمينها من بين ²⁰⁸ مليار احتمال. أما الشخص الذي يملك جزءًا واحدًا، فسيتعين عليه تخمين الأحرف الستة فقط، من بين 308 مليون احتمال، وهكذا مع ازدياد عدد المتواطئين. ونتيجة لذلك، لا يُعد هذا النظام نظامًا "آمنًا" لمشاركة الأسرار، لأن اللاعب الذي يملك أقل من ^tجزءًا من السر يستطيع تقليل مشكلة الحصول على السر الداخلي دون الحاجة أولًا إلى الحصول على جميع الأجزاء اللازمة.

_{على النقيض من} ذلك، لنفترض نظام مشاركة الأسرار حيث يمثل X السر المراد مشاركته، _و Pᵢ مفاتيح تشفير عامة غير متماثلة ، وQᵢ مفاتيحها الخاصة المقابلة. يُزوَّد كل لاعب J بمجموعة من المفاتيح {P₁(P₂ ₍ ... ( Pₙ ( X ) ) ₎ , Qⱼ } . _في هذا النظام _، يستطيع أي لاعب يمتلك المفتاح الخاص 1 إزالة الطبقة الخارجية من التشفير، ويستطيع اللاعب الذي يمتلك المفتاحين 1 و2 إزالة الطبقتين الأولى والثانية، وهكذا. لا يمكن للاعب الذي يمتلك أقل من N مفتاحًا الوصول إلى السر X بالكامل دون الحاجة أولًا إلى فك تشفير كتلة مشفرة بمفتاح عام لا يمتلك مفتاحها الخاص المقابل - وهي مشكلة يُعتقد حاليًا أنها غير قابلة للحل حسابيًا. بالإضافة إلى ذلك، نلاحظ أن أي مستخدم يمتلك جميع المفاتيح الخاصة N قادر على فك تشفير جميع الطبقات الخارجية للحصول على X ، السر، وبالتالي يُعد هذا النظام نظامًا آمنًا لتوزيع الأسرار.

القيود

تُعتبر العديد من أنظمة مشاركة الأسرار آمنة من الناحية النظرية للمعلومات ، ويمكن إثبات ذلك، بينما تتخلى أنظمة أخرى عن هذا الأمان المطلق لتحسين الكفاءة مع الحفاظ على مستوى أمان كافٍ يجعلها تُعتبر آمنة مثل غيرها من الأدوات التشفيرية الشائعة. على سبيل المثال، قد تسمح هذه الأنظمة بحماية الأسرار من خلال أجزاء ذات إنتروبيا تبلغ 128 بت لكل جزء، حيث يُعتبر كل جزء كافيًا لإحباط أي خصم مُحتمل في الوقت الحاضر، مما يتطلب هجومًا شاملاً بحجم متوسط 2^ ¹²⁷ .

توجد قيود مشتركة بين جميع مخططات مشاركة الأسرار الآمنة بشكل مطلق:

يجب أن يكون حجم كل جزء من السر مساويًا على الأقل لحجم السر نفسه. تستند هذه النتيجة إلى نظرية المعلومات ، ولكن يمكن فهمها بديهيًا. فمع وجود t − 1 جزءًا، لا يمكن استخلاص أي معلومات عن السر. وبالتالي، يجب أن يحتوي الجزء الأخير على نفس القدر من المعلومات الموجودة في السر نفسه. يوجد أحيانًا حل بديل لهذا القيد عن طريق ضغط السر أولًا قبل مشاركته، ولكن هذا غالبًا ما يكون غير ممكن لأن العديد من الأسرار (المفاتيح على سبيل المثال) تبدو كبيانات عشوائية عالية الجودة، وبالتالي يصعب ضغطها.
تستخدم جميع أنظمة مشاركة الأسرار بتات عشوائية لإنشاء الحصص. أما في الأنظمة الحتمية، فيمكن لأي لاعب استنتاج معلومات عن السر من خلال تجربة جميع الأسرار الممكنة وتشغيل النظام الحتمي. لتوزيع حصة سرية مكونة من بت واحد بحد أقصى t حصة، يلزم t - 1 بت عشوائي. ولتوزيع سر مكون من b بت، يلزم إنتروبيا مقدارها ( t - 1) × b بت.

مشاركة الأسرار التافهة

ملاحظة: n هو العدد الإجمالي "لللاعبين"، الذين يتم توزيع الأسهم بينهم، و t هو الحد الأدنى لعدد اللاعبين المطلوب للكشف عن السر.

t = 1

عندما يكون t = 1، فإن مشاركة السر أمر بسيط. يمكن ببساطة توزيع السر على جميع المشاركين البالغ عددهم n .

t = n

هناك العديد من مخططات مشاركة الأسرار ( t , n ) عندما يكون t = n ، حيث تكون جميع المشاركات ضرورية لاستعادة السر:

قم بتشفير السر كرقم ثنائي s بأي طول. لكل لاعب i ، حيث i أقل بواحد من العدد الإجمالي للاعبين، أعطه رقمًا ثنائيًا عشوائيًا pᵢ بنفس طول s . للاعب الذي ليس له حصة، أعطه حصته المحسوبة كالتالي: _pₙ= _s ⊕ p₁ ⊕ _p₂⊕ ... ⊕ pₙ₋₁ _، حيث ⊕ ترمز إلى عملية "أو الحصرية" الثنائية _. السر هو ناتج عملية "أو الحصرية " الثنائية لجميع _أرقام اللاعبين ( pᵢ _، حيث 1 ≤ i ≤ n ).
بدلاً من ذلك، يمكن تنفيذ (1) باستخدام العملية الثنائية في أي مجموعة . على سبيل المثال، لنأخذ المجموعة الدورية للأعداد الصحيحة مع الجمع بتردد 2^ ³² ، والتي تُقابل أعدادًا صحيحة من 32 بت مع تعريف الجمع بحيث يتم تجاهل الفائض الثنائي. يمكن تقسيم السر s إلى متجه من M عددًا صحيحًا من 32 بت، والذي نسميه v _secret . بعد ذلك ، يُعطى كل لاعب من اللاعبين ( n - 1) متجهًا من M عددًا صحيحًا من 32 بت يتم سحبه بشكل مستقل من توزيع احتمالي منتظم، حيث يحصل اللاعب i على v _i . أما اللاعب المتبقي فيُعطى v _n = v _secret - v ₁ - v ₂ - ... - v _{n - 1.} يمكن بعد ذلك استعادة متجه السر عن طريق جمع متجهات جميع اللاعبين.

1 < t < n

تكمن الصعوبة في إنشاء مخططات لا تزال آمنة، ولكنها لا تتطلب جميع الأسهم .

عندما لا تكون كفاءة استخدام المساحة مصدر قلق، يمكن استخدام مخططات بسيطة من نوع t = n للكشف عن سر لأي مجموعة فرعية مرغوبة من اللاعبين ببساطة عن طريق تطبيق المخطط على كل مجموعة فرعية. على سبيل المثال، للكشف عن سر s لأي اثنين من اللاعبين الثلاثة أليس وبوب وكارول، أنشئ ثلاثة ( ${\binom {3}{2}}$ ) حصص سرية مختلفة t = n = 2 لـ s ، مما يعطي المجموعات الثلاث المكونة من حصتين لأليس وبوب، وأليس وكارول، وبوب وكارول.

t ينتمي إلى أي مجموعة فرعية مرغوبة من {1، 2، ...، n }

على سبيل المثال، تخيل أن مجلس إدارة شركة ما يرغب في حماية صيغته السرية. ينبغي أن يكون رئيس الشركة قادرًا على الوصول إلى الصيغة عند الحاجة، ولكن في حالة الطوارئ، يمكن لثلاثة أعضاء من أصل اثني عشر عضوًا في مجلس الإدارة فك تشفير الصيغة السرية معًا. إحدى طرق تحقيق ذلك هي من خلال نظام مشاركة الأسرار حيث t = 3 و n = 15 ، حيث تُمنح ثلاثة أسهم للرئيس، وسهم واحد لكل عضو من أعضاء مجلس الإدارة.

مشاركة الأسرار بكفاءة

سرعان ما يصبح النهج البسيط غير عملي مع ازدياد عدد المجموعات الفرعية، على سبيل المثال عند الكشف عن سر لأي 50 لاعبًا من أصل 100، الأمر الذي يتطلب ${\binom {100}{50}}\approx 1.009\times 10^{29}$ يجب وضع الخطط، وعلى كل لاعب الحفاظ عليها. ${\binom {99}{49}}\approx 5.04\times 10^{28}$ مجموعات أسهم منفصلة لكل مخطط. في أسوأ الأحوال، يكون التزايد أُسّيًا. وقد أدى ذلك إلى البحث عن مخططات تسمح بمشاركة الأسرار بكفاءة مع عدد محدود من اللاعبين.

مخططات المنحدرات

يُعدّ مخطط مشاركة الأسرار المتدرج مخططًا لمشاركة الأسرار يتضمن عتبتين: لا تحصل المجموعات التي تقلّ عن العتبة الدنيا على أي معلومات حول السر، بينما تستطيع المجموعات التي تبلغ العتبة العليا أو تتجاوزها إعادة بناء السر، وقد تحصل المجموعات متوسطة الحجم على معلومات جزئية. يُمكن لهذا التخفيف أن يُقلّل من حجم الحصص. يُعتبر مخطط العتبة ( k , L , n ) لهيروسوكي ياماموتو صياغةً مبكرةً لنظرية المعلومات لهذا التوازن. ^{[ 4 ]}

خطة شامير

في هذه الآلية، يمكن استخدام أي عدد t من أصل n من الأسهم لاستعادة السر. يعتمد النظام على فكرة إمكانية إنشاء متعددة حدود فريدة من الدرجة t − 1 ، بحيث تقع كل نقطة من النقاط t على هذه المتعددة الحدود. يتطلب الأمر نقطتين لتحديد خط مستقيم، وثلاث نقاط لتحديد منحنى تربيعي، وأربع نقاط لتحديد منحنى تكعيبي، وهكذا. أي أن الأمر يتطلب t نقطة لتحديد متعددة حدود من الدرجة t − 1. تتمثل الطريقة في إنشاء متعددة حدود من الدرجة t − 1 يكون السر هو معاملها الأول، بينما تُختار المعاملات المتبقية عشوائيًا. بعد ذلك، يتم إيجاد n نقطة على المنحنى، وتُعطى نقطة واحدة لكل لاعب. عندما يكشف t لاعب على الأقل من أصل n عن نقاطهم، تتوافر معلومات كافية لتركيب متعددة حدود من الدرجة ( t − 1) عليها، ويكون المعامل الأول هو السر.

خطة بلاكلي

مخطط بلاكلي ثلاثي الأبعاد: كل سهم يمثل مستوى ، والسر هو نقطة تقاطع ثلاثة أسهم. سهمان غير كافيين لتحديد السر، مع أنهما يوفران معلومات كافية لتضييق نطاقه إلى الخط الذي يتقاطع عنده المستويان.

يتقاطع خطان غير متوازيين في نفس المستوى عند نقطة واحدة فقط. وتتقاطع ثلاثة مستويات غير متوازية في الفضاء عند نقطة واحدة فقط. وبشكل أعم، تتقاطع أي n من المستويات الفائقة غير المتوازية ذات الأبعاد ( n -1) عند نقطة محددة. يمكن تشفير السر باستخدام أي إحداثية واحدة لنقطة التقاطع. إذا تم تشفير السر باستخدام جميع الإحداثيات، حتى لو كانت عشوائية، فإن الشخص المطلع (الذي يمتلك مستوى فائقًا واحدًا أو أكثر من المستويات الفائقة ذات الأبعاد ( n -1) ) يحصل على معلومات حول السر لأنه يعلم أنه يقع على مستواه. إذا تمكن الشخص المطلع من الحصول على معلومات أكثر عن السر مما يمكن أن يحصل عليه الشخص الخارجي، فإن النظام يفقد أمانه من الناحية النظرية للمعلومات . إذا تم استخدام إحداثية واحدة فقط من الإحداثيات n ، فإن الشخص المطلع لا يعرف أكثر مما يعرفه الشخص الخارجي (أي أن السر يقع على المحور السيني لنظام ثنائي الأبعاد). يُمنح كل لاعب معلومات كافية لتحديد مستوى فائق. يتم استعادة السر عن طريق حساب نقطة تقاطع المستويين ثم أخذ إحداثية محددة لتلك النقطة.

يُعدّ مخطط بلاكلي أقل كفاءةً من حيث المساحة مقارنةً بمخطط شامير؛ فبينما لا يتجاوز حجم كل حصة في مخطط شامير حجم السر الأصلي، فإنّ حصص بلاكلي أكبر بمقدار t مرة، حيث t هو الحد الأدنى لعدد اللاعبين. ويمكن تحسين مخطط بلاكلي بإضافة قيود على المستويات التي يمكن استخدامها كحصص. ويُكافئ المخطط الناتج نظام شامير متعدد الحدود.

باستخدام نظرية الباقي الصينية

يمكن أيضًا استخدام نظرية الباقي الصينية في مشاركة الأسرار، لأنها توفر لنا طريقة لتحديد عدد S بشكل فريد بتردد k من الأعداد الصحيحة الأولية فيما بينها. $m_{1},m_{2},...,m_{k}$ ، بشرط $S<\prod _{i=1}^{k}m_{i}$ هناك نظامان لتقاسم الأسرار يستخدمان نظرية الباقي الصينية، وهما نظام مينوت ونظام أسموث-بلوم. وهما نظامان لتقاسم الأسرار يعتمدان على العتبة، حيث يتم توليد الحصص عن طريق الاختزال بتردد الأعداد الصحيحة. $m_{i}$ ويتم استعادة السر من خلال حل نظام التطابقات باستخدام نظرية الباقي الصينية.

مشاركة الأسرار بشكل استباقي

إذا قام اللاعبون بتخزين أسهمهم على خوادم حاسوبية غير آمنة، فقد يتمكن مهاجم من اختراقها وسرقة الأسهم. إذا تعذر تغيير السر، يمكن تجديد الأسهم غير المخترقة (على طريقة شامير). يقوم الموزع بإنشاء دالة متعددة الحدود عشوائية جديدة بحد ثابت يساوي صفرًا، ويحسب لكل لاعب متبقٍ زوجًا مرتبًا جديدًا، حيث تكون إحداثيات x للزوجين القديم والجديد متطابقة. ثم يجمع كل لاعب إحداثيات y القديمة والجديدة ويحتفظ بالنتيجة كإحداثي y جديد للسر.

تصبح جميع المشاركات غير المحدثة التي جمعها المهاجم عديمة الفائدة. ولا يمكن للمهاجم استعادة السر إلا إذا وجد عددًا كافيًا من المشاركات غير المحدثة الأخرى لبلوغ الحد الأدنى المطلوب. وهذا الوضع غير وارد لأن اللاعبين حذفوا مشاركاتهم القديمة. إضافةً إلى ذلك، لا يستطيع المهاجم استعادة أي معلومات عن السر الأصلي من ملفات التحديث لأنها لا تحتوي إلا على معلومات عشوائية.

يمكن للتاجر تغيير رقم الحد الأدنى أثناء توزيع التحديثات، ولكن يجب عليه دائمًا أن يظل متيقظًا للاعبين الذين يحتفظون بالأسهم منتهية الصلاحية.

مشاركة الأسرار القابلة للتحقق

قد يكذب أحد اللاعبين بشأن حصته للوصول إلى حصص أخرى. يتيح نظام مشاركة الأسرار القابل للتحقق (VSS) للاعبين التأكد من عدم كذب أي لاعب آخر بشأن محتويات حصصه، وذلك ضمن هامش خطأ معقول. لا يمكن حساب هذه الأنظمة بالطرق التقليدية؛ إذ يتعين على اللاعبين جمع وضرب الأرقام جماعيًا دون علم أي فرد منهم بما يتم جمعه وضربه تحديدًا. ابتكر تال رابين ومايكل بن أور نظام حوسبة متعددة الأطراف (MPC) يسمح للاعبين باكتشاف عدم الأمانة من جانب الموزع أو من جانب ما يصل إلى ثلث عدد اللاعبين المطلوب، حتى لو كان هؤلاء اللاعبون منسقين من قبل مهاجم "متكيف" قادر على تغيير استراتيجياته في الوقت الفعلي بناءً على المعلومات التي تم الكشف عنها.

مشاركة الأسرار الآمنة حسابيًا

من عيوب أنظمة مشاركة الأسرار الآمنة تمامًا أن تخزين ونقل البيانات يتطلبان موارد تخزين ونطاق ترددي تعادل حجم السر مضروبًا في عدد البيانات. فإذا كان حجم السر كبيرًا، ولنقل 1 جيجابايت، وكان عدد البيانات 10، فسيتعين على المساهمين تخزين 10 جيجابايت من البيانات. وقد طُرحت تقنيات بديلة لزيادة كفاءة أنظمة مشاركة الأسرار بشكل كبير، وذلك بالتخلي عن شرط الأمان المطلق.

إحدى هذه التقنيات، والمعروفة اختصارًا باسم "مشاركة الأسرار" ، ^{[ 5 ]} تجمع بين خوارزمية رابين لتوزيع المعلومات ^{[ 6 ]} (IDA) وخوارزمية شامير لمشاركة الأسرار. تُشفّر البيانات أولًا باستخدام مفتاح مُولّد عشوائيًا، وذلك باستخدام خوارزمية تشفير متناظرة. ثم تُقسّم هذه البيانات إلى N جزءًا باستخدام خوارزمية رابين IDA. تُضبط هذه الخوارزمية بعتبة، بطريقة مشابهة لخوارزميات مشاركة الأسرار، ولكن على عكسها، يزداد حجم البيانات الناتجة بمعامل (عدد الأجزاء / العتبة). على سبيل المثال، إذا كانت العتبة 10، وكان عدد الأجزاء الناتجة عن خوارزمية IDA هو 15، فسيكون الحجم الإجمالي لجميع الأجزاء (15/10) أو 1.5 ضعف حجم البيانات الأصلية. في هذه الحالة، تكون هذه الخوارزمية أكثر كفاءة بعشر مرات من تطبيق خوارزمية شامير مباشرةً على البيانات. تتمثل الخطوة الأخيرة في مشاركة الأسرار باختصار في استخدام مشاركة الأسرار شامير لإنتاج حصص من المفتاح المتماثل الذي تم إنشاؤه عشوائيًا (والذي عادة ما يكون في حدود 16-32 بايت) ثم إعطاء حصة واحدة وجزء واحد لكل مساهم.

يُطبّق نهجٌ ذو صلة، يُعرف باسم AONT-RS، ^{[ 7 ]} تحويلاً شاملاً أو غير شامل على البيانات كخطوة تمهيدية لفك تشفير البيانات. يضمن هذا التحويل أن أي عدد من المشاركات أقل من الحد الأدنى غير كافٍ لفك تشفير البيانات.

مشاركة الأسرار المتعددة بكفاءة عالية من حيث المساحة (مجمعة)

تُنتج آلية مشاركة الأسرار الآمنة نظريًا من حيث المعلومات، والتي تُعرف باسم k -of -n ، عدد n من الحصص، بحيث يكون حجم كل منها على الأقل بحجم السر نفسه، مما يؤدي إلى أن يكون إجمالي مساحة التخزين المطلوبة أكبر من حجم السر بمقدار n مرة على الأقل. في مشاركة الأسرار المتعددة التي صممها ماثيو ك. فرانكلين وموتي يونغ ، ^{[ 8 ]} تُستخدم نقاط متعددة من أسرار المضيف متعددة الحدود؛ وقد وُجد أن هذه الطريقة مفيدة في العديد من التطبيقات، بدءًا من الترميز وحتى الحسابات متعددة الأطراف . في مشاركة الأسرار الموفرة للمساحة، والتي ابتكرها أبهيشيك باراخ وسوبهاش كاك ، يكون حجم كل حصة مساويًا تقريبًا لحجم السر مقسومًا على k − 1. ^{[ 9 ]}

تعتمد هذه الخوارزمية على الاستيفاء المتكرر لكثيرات الحدود، ولها تطبيقات محتملة في نشر المعلومات بشكل آمن على الإنترنت وفي شبكات الاستشعار . وتستند هذه الطريقة إلى تجزئة البيانات باستخدام جذور كثيرة الحدود في حقل منتهٍ. ^{[ 10 ]} وقد أشير لاحقًا إلى بعض نقاط الضعف في خوارزميات مشاركة الأسرار ذات الكفاءة المكانية . ^{[ 11 ]} وتُظهر هذه النقاط أن الخوارزمية القائمة على طريقة الاستيفاء لا يمكن استخدامها لتنفيذ خوارزمية ( k , n ) عندما تكون الأسرار k المراد توزيعها مُولَّدة بطبيعتها من كثيرة حدود من درجة أقل من k − 1 ، كما أن الخوارزمية لا تعمل إذا كانت جميع الأسرار المراد مشاركتها متطابقة، وهكذا. ^{[ 12 ]}

استخدامات وتطبيقات أخرى

يمكن لآلية مشاركة الأسرار تأمين السر عبر عدة خوادم، مع إمكانية استعادته حتى في حال تعطل عدة خوادم. قد يعمل الموزع كمجموعة من المشاركين، موزعًا الحصص بينهم. يمكن تخزين كل حصة على خادم مختلف، لكن بإمكان الموزع استعادة السر حتى في حال تعطل عدة خوادم، طالما أنه يستطيع استعادة ما لا يقل عن t حصة. مع ذلك، فإن المخترقين الذين يخترقون خادمًا واحدًا لن يتمكنوا من معرفة السر طالما أن عدد الحصص المخزنة على كل خادم أقل من t حصة.

يُعدّ هذا أحد المفاهيم الرئيسية وراء مشروع حاسوب "فانيش" في جامعة واشنطن ، حيث يُستخدم مفتاح عشوائي لتشفير البيانات، ويُوزّع هذا المفتاح كسرّ عبر عدة عُقد في شبكة نظير إلى نظير . لفك تشفير الرسالة، يجب أن يكون ما لا يقل عن t عقدة في الشبكة قابلة للوصول؛ ويكمن مبدأ هذا المشروع تحديدًا في أن عدد عُقد مشاركة السرّ في الشبكة سيتناقص تدريجيًا مع مرور الوقت، مما يؤدي في النهاية إلى اختفاء السرّ . مع ذلك، فإن الشبكة عُرضة لهجوم سيبيل ، مما يجعل "فانيش" غير آمن. ^{[ 13 ]}

أي مساهم يمتلك معلومات كافية لفك تشفير المحتوى في أي وقت، يستطيع الحصول على نسخة من X وتخزينها. ونتيجة لذلك، ورغم أن أدوات وتقنيات مثل Vanish قادرة على جعل البيانات غير قابلة للاسترداد داخل نظامها بعد فترة، إلا أنه لا يمكن إجبار حذف البيانات بمجرد أن يطلع عليها مستخدم خبيث. هذه إحدى أبرز معضلات إدارة الحقوق الرقمية .

يمكن للموزع إرسال t من الأسهم، وكلها ضرورية لاستعادة السر الأصلي، إلى مستلم واحد. سيتعين على المهاجم اعتراض جميع الأسهم t لاستعادة السر، وهي مهمة أصعب من اعتراض ملف واحد، خاصة إذا تم إرسال الأسهم باستخدام وسائط مختلفة (مثل بعضها عبر الإنترنت ، وبعضها الآخر عبر البريد على أقراص مدمجة ).

بالنسبة للأسرار الكبيرة، قد يكون من الأكثر كفاءة تشفير السر ثم توزيع المفتاح باستخدام مشاركة الأسرار.

يُعد تبادل الأسرار عنصرًا أساسيًا في العديد من البروتوكولات الخاصة بالحوسبة الآمنة متعددة الأطراف . كما يمكن استخدام تبادل الأسرار للتحقق من هوية المستخدم في النظام. ^{[ 14 ]}

انظر أيضاً

هيكل الوصول
تحمل الأخطاء البيزنطية
رمز المحو – عندما لا تكون البيانات المراد استعادتها سرية
مشاركة الأسرار المتماثلة - بروتوكول تصويت لامركزي بسيط.
المصفوفة المتعامدة – تُستخدم لإنشاء بعض مخططات العتبة.
مشاركة الأسرار التي يمكن التحقق منها علنًا
مشاركة الأسرار باستخدام نظرية الباقي الصينية
الحوسبة الآمنة متعددة الأطراف
مشاركة شامير للأسرار
التشفير المرئي

مراجع

↑ شامير، عدي (1 نوفمبر 1979). "كيفية مشاركة سر" ( ملف PDF) . مجلة اتصالات رابطة آلات الحوسبة . 22 (11): 612-613 . doi : 10.1145/359168.359176 . S2CID 16321225. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 10 أغسطس 2017.
↑ بلاكلي، جي آر (1979). "حماية مفاتيح التشفير" (ملف PDF) . إدارة متطلبات المعرفة، ورشة العمل الدولية حول (AFIPS) . 48 : 313-317 . doi : 10.1109/AFIPS.1979.98 . S2CID 38199738. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 28-06-2018.
↑ كرين، ستيفان؛ لورينسر، توماس (2023). مقدمة في مشاركة الأسرار: نظرة عامة منهجية ودليل لاختيار البروتوكول . doi : 10.1007/978-3-031-28161-7 . ISBN 978-3-031-28160-0.(متوفر أيضاً على)
↑ ياماموتو، هيروسوكي (1986). "نظام مشاركة الأسرار باستخدام مخطط العتبة (k، L، n)". الإلكترونيات والاتصالات في اليابان (الجزء الأول: الاتصالات) . 69 (9): 46-54 . doi : 10.1002/ecja.4410690906 .
↑ كراوتشيك، هوغو (1993). مشاركة الأسرار باختصار (ملف PDF) . مؤتمر كريبتو 93.
↑ رابين، مايكل أو. (1989). "التوزيع الفعال للمعلومات من أجل الأمن، وموازنة الأحمال، وتحمل الأعطال". مجلة ACM . 36 (2): 335-348 . CiteSeerX 10.1.1.116.8657 . doi : 10.1145/62044.62050 . S2CID 13166422 .
↑ ريش، جيسون؛ بلانك، جيمس (15 فبراير 2011). AONT-RS: دمج الأمن والأداء في أنظمة التخزين الموزعة (ملف PDF) . مؤتمر Usenix FAST'11 .
↑ فرانكلين، ماثيو؛ يونغ، موتي (4 مايو 1992). "تعقيد الاتصال في الحوسبة الآمنة (ملخص موسع)". وقائع الندوة السنوية الرابعة والعشرين لجمعية ACM حول نظرية الحوسبة - STOC '92 . الصفحات 699-710 . doi : 10.1145/129712.129780 . ISBN 0897915119. S2CID 7486402 . (متوفر أيضاً على)
↑ باراخ، أبيشيك؛ كاك، سوبهاش (يناير 2011). "مشاركة الأسرار بكفاءة من حيث المساحة لأمن البيانات الضمني". علوم المعلومات . 181 (2): 335-341 . doi : 10.1016/j.ins.2010.09.013 .
↑ باراخ، أبيشيك؛ كاك، سوبهاش (سبتمبر 2009). "تخزين البيانات عبر الإنترنت باستخدام الأمان الضمني". علوم المعلومات . 179 (19): 3323-3331 . doi : 10.1016/j.ins.2009.05.013 .
↑ ساهسراناند، كيه آر؛ ناجاراج، نيثين؛ راجان، إس. (مارس 2010). "كيفية تجنب مشاركة مجموعة من الأسرار". المجلة الدولية لعلوم الحاسوب وأمن المعلومات . arXiv : 1001.1877 .
↑ ليو، يانهونغ؛ تشانغ، فوتاي؛ تشانغ، جي (فبراير 2016). "هجمات على بعض مخططات مشاركة الأسرار المتعددة القابلة للتحقق ومخططين محسّنين". علوم المعلومات . 329 : 524-539 . doi : 10.1016/j.ins.2015.09.040 .
↑ "Unvanish: Reconstructing Self-Destructing Data" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20-03-2012.
↑ غوبتا، كيشور داتا، وآخرون. "مشاركة الأسرار لشامير من أجل المصادقة دون إعادة بناء كلمة المرور". ورشة العمل والمؤتمر السنوي العاشر للحوسبة والاتصالات (CCWC) لعام 2020. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، 2020.

روابط خارجية

صفحة دليل أوبونتو: gfshare - شرح مشاركة الأسرار في GF (2.8 ⁾ مؤرشفة بتاريخ 19 أغسطس 2017 على موقع Wayback Machine
وصف لمخططات شامير وبليكلي ( مؤرشف بتاريخ 16 نوفمبر 2006 في أرشيف الإنترنت )
براءة اختراع لاستخدام مشاركة الأسرار لاستعادة عبارات مرور PGP (وغيرها؟) - براءة اختراع أمريكية رقم 6,662,299
قائمة مراجع حول مخططات تبادل الأسرار
أنظمة توقيع الشفرة باستخدام السر المشترك في Wayback Machine (تمت أرشفته في 14 فبراير 2008)
بيميل، آموس (2011). "مخططات مشاركة الأسرار: دراسة استقصائية" (PDF) .
وصف بديهي لمشاركة الأسرار عبر التشفير المرئي ومشاركة الأسرار لشامير

[1] شامير، عدي (1 نوفمبر 1979). "كيفية مشاركة سر" ( ملف PDF) . مجلة اتصالات رابطة آلات الحوسبة . 22 (11): 612-613 . doi : 10.1145/359168.359176 . S2CID 16321225. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 10 أغسطس 2017.

[2] بلاكلي، جي آر (1979). "حماية مفاتيح التشفير" (ملف PDF) . إدارة متطلبات المعرفة، ورشة العمل الدولية حول (AFIPS) . 48 : 313-317 . doi : 10.1109/AFIPS.1979.98 . S2CID 38199738. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 28-06-2018.

[3] كرين، ستيفان؛ لورينسر، توماس (2023). مقدمة في مشاركة الأسرار: نظرة عامة منهجية ودليل لاختيار البروتوكول . doi : 10.1007/978-3-031-28161-7 . ISBN 978-3-031-28160-0.(متوفر أيضاً على)

[4] ياماموتو، هيروسوكي (1986). "نظام مشاركة الأسرار باستخدام مخطط العتبة (k، L، n)". الإلكترونيات والاتصالات في اليابان (الجزء الأول: الاتصالات) . 69 (9): 46-54 . doi : 10.1002/ecja.4410690906 .

[5] كراوتشيك، هوغو (1993). مشاركة الأسرار باختصار (ملف PDF) . مؤتمر كريبتو 93.

[6] رابين، مايكل أو. (1989). "التوزيع الفعال للمعلومات من أجل الأمن، وموازنة الأحمال، وتحمل الأعطال". مجلة ACM . 36 (2): 335-348 . CiteSeerX 10.1.1.116.8657 . doi : 10.1145/62044.62050 . S2CID 13166422 .

[7] ريش، جيسون؛ بلانك، جيمس (15 فبراير 2011). AONT-RS: دمج الأمن والأداء في أنظمة التخزين الموزعة (ملف PDF) . مؤتمر Usenix FAST'11 .

[8] فرانكلين، ماثيو؛ يونغ، موتي (4 مايو 1992). "تعقيد الاتصال في الحوسبة الآمنة (ملخص موسع)". وقائع الندوة السنوية الرابعة والعشرين لجمعية ACM حول نظرية الحوسبة - STOC '92 . الصفحات 699-710 . doi : 10.1145/129712.129780 . ISBN 0897915119. S2CID 7486402 . (متوفر أيضاً على)

[9] باراخ، أبيشيك؛ كاك، سوبهاش (يناير 2011). "مشاركة الأسرار بكفاءة من حيث المساحة لأمن البيانات الضمني". علوم المعلومات . 181 (2): 335-341 . doi : 10.1016/j.ins.2010.09.013 .

[10] باراخ، أبيشيك؛ كاك، سوبهاش (سبتمبر 2009). "تخزين البيانات عبر الإنترنت باستخدام الأمان الضمني". علوم المعلومات . 179 (19): 3323-3331 . doi : 10.1016/j.ins.2009.05.013 .

[11] ساهسراناند، كيه آر؛ ناجاراج، نيثين؛ راجان، إس. (مارس 2010). "كيفية تجنب مشاركة مجموعة من الأسرار". المجلة الدولية لعلوم الحاسوب وأمن المعلومات . arXiv : 1001.1877 .

[12] ليو، يانهونغ؛ تشانغ، فوتاي؛ تشانغ، جي (فبراير 2016). "هجمات على بعض مخططات مشاركة الأسرار المتعددة القابلة للتحقق ومخططين محسّنين". علوم المعلومات . 329 : 524-539 . doi : 10.1016/j.ins.2015.09.040 .

[13] "Unvanish: Reconstructing Self-Destructing Data" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20-03-2012.

[14] غوبتا، كيشور داتا، وآخرون. "مشاركة الأسرار لشامير من أجل المصادقة دون إعادة بناء كلمة المرور". ورشة العمل والمؤتمر السنوي العاشر للحوسبة والاتصالات (CCWC) لعام 2020. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، 2020.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]