وفي عصر ترتكز فيه التفاعلات الرقمية على كل جانب تقريباً من جوانب الحياة الحديثة، أصبح أمن هذه التفاعلات وصلاحيتها للثقة أمراً بالغ الأهمية، إذ إن هناك تكنولوجيات تتفاوت بين حجر الزاوية للأمن الرقمي الحديث: البنية التحتية الرئيسية العامة وسلاسل السلاسل الكترونية، بينما كانت وحدة المعلومات الأساسية هي المعيار الفعلي لضمان الاتصالات، وتوثيق الهويات، وضمان سلامة البيانات منذ عقود، فإن التحقق من القيود يُحدث تحولاً في إطار التعاون إلى اللامركزية وعدم التكية.

Understanding PKI: The Traditional Cornerstone of Digital Trust

(أ) البنية التحتية الرئيسية العامة هي إطار شامل يدير الشهادات الرقمية والتشفير العام، ويتيح المعاملات الإلكترونية الآمنة بواسطة مفاتيح عامة ملزمة لهوية الأفراد أو المنظمات أو الأجهزة، ويعتمد نظام المعلومات المسبقة عن علم في جوهره على نموذج ثقافي هرمي، يستند عادة إلى [[تسجيل FLT:0]] هيئة شهادات المنشأ [شهادة الهيئة رقمية] [مسائل الملكية رقمية].

وتشمل دورة حياة الشركة الجيل الرئيسي، وإصدار الشهادات، والتحقق من صحة الشهادات، وإلغاء الشهادات، وتتضمن كل شهادة رقمية معلومات حاسمة، بما في ذلك المفتاح العام للموضوع، والتوقيع الرقمي للشركة، وتاريخ صلاحية المشروع، والخصائص الموسعة، واختياريا، وعندما يرغب المستخدم أو النظام في الاتصال بأمان، يستخدم المفتاح العام للمتلقي في إدراج بيانات مشفرة، التي لا يمكن فكها إلا بالتوقيع الخاص ذي الصلة.

وعلى الرغم من انتشار اعتمادها، فإن سلطاتها المعنية بالتبني على شبكة الإنترنت، التي تخولها SSL/TLS ، فيما يتعلق بتوقيع الرموز والبريد الإلكتروني، تنطوي على أوجه ضعف متأصلة، كما أن مركزها حول الاتفاقات الشاملة يمكن أن يخلق نقطة فشل واحدة، وإذا ما تعرضت مجموعة من الصكوك القانونية للتعرض للخطر، يمكن للمهاجم أن يصدر شهادات مزورة، مما يتيح للمستخدمين لقائمة بالهجمات.

Blockchain: A Decentralized Ledger for Trustless Transactions

([ال]) ظهور تكنولوجيا الاختراق كمحرك أساسي للتكفير مثل بيتكوين، ولكن إمكاناتها تتجاوز بكثير العملات الرقمية، وسجل ثابت موزع يسجل المعاملات عبر شبكة من الحواسيب (الأرقام)() ويتضمن كل حجر مجموعة من المعاملات، ونقطة تجمد من الكتلة السابقة، ويشكل سلسلة غير قابلة للتداول([الرمز])

عقود ذكية، رائدة في برامج مثل " إيثيروم " ، تمدد نطاق برنامجية " إيثروم " ، والعقد الذكي عقد ينفذ تلقائياً بأحكام الاتفاق يدون بصورة مباشرة في القانون، وينفذ تلقائياً الالتزامات عند استيفاء الشروط المحددة مسبقاً، وتفتح هذه القدرة عدداً لا يحصى من حالات الاستخدام لتوثيق الثقة والتحقق دون الاعتماد على وسيط مركزي.

وبالنسبة للتطبيقات الأمنية، يقدم هذا المستودع الافتراضي والواضح جداً من أجل البيانات الوصفية الحرجة، وفي حين أن تخزين كميات كبيرة من البيانات على السلسلة غير عملي بسبب القيود المفروضة على التكاليف والأداء، فإن تخزين العجلات أو الإشارات إلى البيانات خارج السلسلة هو نمط ثابت، وهذا هو المكان الذي يصبح فيه التآزر مع مرفق المفاتيح العمومية مفرطاً.

The Synergies: How PKI and Blockchain Complement each other

ويعالج إدماج مرفق المفاتيح العمومية وشركة " كتل تشين " العديد من أوجه الضعف المتأصلة في كل تكنولوجيا عندما تستخدم في عزلة، وهنا توجد المجالات الرئيسية التي يقدم فيها الجمع بين هذه التكنولوجيا تحسينات كبيرة:

إدارة شهادات المنشأ اللامركزية

(ج) إذا تعرض قانون المنافسة أو أصبح غير موصوف، فإن جميع الشهادات المقدمة في إطار الهيكل الهرمي يمكن أن تكون مشبوهة باستخدام سجل " CLT: 0 " () الشائعة كسجل للشفافية، أو كمخزون موزع للشهادة، أو أن يكون الاعتماد على سلطة واحدة قد تم تسجيله في وقت لاحق.

تحسين التحقق من الهوية

ولا تزال سرقة الهوية والانتحال إلى شخصيات ثابتة، ففي نظام هجين من طراز PKI-blockchain، يمكن أن ترسَم الهوية الرقمية للمستعمل إلى جهاز تحديد هوية فريد من نوعه (مثلاً، جهاز تحديد الهوية اللامركزي أو DID) ويستحيل على المفاتيح العامة في شهادة PKIference أن تكون مثبتة على هذا الرقم، ويسجل الكشف الملزم في شهادة تغيير الهوية.

تحسين نزاهة البيانات وعدم النطق

(أ) أن آليات التحقق من صحة البيانات التي تم التوقيع عليها لا يمكن أن تحرم بعد ذلك من التوقيع على وثيقة، ولكن مسار التحقق من صحة الأدلة الإدارية والشهادة الرئيسي يجب أن يثق به، حيث أن هناك تسرعاً في الوثيقة الموقعة ورقم التسلسلي للشهادة في سلسلة من السلاسل، يمكن التحقق من سلامة البيانات الموقعة بعد فترة طويلة من تاريخ التوقيع، وإذا تم تعديل الشهادة لاحقاً أو ثبتت صحة البيانات الرئيسية.

أجهزة الاستئمان اللامركزية

وفي إطار مبادرة " بي كي " التقليدية، فإن الثقة من مجموعة صغيرة من الاتفاقات الأساسية تبلغ نحو 100 على الصعيد العالمي، وإذا تعرض أي من هذه الجذور للخطر، فإن شبكة الثقة بأكملها قد تهتز، وتوفر طريقة لتوزيع الثقة على شبكة واسعة من المشاركين، وبدلا من أن تكون هناك شبكة واحدة من مجموعة من البرمجيات، يمكن أن تكون متوافقة مع المبادئ الأساسية القائمة على أساس البرمجيات (FLT:0) التي يمكن أن تكون صحيحة.

التطبيقات العملية لشبكة PKI-Blockchain

والفوائد النظرية قاهرة، ولكن التنفيذات في العالم الحقيقي بدأت تظهر بالفعل في مختلف القطاعات، وفيما يلي أمثلة مفصلة عن كيفية تطبيق هذه المجموعة.

إدارة الهوية المضمونة للنظم الوطنية للتعرف على الهوية

وتقوم عدة حكومات ومنظمات دولية باستكشاف معلومات أساسية مدعمة بسلاسل محددة عن برامج الهوية الرقمية الوطنية، وتقوم مبادرة بشأن الهوية المستقلة الأوروبية [SIF] ، ومشاريع من البنك الدولي ID4D ، بتخفيض القيود المفروضة على تخزين المحافظ الرقمية.

أمن سلسلة الإمدادات والمنتجات

وفي حالة وجود أداة قوية لمكافحة الإهلاك، يمكن أن يُسند إلى كل منتج بطاقة رقمية فريدة مخزنة في سلسلة من الشوارع، مع شهادة مناظرة صادرة عن شركة PKI وشركة الحفريات، ومع مرور المنتج عبر سلسلة الإمداد، فإن كل من المتعاملين يوقع رقميا على نقل البضاعة.

المعاملات المالية والأمن المصرفي

وبالإضافة إلى ذلك، فإن القطاع المالي، وهو مستخدم ثقيل لمؤسسة PKI في المعاملات المضمونة، يعتمد على نحو متزايد سلسلة من عمليات التسوية وحفظ السجلات، ويعزز النهج الهجين أمن عمليات النقل السلكي ذات القيمة العالية، والحجز على الأصول الرقمية، ومدفوعات من الأقران إلى مقدمي الخدمات، ومن ذلك مثلاً أن المصرف يمكنه إصدار شهادة رقمية تأذن بمعاملة محددة، وتسجل بصمات الأصابع على خطوبة مرخص بها إلى جانب تفاصيل المعاملات.

جهاز التوثيق الآمن

The Internet of things (IoT) involves billions of devices, many of which are resource-constrained and have poor security. Traditional PKI requires each IoT tool to be provisioned with a certificate and then to que a CA for revocation status-a process that can be slow and unreliable at scale. Blockchain can serve as a decentralized certification authority and a tamproof tool registry.

التحديات والحدود

وعلى الرغم من الوعد، فإن إدماج مبادرة بناء السلام في كوسوفو وشركة " كتل الشاين " ليسا بدون عقبات كبيرة، ويجب على الممارسين النظر في عدة تحديات تقنية وتشغيلية قبل نشر هذه النظم في بيئات الإنتاج.

القابلية للتسويق والأداء

وتعاني هذه السلاسل، ولا سيما من القطاع العام، من القيود المفروضة على القطع، إذ أن عمليات التكوين حوالي 7 معاملات في الثانية؛ وتعالج الإيثريوم ما بين 15 و20 عملية وطنية من عمليات التحقق من الشهادات في الساعة، قد تحجب شبكات السلاسل العامة الحالية، وفي حين أن عمليات الاختزال المسموح بها (مثلاً، تُحدث درجة التعقد في هايبردغر فابك، كوورم) تقدم قدراً أكبر من خلال الإنتاج ويمكن أن تضيفها إلى حداً.

قابلية التشغيل المتبادل مع الهياكل الأساسية القائمة في مجال البنية التحتية

ومعظم المؤسسات لديها بالفعل استثمارات كبيرة في مشاريع البنية التحتية التقليدية (مثل خدمات شهادات الدليل النشط، وشركة " س. س. " التجارية - إذ تُحدث هذه الهياكل الأساسية التي لها نظام قائم على سلسلة من الطرق عوامل مكلفة ومعطلة، ويجب أن يوفر أي تكامل قابل للتطبيق إمكانية التشغيل المتبادل غير المستقر، ولا تزال معايير البرمجيات المتوسطة القائمة على الفتاوى غير دقيقة.

الشواغل التنظيمية والقانونية

فالمعلومات التي تُجرى في إطارها القانوني في جميع أنحاء العالم، مستمدة من التوقيعات الرقمية للعقود إلى شهادات السجلات الطبية الإلكترونية، ولا يمكن أن تكون ردود أو تكملة النموذج الاستئماني مع الاختناق مستوفية للشروط القانونية، فعلى سبيل المثال، فإن لائحة الاتحاد الأوروبي المتعلقة بالتبادل الالكتروني للبيانات، تحدد قواعد صارمة للشهادات المؤهلة ومقدمي الخدمات الموثوق بهم، ولا يجوز الاعتراف بأن هذه البيانات تشكل خدمة ثقة صالحة بموجب نظام eIDAS.

المخاطر الإدارية الرئيسية

وفي حين أن الاختناق يخفض الاعتماد على الاتفاقات المركزية، فإنه يحوّل عبء الإدارة الرئيسية إلى الأفراد والمنظمات، وإذا فقد المستخدم مفتاحه الخاص، يفقدون إمكانية الحصول على هويتهم الرقمية ويمكن أن يُسجنوا خارج الخدمات بصفة دائمة، فالطبيعة اللامركزية تعني أنه لا توجد سلطة مركزية لاسترداد المفاتيح المفقودة، وأن نماذج الأمن في البرمجيات المتعددة، وآليات الاسترداد الاجتماعي يمكن أن تخفف من ذلك، ولكنها تزيد من احتكاك المستخدمين.

المستقبل

وعلى الرغم من التحديات، فإن مسار البحث والتطوير في هذا المجال متفائل، إذ تشير عدة اتجاهات ناشئة ومشاريع جارية إلى وجود نظام إيكولوجي ناضج حيث يتعايش مرفق بي كينيدي وبانشاين معاً.

Quantum-Resistant PKI on Blockchain

One of the most urgent long-term threats to both PKI and blockchain is the advent of quantum computing. Quantum algorithm like Shor’s algorithm could break the RSA and ECC cryptography that underpin most PKI systems. Similarly, blockchain consensus mechanisms and digital signatures are vulnerable. Research into postt

إدارة دورة الحياة بواسطة عقود الذكاء الآلي

ويمكن أن تؤدي عقود الذكاء إلى تألق العديد من جوانب إدارة دورة حياة الشهادة، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يصدر عقد ذكي تلقائياً شهادة جديدة عندما تنتهي مدة العقد السابق شريطة استيفاء شروط معينة (مثل إثبات إعادة التحقق من الهوية) ويقلل التجديد الآلي من الخطأ البشري والرأس الإداري، ويمكن أن يُستهلَفَلَ من عملية التدقيق بالتصويت بين المعاهد الموثوق بها أو بواسطة عملية كشف أو إبطال.

الاتحادات عبر الحدود

ومن بين نقاط الألم التاريخية في منطقة العاصمة الاتحادية إنشاء الثقة في مختلف المجالات )مثلا، مستعمل من شركة Domain A يحاول استخدام خدمة في شركة Domain B(.

التكامل مع التمويل اللامركزي (ديفي)

ونظراً لأن التمويل اللامركزي (ديفي) يزداد، فإن الحاجة إلى هوية قابلة للتحقق ومعاملات آمنة تصبح حادة، إذ أن شركة ديفي تعتمد حالياً كلياً تقريباً على محفظات مجهولة الهوية والتحقق من سلاسلها؛ وتعالج الثقة خارج السلسلة بواسطة حواجز مركزية، ومن خلال إدماج شهادات PKI (مثلاً، بالنسبة للمصدرين المستقرين أو بروتوكولات الإقراض)، يمكن أن تمتثل برامج دي في هذا العقد لشروط مكافحة اللامركزية.

خاتمة

ويمثل دمج البنية التحتية الرئيسية العامة وتكنولوجيا السلاسل الرقمية تطورا منطقيا في الأمن الرقمي، حيث توفر مؤسسة PKI آليات ثابتة للتبريد والهوية مُلزمة تحمي الشبكة الدولية منذ عقود، وتوفر شركة Blockchain اللامركزية والشفافية والقابلية للإبطال اللازمة للتغلب على مواطن الضعف الكامنة في نماذج الثقة المركزية، ويمكنها معا أن تحقق معززا من الهوية وإدارة شهادات مضادة للاختلاس، وسلامة البيانات القابلة للتحقق من مختلف الصناعات التي تتراوح بين الحكومة والتمويل.

بيد أن الطريق إلى الاعتماد الواسع النطاق ليس بدون عقبات، فالقابلية للتعقيد، والقابلية للتشغيل المتبادل، والامتثال التنظيمي، والإدارة الرئيسية لا تزال تشكل تحديات كبيرة تتطلب الابتكار الجاري، ومع ذلك فإن سرعة التطور من الترميز بعد الكواشف إلى التشغيل الآلي للعقود الذكية، والجمعيات المشتركة بين الاتحادات التي تُوزَّع على نطاق واسع والتي تُعتبر أن النظام الإيكولوجي الناضج في المستقبل أكثر قدرة على نشر هياكل الأمن في المستقبل.