જાવાસ્ક્રિપ્ટ BigInt એલિપ્ટિક કર્વ ક્રિપ્ટોગ્રાફી: અદ્યતન કામગીરીમાં ઊંડાણપૂર્વકનું વિશ્લેષણ

ડિજિટલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વર્ચસ્વવાળા યુગમાં, વિકેન્દ્રિત ફાઇનાન્સ (DeFi) થી લઈને એન્ડ-ટુ-એન્ડ એન્ક્રિપ્ટેડ મેસેજિંગ સુધી, આપણા ક્રિપ્ટોગ્રાફિક પાયાની મજબૂતાઈ પહેલાં ક્યારેય આટલી મહત્વપૂર્ણ નહોતી. એલિપ્ટિક કર્વ ક્રિપ્ટોગ્રાફી (ECC) આધુનિક પબ્લિક-કી ક્રિપ્ટોગ્રાફીના સ્તંભ તરીકે ઊભું છે, જે RSA જેવા તેના પુરોગામીઓની સરખામણીમાં નાના કી કદ સાથે મજબૂત સુરક્ષા પ્રદાન કરે છે. વર્ષોથી, જાવાસ્ક્રિપ્ટમાં સીધી રીતે આ જટિલ ગાણિતિક કામગીરી કરવાનું એક પડકાર હતું, જેમાં મોટાભાગે વિશિષ્ટ લાઇબ્રેરીઓની જરૂર પડતી હતી જે નીચલા-સ્તરની વિગતોને અમૂર્ત કરતી હતી અથવા જાવાસ્ક્રિપ્ટના પ્રમાણભૂત નંબર પ્રકારની મર્યાદાઓ સાથે વ્યવહાર કરતી હતી.

જાવાસ્ક્રિપ્ટ (ES2020) માં મૂળ BigInt પ્રકારની રજૂઆત એક ક્રાંતિકારી ક્ષણ હતી. તેણે વિકાસકર્તાઓને 64-બીટ ફ્લોટિંગ-પોઇન્ટ Number પ્રકારની મર્યાદાઓથી મુક્ત કર્યા, જે મનસ્વી રીતે મોટા પૂર્ણાંકોને હેન્ડલ કરવા માટે એક પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે. આ એકમાત્ર સુવિધાએ બ્રાઉઝર અને નોડ.જેએસ જેવા જાવાસ્ક્રિપ્ટ વાતાવરણમાં સીધા જ પરફોર્મન્ટ, મૂળ અને વધુ પારદર્શક ક્રિપ્ટોગ્રાફિક અમલીકરણોની સંભાવનાને અનલૉક કરી.

જ્યારે ઘણા વિકાસકર્તાઓ ECC ની મૂળભૂત બાબતોથી પરિચિત છે - કી જોડીઓ જનરેટ કરવી અને સંદેશાઓ પર હસ્તાક્ષર કરવા - આ તકનીકની સાચી શક્તિ તેની વધુ અદ્યતન કામગીરીમાં રહેલી છે. આ લેખ BigInt ને આભારી હવે સુલભ અદ્યતન ક્રિપ્ટોગ્રાફિક પ્રોટોકોલ અને તકનીકોનું અન્વેષણ કરવા માટે મૂળભૂત બાબતોથી આગળ વધે છે. અમે સુરક્ષિત કી એક્સચેન્જ માટે એલિપ્ટિક કર્વ ડિફી-હેલમેન (ECDH), હસ્તાક્ષરોથી જાહેર કી રિકવરી અને શક્તિશાળી, એકંદર-મૈત્રીપૂર્ણ સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સમાં તપાસ કરીશું.

જાવાસ્ક્રિપ્ટ ક્રિપ્ટોગ્રાફીમાં BigInt ક્રાંતિ

અમે અદ્યતન કામગીરીમાં ડાઇવ કરીએ તે પહેલાં, તે સમજવું આવશ્યક છે કે જાવાસ્ક્રિપ્ટમાં ક્રિપ્ટોગ્રાફી માટે BigInt શા માટે આટલું ગેમ-ચેન્જર છે.

`Number` પ્રકાર સાથેની સમસ્યા

જાવાસ્ક્રિપ્ટનો પરંપરાગત Number પ્રકાર એ IEEE 754 ડબલ-પ્રિસિઝન 64-બીટ ફ્લોટિંગ-પોઇન્ટ નંબર છે. આ ફોર્મેટ એપ્લિકેશન્સની વિશાળ શ્રેણી માટે ઉત્તમ છે પરંતુ ક્રિપ્ટોગ્રાફી માટે એક નિર્ણાયક મર્યાદા છે: તે ફક્ત Number.MAX_SAFE_INTEGER સુધીના પૂર્ણાંકોને સુરક્ષિત રીતે રજૂ કરી શકે છે, જે 2⁵³ - 1 છે.

ECC માં ક્રિપ્ટોગ્રાફિક કી અને મધ્યવર્તી મૂલ્યો ખૂબ મોટા છે. ઉદાહરણ તરીકે, બિટકોઇન અને ઇથેરિયમ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતો લોકપ્રિય secp256k1 કર્વ 256 બીટ લાંબા પ્રાઇમ નંબરોના ક્ષેત્ર પર કાર્ય કરે છે. આ સંખ્યાઓ પ્રમાણભૂત Number પ્રકાર ચોકસાઇ ગુમાવ્યા વિના હેન્ડલ કરી શકે તેના કરતા વધુ મોટા ક્રમની છે. આવી સંખ્યાઓ સાથે ગણતરીઓ કરવાનો પ્રયાસ કરવાથી ખોટા અને અસુરક્ષિત પરિણામો આવશે.

`BigInt` દાખલ કરો: મનસ્વી-ચોકસાઇવાળા પૂર્ણાંકો

BigInt આ સમસ્યાને આકર્ષક રીતે હલ કરે છે. તે એક વિશિષ્ટ આંકડાકીય પ્રકાર છે જે કોઈપણ કદની આખી સંખ્યાને રજૂ કરવાની રીત પ્રદાન કરે છે. તમે પૂર્ણાંક લિટરલના અંતમાં `n` જોડીને અથવા BigInt() કન્સ્ટ્રક્ટરને કૉલ કરીને BigInt બનાવી શકો છો.

ઉદાહરણ:

const aLargeNumber = 9007199254740991n; // BigInt સાથે સુરક્ષિત
const anEvenLargerNumber = 115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007908834671663n; // 256-બીટ પ્રાઇમ નંબર

BigInt સાથે, બધા પ્રમાણભૂત અંકગણિત ઓપરેટર્સ (+, -, *, /, %, **) આ મોટા પૂર્ણાંકો પર અપેક્ષા મુજબ કાર્ય કરે છે. આ ક્ષમતા એ ખડક છે જેના પર મૂળ જાવાસ્ક્રિપ્ટ ECC અમલીકરણો બનાવવામાં આવે છે, જે બાહ્ય વેબએસેમ્બલી મોડ્યુલો અથવા કંટાળાજનક મલ્ટિ-પાર્ટ નંબર લાઇબ્રેરીઓ પર આધાર રાખ્યા વિના ક્રિપ્ટોગ્રાફિક એલ્ગોરિધમ્સની સીધી, ચોક્કસ અને સુરક્ષિત ગણતરી માટે પરવાનગી આપે છે.

એલિપ્ટિક કર્વ ક્રિપ્ટોગ્રાફી ફંડામેન્ટલ્સ પર એક તાજું કરનાર

અદ્યતન કામગીરીની પ્રશંસા કરવા માટે, ચાલો ECC ના મુખ્ય ખ્યાલોની સંક્ષિપ્તમાં ફરી મુલાકાત કરીએ.

તેના હૃદયમાં, ECC એ મર્યાદિત ક્ષેત્રો પર એલિપ્ટિક કર્વના બીજગણિત માળખા પર આધારિત છે. આ કર્વ વેઇરસ્ટ્રાસ સમીકરણ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યા છે:

y² = x³ + ax + b (mod p)

જ્યાં `a` અને `b` કર્વના આકારને વ્યાખ્યાયિત કરતા સ્થિરાંકો છે, અને `p` એ મર્યાદિત ક્ષેત્રને વ્યાખ્યાયિત કરતી એક મોટી અવિભાજ્ય સંખ્યા છે.

મુખ્ય ખ્યાલો

• કર્વ પર પોઇન્ટ: કોઓર્ડિનેટ્સની જોડી (x, y) જે કર્વ સમીકરણને સંતોષે છે. અમારી બધી ક્રિપ્ટોગ્રાફિક કામગીરી આવશ્યકપણે "પોઇન્ટ અંકગણિત" છે.
• બેઝ પોઇન્ટ (G): કર્વ પર જાહેરમાં જાણીતો, માનક પ્રારંભિક બિંદુ.
• ખાનગી કી (d): એક ખૂબ જ મોટી, ક્રિપ્ટોગ્રાફિક રીતે સુરક્ષિત રેન્ડમ પૂર્ણાંક. આ તમારું રહસ્ય છે. BigInt ના સંદર્ભમાં, `d` એ મોટું `BigInt` છે.
• જાહેર કી (Q): સ્કેલર ગુણાકાર નામના ઓપરેશન દ્વારા ખાનગી કી અને બેઝ પોઇન્ટથી મેળવેલો કર્વ પરનો એક બિંદુ: Q = d * G. આનો અર્થ એ થાય છે કે પોઇન્ટ G ને પોતાની જાતમાં `d` વખત ઉમેરવું.

ECC ની સુરક્ષા એલિપ્ટિક કર્વ ડિસ્ક્રિટ લોગરીધમ સમસ્યા (ECDLP) પર આધારિત છે. ખાનગી કી `d` અને બેઝ પોઇન્ટ `G` આપેલ જાહેર કી `Q` ની ગણતરી કરવી એ ગણતરીની રીતે સરળ છે. જો કે, ફક્ત જાહેર કી `Q` અને બેઝ પોઇન્ટ `G` આપેલ ખાનગી કી `d` નક્કી કરવી એ ગણતરીની રીતે અશક્ય છે.

અદ્યતન કામગીરી 1: એલિપ્ટિક કર્વ ડિફી-હેલમેન (ECDH) કી એક્સચેન્જ

ECC ની સૌથી શક્તિશાળી એપ્લિકેશન્સમાંની એક અસુરક્ષિત સંદેશાવ્યવહાર ચેનલ પર બે પક્ષો વચ્ચે એક સામાન્ય રહસ્ય સ્થાપિત કરી રહી છે. આ એલિપ્ટિક કર્વ ડિફી-હેલમેન (ECDH) કી એક્સચેન્જ પ્રોટોકોલનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.

ધ્યેય

બે વ્યક્તિઓ, એલિસ અને બોબની કલ્પના કરો, જે સુરક્ષિત રીતે વાતચીત કરવા માગે છે. તેઓને સમપ્રમાણતાવાળી એન્ક્રિપ્શન કી પર સહમત થવાની જરૂર છે જે ફક્ત તેઓ જ જાણે છે, પરંતુ તેમની સંચારનું એકમાત્ર સાધન જાહેર ચેનલ છે જેને ઇવસ્ડ્રોપર, ઇવ, મોનિટર કરી શકે છે. ECDH તેમને સીધા જ પ્રસારિત કર્યા વિના સમાન શેર કરેલું રહસ્યની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે.

પ્રોટોકોલ સ્ટેપ-બાય-સ્ટેપ

1. કી જનરેશન:
   • એલિસ તેની ખાનગી કી, `d_A` (મોટી રેન્ડમ BigInt), અને તેની અનુરૂપ જાહેર કી, `Q_A = d_A * G` જનરેટ કરે છે.
   • બોબ તેની ખાનગી કી, `d_B` (બીજી મોટી રેન્ડમ BigInt), અને તેની જાહેર કી, `Q_B = d_B * G` જનરેટ કરે છે.
2. જાહેર કી એક્સચેન્જ:
   • એલિસ તેની જાહેર કી, `Q_A`, બોબને મોકલે છે.
   • બોબ તેની જાહેર કી, `Q_B`, એલિસને મોકલે છે.
   • ઇવ, ઇવસ્ડ્રોપર, `Q_A` અને `Q_B` બંને જોઈ શકે છે, પરંતુ ECDLP ને કારણે ખાનગી કી `d_A` અથવા `d_B` મેળવી શકતી નથી.
3. શેર કરેલ રહસ્ય ગણતરી:
   • એલિસ બોબની જાહેર કી `Q_B` લે છે અને તેને તેના પોતાના ખાનગી કી `d_A` દ્વારા ગુણાકાર કરીને પોઇન્ટ S મેળવે છે: S = d_A * Q_B.
   • બોબ એલિસની જાહેર કી `Q_A` લે છે અને તેને તેના પોતાના ખાનગી કી `d_B` દ્વારા ગુણાકાર કરીને પોઇન્ટ S મેળવે છે: S = d_B * Q_A.

સંયુક્તતાનો જાદુ

એલિસ અને બોબ બંને કર્વ પરના ચોક્કસ સમાન રહસ્ય બિંદુ `S` પર પહોંચે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે સ્કેલર ગુણાકાર સહયોગી અને સંયુક્ત છે:

એલિસની ગણતરી: S = d_A * Q_B = d_A * (d_B * G)

બોબની ગણતરી: S = d_B * Q_A = d_B * (d_A * G)

જ્યાંથી d_A * d_B * G = d_B * d_A * G, તેઓ બંને તેમની ખાનગી કી જાહેર કર્યા વિના સમાન પરિણામની ગણતરી કરે છે.

શેર કરેલ બિંદુથી સમપ્રમાણતાવાળી કી

પરિણામી શેર કરેલ રહસ્ય `S` એ કર્વ પરનો એક બિંદુ છે, AES જેવા એન્ક્રિપ્શન એલ્ગોરિધમ્સ માટે યોગ્ય સમપ્રમાણતાવાળી કી નથી. કી મેળવવા માટે, બિંદુ `S` ના x-કોઓર્ડિનેટ લેવાનું અને તેને કી ડેરિવેશન ફંક્શન (KDF) દ્વારા પસાર કરવું એ એક માનક પ્રથા છે, જેમ કે HKDF (HMAC-આધારિત કી ડેરિવેશન ફંક્શન). KDF શેર કરેલ રહસ્ય અને વૈકલ્પિક રીતે મીઠું અને અન્ય માહિતી લે છે, અને ઇચ્છિત લંબાઈની ક્રિપ્ટોગ્રાફિક રીતે મજબૂત કી ઉત્પન્ન કરે છે.

આ બધી અંતર્ગત ગણતરીઓ - રેન્ડમ `BigInt` તરીકે ખાનગી કી જનરેટ કરવી અને સ્કેલર ગુણાકાર કરવું - `BigInt` અંકગણિત પર ખૂબ આધાર રાખે છે.

અદ્યતન કામગીરી 2: હસ્તાક્ષરોમાંથી જાહેર કી રિકવરી

ઘણી સિસ્ટમ્સમાં, ખાસ કરીને બ્લોકચેનમાં, કાર્યક્ષમતા અને ડેટા લઘુત્તમકરણ સર્વોચ્ચ છે. સામાન્ય રીતે, હસ્તાક્ષરને ચકાસવા માટે, તમારે સંદેશ, હસ્તાક્ષર પોતે અને સહી કરનારની જાહેર કીની જરૂર હોય છે. જો કે, એલિપ્ટિક કર્વ ડિજિટલ સિગ્નેચર એલ્ગોરિધમ (ECDSA) ની એક હોંશિયાર મિલકત તમને સંદેશ અને હસ્તાક્ષરથી સીધી જ જાહેર કી પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. આનો અર્થ એ છે કે જાહેર કીને પ્રસારિત કરવાની જરૂર નથી, મૂલ્યવાન જગ્યા બચાવે છે.

તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે (ઉચ્ચ-સ્તર)

ECDSA હસ્તાક્ષરમાં બે ઘટકો હોય છે, (`r`, `s`).

• `r` રેન્ડમ પોઇન્ટ `k * G` ના x-કોઓર્ડિનેટમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
• `s` ની ગણતરી સંદેશ હેશ (`z`), ખાનગી કી (`d`) અને `r` ના આધારે કરવામાં આવે છે. સૂત્ર છે: `s = k_inverse * (z + r * d) mod n`, જ્યાં `n` એ કર્વનો ક્રમ છે.

હસ્તાક્ષર ચકાસણી સમીકરણની બીજગણિતની ચાલાકી દ્વારા, જાહેર કી `Q` માટે એક અભિવ્યક્તિ મેળવવી શક્ય છે. જો કે, આ પ્રક્રિયા બે સંભવિત માન્ય જાહેર કીઓ આપે છે. આ અસ્પષ્ટતાને ઉકેલવા માટે, રિકવરી ID (મોટે ભાગે `v` અથવા `recid` તરીકે સૂચવવામાં આવે છે) નામની વધારાની માહિતીનો એક નાનો ભાગ હસ્તાક્ષર સાથે શામેલ કરવામાં આવે છે. આ ID, સામાન્ય રીતે 0, 1, 2, અથવા 3, સ્પષ્ટ કરે છે કે કયો સંભવિત ઉકેલ સાચો છે અને કીનો y-કોઓર્ડિનેટ સમાન છે કે વિષમ.

શા માટે `BigInt` આવશ્યક છે

જાહેર કી રિકવરી માટે જરૂરી ગાણિતિક કામગીરી સઘન છે અને તેમાં મોડ્યુલર ઇન્વર્સ, ગુણાકાર અને 256-બીટ સંખ્યાઓ ઉમેરવાનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક મુખ્ય પગલામાં `(r_inverse * (s*k - z)) * G` ની ગણતરી શામેલ છે. આ કામગીરીઓ બરાબર છે જેના માટે `BigInt` ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. તેના વિના, ચોકસાઇ અને સુરક્ષાના નોંધપાત્ર નુકસાન વિના મૂળ જાવાસ્ક્રિપ્ટમાં આ ગણતરીઓ કરવી અશક્ય હશે.

વ્યવહારિક એપ્લિકેશન: ઇથેરિયમ ટ્રાન્ઝેક્શન્સ

આ તકનીકનો ઉપયોગ ઇથેરિયમમાં પ્રખ્યાત રીતે થાય છે. હસ્તાક્ષર કરેલા વ્યવહારમાં સીધા જ મોકલનારનું જાહેર સરનામું હોતું નથી. તેના બદલે, સરનામું (જે જાહેર કીમાંથી મેળવવામાં આવે છે) હસ્તાક્ષરના `v`, `r` અને `s` ઘટકોમાંથી પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે. આ ડિઝાઇન પસંદગી દરેક એક વ્યવહાર પર 20 બાઇટ્સ બચાવે છે, જે વૈશ્વિક બ્લોકચેનના સ્કેલ પર નોંધપાત્ર બચત છે.

અદ્યતન કામગીરી 3: સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સ અને એગ્રીગેશન

જ્યારે ECDSA નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે તેમાં કેટલીક ખામીઓ છે, જેમાં હસ્તાક્ષર માલિબિલિટી અને એકત્રીકરણ ગુણધર્મોનો અભાવ શામેલ છે. સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સ, અન્ય ECC-આધારિત યોજના, આ સમસ્યાઓના ભવ્ય ઉકેલો પ્રદાન કરે છે અને ઘણા ક્રિપ્ટોગ્રાફર્સ દ્વારા શ્રેષ્ઠ માનવામાં આવે છે.

સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સના મુખ્ય ફાયદા

• સાબિત કરી શકાય તેવી સુરક્ષા: ECDSA ની તુલનામાં તેમની પાસે વધુ સીધી અને મજબૂત સુરક્ષા સાબિતી છે.
• બિન-મેલેબિલિટી: તૃતીય પક્ષ માટે સમાન સંદેશ અને કી માટે માન્ય હસ્તાક્ષરને અન્ય માન્ય હસ્તાક્ષરમાં બદલવું શક્ય નથી.
• લીનિયરિટી (સુપરપાવર): આ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ફાયદો છે. સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સ રેખીય છે, જે શક્તિશાળી એકત્રીકરણ તકનીકો માટે પરવાનગી આપે છે.

હસ્તાક્ષર એકત્રીકરણ સમજાવ્યું

રેખીયતા ગુણધર્મનો અર્થ એ છે કે બહુવિધ સહી કરનારાઓના બહુવિધ હસ્તાક્ષરોને એક જ, કોમ્પેક્ટ હસ્તાક્ષરમાં જોડી શકાય છે. આ મલ્ટિ-સિગ્નેચર (મલ્ટિસિગ) યોજનાઓ માટે ગેમ-ચેન્જર છે.

એક દૃશ્ય ધ્યાનમાં લો જ્યાં વ્યવહારને 5 સહભાગીઓમાંથી 3 ની સહીઓની જરૂર હોય છે. ECDSA સાથે, તમારે બ્લોકચેનમાં ત્રણેય વ્યક્તિગત હસ્તાક્ષરો શામેલ કરવાની જરૂર પડશે, જેમાં નોંધપાત્ર જગ્યા લેવામાં આવશે.

સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સ સાથે, પ્રક્રિયા વધુ કાર્યક્ષમ છે:

1. કી એકત્રીકરણ: 3 સહભાગીઓ તેમની વ્યક્તિગત જાહેર કીઓ (`Q1`, `Q2`, `Q3`) ને એક જ એગ્રીગેટ જાહેર કી (`Q_agg`) બનાવવા માટે જોડી શકે છે.
2. હસ્તાક્ષર એકત્રીકરણ: MuSig2 જેવા સહયોગી પ્રોટોકોલ દ્વારા, સહભાગીઓ એક એગ્રીગેટ હસ્તાક્ષર (`S_agg`) બનાવી શકે છે જે એગ્રીગેટ જાહેર કી `Q_agg` માટે માન્ય છે.

પરિણામ એ એક વ્યવહાર છે જે બહારની બાજુએ પ્રમાણભૂત સિંગલ-સહી કરનાર વ્યવહાર જેવો જ લાગે છે. તેમાં એક જાહેર કી અને એક હસ્તાક્ષર છે. આ કાર્યક્ષમતા, સ્કેલેબિલિટી અને ગોપનીયતામાં નાટકીય રીતે સુધારો કરે છે, કારણ કે જટિલ મલ્ટિસિગ સેટઅપ્સ સરળ લોકોથી અસ્પષ્ટ બની જાય છે.

`BigInt` ની ભૂમિકા

એકત્રીકરણનો જાદુ સરળ એલિપ્ટિક કર્વ પોઇન્ટ ઉમેરણ અને સ્કેલર અંકગણિતમાં રહેલો છે. એગ્રીગેટ કી બનાવવામાં `Q_agg = Q1 + Q2 + Q3` નો સમાવેશ થાય છે, અને એગ્રીગેટ હસ્તાક્ષર બનાવવામાં કર્વ ક્રમાંકના મોડ્યુલો વ્યક્તિગત હસ્તાક્ષર ઘટકો ઉમેરવાનો સમાવેશ થાય છે. આ બધી કામગીરીઓ - જે MuSig2 જેવા પ્રોટોકોલનો આધાર બનાવે છે - મોટા પૂર્ણાંકો અને કર્વ કોઓર્ડિનેટ્સ પર કરવામાં આવે છે, જે જાવાસ્ક્રિપ્ટમાં સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સ અને એકત્રીકરણ યોજનાઓ લાગુ કરવા માટે `BigInt` ને અનિવાર્ય સાધન બનાવે છે.

અમલીકરણ વિચારણાઓ અને સુરક્ષા શ્રેષ્ઠ પ્રથાઓ

જ્યારે `BigInt` અમને આ અદ્યતન કામગીરીઓને સમજવા અને અમલમાં મૂકવા માટે સશક્ત બનાવે છે, ઉત્પાદન-ગ્રેડ ક્રિપ્ટોગ્રાફી બનાવવી એ એક જોખમી કાર્ય છે. અહીં કેટલીક મહત્વપૂર્ણ બાબતો છે.

1. ઉત્પાદન માટે તમારી પોતાની ક્રિપ્ટોને રોલ કરશો નહીં

આ લેખનો હેતુ અંતર્ગત મિકેનિક્સને શિક્ષિત કરવાનો અને સમજાવવાનો છે. તમારે ઉત્પાદન એપ્લિકેશન માટે શરૂઆતથી આ ક્રિપ્ટોગ્રાફિક પ્રિમિટિવ્સને ક્યારેય અમલમાં મૂકવો જોઈએ નહીં. `noble-curves` જેવી સારી રીતે તપાસાયેલી, ઓડિટ કરેલી અને પીઅર-સમીક્ષા કરેલ લાઇબ્રેરીઓનો ઉપયોગ કરો. આ લાઇબ્રેરીઓ નિષ્ણાતો દ્વારા હેતુપૂર્વક બનાવવામાં આવી છે અને અસંખ્ય સૂક્ષ્મ પરંતુ નિર્ણાયક સુરક્ષા સમસ્યાઓ માટે હિસાબ રાખે છે.

2. સતત-સમય કામગીરી અને સાઇડ-ચેનલ હુમલાઓ

સૌથી ખતરનાક ખાડાઓમાંની એક સાઇડ-ચેનલ હુમલો છે. હુમલાખોર સિસ્ટમના બિન-કાર્યકારી પાસાઓનું વિશ્લેષણ કરી શકે છે - જેમ કે પાવર વપરાશ અથવા કોઈ કામગીરીમાં ચોક્કસ સમય લાગે છે - ગુપ્ત કીઓ વિશે માહિતી લીક કરવા માટે. ઉદાહરણ તરીકે, જો કીમાં '1' બીટ સાથેનો ગુણાકાર '0' બીટ કરતા થોડો લાંબો સમય લે છે, તો હુમલાખોર સમયના વિવિધતાને જોઈને કીને પુનઃનિર્માણ કરી શકે છે.

જાવાસ્ક્રિપ્ટમાં સ્ટાન્ડર્ડ `BigInt` ઓપરેશન્સ સતત-સમય નથી. તેમનો અમલ સમય ઓપરેન્ડ્સના મૂલ્ય પર આધાર રાખી શકે છે. વ્યવસાયિક ક્રિપ્ટોગ્રાફિક લાઇબ્રેરીઓ ખાતરી કરવા માટે ખૂબ જ વિશિષ્ટ એલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરે છે કે ખાનગી કીઓ સાથે સંકળાયેલી બધી કામગીરી કીના મૂલ્યને ધ્યાનમાં લીધા વિના, સતત માત્રામાં સમય લે છે, જેનાથી આ ખતરાને ઓછો કરે છે.

3. સુરક્ષિત રેન્ડમ નંબર જનરેશન

કોઈપણ ક્રિપ્ટોગ્રાફિક સિસ્ટમની સુરક્ષા તેની રેન્ડમનેસની ગુણવત્તાથી શરૂ થાય છે. ખાનગી કીઓ ક્રિપ્ટોગ્રાફિક રીતે સુરક્ષિત સ્યુડો-રેન્ડમ નંબર જનરેટર (CSPRNG) નો ઉપયોગ કરીને જનરેટ થવી જોઈએ. જાવાસ્ક્રિપ્ટ વાતાવરણમાં, હંમેશાં બિલ્ટ-ઇન API નો ઉપયોગ કરો:

• બ્રાઉઝર: crypto.getRandomValues()
• Node.js: crypto.randomBytes()

ક્રિપ્ટોગ્રાફિક હેતુઓ માટે ક્યારેય Math.random() નો ઉપયોગ કરશો નહીં, કારણ કે તે અણધારી બનવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું નથી.

4. ડોમેન પરિમાણ અને જાહેર કી માન્યતા

બાહ્ય સ્ત્રોતમાંથી જાહેર કી પ્રાપ્ત કરતી વખતે, તેને માન્ય કરવું મહત્વપૂર્ણ છે. હુમલાખોર એક દૂષિત બિંદુ પ્રદાન કરી શકે છે જે વાસ્તવમાં નિર્દિષ્ટ એલિપ્ટિક કર્વ પર નથી, જેનાથી હુમલાઓ થઈ શકે છે જે ECDH કી એક્સચેન્જ દરમિયાન તમારી ખાનગી કી જાહેર કરે છે (દા.ત., અમાન્ય કર્વ હુમલાઓ). પ્રતિષ્ઠિત લાઇબ્રેરીઓ આ માન્યતાને આપમેળે હેન્ડલ કરે છે.

નિષ્કર્ષ

`BigInt` ના આગમનથી જાવાસ્ક્રિપ્ટ ઇકોસિસ્ટમમાં ક્રિપ્ટોગ્રાફીના લેન્ડસ્કેપને મૂળભૂત રીતે બદલી નાખ્યું છે. તેણે ECC ને અપારદર્શક, બ્લેક-બોક્સ લાઇબ્રેરીઓના ક્ષેત્રમાંથી એવી વસ્તુમાં ખસેડ્યું છે જેને મૂળ રીતે લાગુ અને સમજી શકાય છે, જે પારદર્શિતા અને ક્ષમતાના નવા સ્તરને પ્રોત્સાહન આપે છે.

અમે અન્વેષણ કર્યું છે કે આ એકલ સુવિધા અદ્યતન અને શક્તિશાળી ક્રિપ્ટોગ્રાફિક કામગીરીને કેવી રીતે સક્ષમ કરે છે જે આધુનિક સુરક્ષિત સિસ્ટમો માટે કેન્દ્રિય છે:

• ECDH કી એક્સચેન્જ: સુરક્ષિત સંદેશાવ્યવહાર ચેનલો સ્થાપિત કરવા માટેનો પાયો.
• જાહેર કી રિકવરી: એક કાર્યક્ષમતા-વધારતી તકનીક જે બ્લોકચેન જેવી સ્કેલેબલ સિસ્ટમ્સ માટે નિર્ણાયક છે.
• સ્ક્નોર સિગ્નેચર્સ: એકત્રીકરણ દ્વારા શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા, ગોપનીયતા અને સ્કેલેબિલિટી પ્રદાન કરતી નેક્સ્ટ જનરેશન હસ્તાક્ષર યોજના.

વિકાસકર્તાઓ અને આર્કિટેક્ટ્સ તરીકે, આ અદ્યતન ખ્યાલોને સમજવું હવે માત્ર એક શૈક્ષણિક કવાયત નથી. તેઓ આજે વૈશ્વિક સિસ્ટમ્સમાં જમાવવામાં આવી રહ્યા છે, બિટકોઇનમાં ટેપરૂટ અપગ્રેડથી લઈને સુરક્ષિત મેસેજિંગ પ્રોટોકોલ્સ સુધી જે આપણી દૈનિક વાતચીતોનું રક્ષણ કરે છે. જ્યારે અંતિમ અમલીકરણ હંમેશાં ઓડિટ કરેલી, નિષ્ણાત-સમીક્ષા કરેલી લાઇબ્રેરીઓ માટે છોડી દેવું જોઈએ, ત્યારે મિકેનિક્સની ઊંડી સમજણ, `BigInt` જેવા સાધનો દ્વારા શક્ય બને છે, તે અમને વૈશ્વિક પ્રેક્ષકો માટે વધુ સુરક્ષિત, કાર્યક્ષમ અને નવીન એપ્લિકેશન્સ બનાવવા માટે સશક્ત બનાવે છે.