A study on early decryption mechanism at veriflable delay functions

Abstract

In computer science, can we measure the passage of time in accordance with Earth time and use this measurement mechanism as a time lock to decrypt encrypted data? The search for answers to these questions has not yet been given a definite, straightforward answer. Because there is no fixed definition of time in computer science. Research on the use and measurement of "time-locked cryptography" in computer science is based on the research of Time-Lock Puzzles and Timed-Release Crypto by Rivest et al. In 2017, two studies were published that accelerated development in this area: Simple Verifiable Delay Functions and Efficient Verifiable Delay Functions. In both studies, timing requirements are defined as Verifiable Delay Functions (VDF). However, current VDF solutions do not have a controlled early decryption feature for time locking mechanism. The contributions we intend to make to the VDF protocol in this study focus on the design, verification, and implementation of a new VDF protocol that both guarantees the time lock mechanism requirements defined by VDF and provides the ability to open the time lock in a controlled manner by authorised individuals before the target time. VDF solution to be developed, unlike similar VDF protocols, should also include the blockchain Ethereum component and work flexibly with any of the defined VDF time lock algorithms, depending on which one is chosen.

Bilgisayar biliminde, zamanın geçişini Dünya saati ile uyumlu bir şekilde ölçebilir ve bu ölçme mekanizmasını şifrelenmiş verilerin çözülmesi için bir zaman kilidi olarak kullanabilir miyiz? Bu sorulara cevap arayışı teknolojinin de hızlı gelişimi nedeniyle, henüz kesin, net bir cevap verilmemiş, araştırmaları sonlandıracak tek bir çözüm üretilememiştir. Çünkü, bilgisayar biliminde zamanın sabit bir tanımı yoktur. Bilgisayar biliminde “zaman kilitli kriptografi” kullanımı ve ölçümü üzerine yapılan araştırmalar, Rivest ve arkadaşlarının Time-Lock Puzzles and Timed-Release Crypto araştırmasına dayanmaktadır. 2017 yılında bu alanda gelişimi hızlandıran iki araştırma yayınlanmıştır: SimpleVerifiable Delay Functions ve EfficientVerifiable Delay Functions. Her iki araştırmada zamanlama gereksinimlerini Doğrulanabilir Gecikme Fonksiyonları (Verifiable Delay Functions-VDF) olarak tanımlanmaktadır. Ancak mevcut VDF çözümleri, protokol şemalarında zaman kilitleme mekanizmaları için kontrollü bir erken açma işlevine sahip değildir. Oysa, bazı mahkeme kararları veya vasiyetnamelerin şifreli olarak saklanan belgelerin, hedeflenen gizlilik kalkış tarihi gelmeden de açılmasını gerektirebilir ve var olan VDF mekanizmaları bu yeteneğe sahip değillerdir. Bu çalışmada VDF protokolüne hedeflediğimiz katkılar; VDF tarafından tanımlanan zaman kilidi mekanizması gereksinimlerinin garanti altına alan, ihtiyaç durumunda zaman kilidinin yetkili kişiler tarafından kontrollü olarak hedeflenen zamanından önce açılmasının olası olduğu yeni bir VDF protokolü tasarlanması, bu protokolün doğrulanması, atak analizlerinin yapılması ve uygulanmasına odaklanmaktadır. Kurulacak olan VDF çözümünün ayrıca, benzer VDF protokollerinden farklı olarak Blockchain-Ethereum bileşenini içermesi, ve tanımlı olan tüm VDF zaman kilit algoritmalarının hangisi seçilirse, hepsi ile de çalışabilme esnekliğinde olması hedeflenmektedir.