CH716284A2 - Process for distributed processing, within a blockchain network and sub-enclaves, of computer data encrypted with a fragmented key. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de traitement, au sein d'un réseau blockchain, de données ( 15 ) informatiques contenues dans un conteneur ( 22 ) chiffré, au moyen d'une application ( 27 ) tierce. Ce traitement est conduit au sein d'une enclave ( 8 ) cryptographique dans laquelle le conteneur ( 22 ), des fragments ( 23.i ) d'une clé ( 23 ) de déchiffrement de celui-ci, et l'application ( 27 ) sont chargés, la clé ( 23 ) est reconstituée à partir des fragments ( 23.i ), les données ( 15 ) sont déchiffrées grâce à la clé ( 23 ) et l'application ( 27 ) est exécutée sur les données ( 15 ) ainsi déchiffrées. Le résultat ( 34 ) est inscrit en tant que transaction sur la blockchain ( 5 ).The invention relates to a method for processing, within a blockchain network, computer data (15) contained in an encrypted container (22), by means of a third-party application (27). This processing is carried out within a cryptographic enclave (8) in which the container (22), fragments (23.i) of a decryption key (23) thereof, and the application (27) are loaded, the key (23) is reconstituted from the fragments (23.i), the data (15) is decrypted using the key (23) and the application (27) is executed on the data (15) thus deciphered. The result (34) is recorded as a transaction on the blockchain (5).
Description
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
[0001] L'invention a trait au domaine de l'informatique, et plus précisément au domaine du traitement des données informatiques, en réseau, au moyen d'une application. The invention relates to the field of computing, and more specifically to the field of computer data processing, in a network, by means of an application.
ART ANTERIEURPRIOR ART
[0002] Un programme d'ordinateur comprend des instructions au moyen desquelles, par l'intermédiaire d'une unité de traitement, des opérations sont réalisées sur des données d'entrée (en anglais input), pour fournir, à partir de celles-ci, des données de sortie ou résultat (en anglais output). A computer program comprises instructions by means of which, by means of a processing unit, operations are carried out on input data, to provide, from these- ci, output data or result.
[0003] Le traitement de données en masse (en anglais big data) tend à s'industrialiser. Des programmes spécialisés scrutent les flux de données (tout particulièrement les données personnelles des usagers) circulant sur la Toile, procèdent à des analyses de ces données, effectuent des calculs (notamment statistiques) puis stockent leurs résultats sur des bases de données aux fins d'une exploitation ultérieure (notamment commerciale). [0003] Mass data processing (in English big data) is tending to industrialize. Specialized programs scrutinize the data flows (in particular the personal data of users) circulating on the Web, analyze this data, perform calculations (in particular statistics) and then store their results in databases for the purposes of subsequent exploitation (especially commercial).
[0004] Pour éviter que leurs données personnelles soient exploitées sans leur autorisation, ou pour conserver un relatif anonymat sur la Toile, certains usagers prennent la précaution de les chiffrer. To prevent their personal data from being used without their authorization, or to maintain relative anonymity on the Web, some users take the precaution of encrypting them.
[0005] Certaines données font d'ailleurs (ou devraient faire) l'objet d'un chiffrement systématique, en raison de leur caractère confidentiel (typiquement les données de santé ou les données financières), les instances chargées de leur gestion (hôpitaux, banques) étant soumises à des obligations professionnelles de secret, et responsables à ce titre de l'usage qui pourrait en être fait par des tiers non autorisés. [0005] Some data are moreover (or should be) the subject of systematic encryption, because of their confidential nature (typically health data or financial data), the bodies responsible for their management (hospitals, banks) being subject to professional secrecy obligations, and as such responsible for any use that may be made of it by unauthorized third parties.
[0006] Les données chiffrées sont cependant inaccessibles - et donc inexploitables - pour qui ne dispose pas d'une clé cryptographique appropriée permettant leur déchiffrement. [0006] The encrypted data is however inaccessible - and therefore unusable - for those who do not have an appropriate cryptographic key allowing their decryption.
[0007] Pourtant il existe de nombreux cas où le propriétaire des données (typiquement un patient d'un institut médical ou un client d'une banque) peut souhaiter, sous conditions, autoriser un tiers intéressé à procéder à un traitement des données, sans pour autant communiquer à ce tiers la clé de déchiffrement, ni l'autoriser à accéder pleinement aux données lorsque seule une partie de ces données est susceptible de l'intéresser. However, there are many cases where the owner of the data (typically a patient of a medical institute or a client of a bank) may wish, under conditions, to authorize an interested third party to process the data, without however, communicate the decryption key to this third party, nor authorize him to fully access the data when only part of this data is likely to interest him.
[0008] Par ailleurs, il peut être souhaitable, notamment pour l'émetteur, de conserver (ou d'accéder à) une trace de ce que les données ont fait l'objet d'un traitement. [0008] Furthermore, it may be desirable, in particular for the sender, to keep (or access) a trace of what data has been processed.
[0009] L'invention vise à offrir une solution à ces problèmes, en proposant un procédé de traitement, en réseau, de données chiffrées qui permette à une application de traiter ces données sans affecter leur confidentialité. [0009] The invention aims to offer a solution to these problems, by proposing a method for processing, in a network, encrypted data which allows an application to process this data without affecting their confidentiality.
RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0010] Il est proposé un procédé de traitement de données informatiques au moyen d'une ou plusieurs application(s) tierce(s), au sein d'un réseau pair-à-pair composé d'une pluralité de nœuds formant une base de données distribuée sur laquelle est mémorisée, par réplication sur chaque nœud, une chaîne de blocs, ce procédé comprenant les opérations consistant à : <tb><SEP>- Emettre, à partir d'un terminal tiers et à destination du réseau, une requête de traitement des données par l'application tierce ; <tb><SEP>- A réception de la requête de traitement par au moins un nœud du réseau, sélectionner au sein du réseau au moins un nœud, dit nœud de calcul, équipé d'une unité de traitement informatique dans laquelle est implémenté un environnement d'exécution sécurisé par cryptographie, dit enclave ; <tb><SEP>- Instancier l'enclave ; <tb><SEP>- Charger vers l'enclave : <tb><SEP><SEP>o Un conteneur contenant les données à traiter sous forme chiffrée, à partir d'un nœud du réseau dans lequel ce conteneur est mémorisé ; <tb><SEP><SEP>o L'application ou les applications ; <tb><SEP><SEP>o Un nombre prédéterminé de fragments d'une clé cryptographique de déchiffrement des données du conteneur, à partir de nœuds du réseau dans chacun desquels un fragment de la clé est mémorisé ; <tb><SEP>- Inscrire dans un bloc de la chaîne de blocs, par un ou plusieurs nœuds du réseau, au moins une transaction contenant des empreintes numériques de la requête de traitement et/ou du chargement ainsi effectué ; <tb><SEP>- Dans l'enclave du nœud de calcul : <tb><SEP><SEP>o Reconstituer la clé cryptographique de déchiffrement à partir des fragments chargés ; <tb><SEP><SEP>o Déchiffrer les données du conteneur au moyen de la clé cryptographique de déchiffrement ainsi reconstituée ; <tb><SEP><SEP>o Exécuter l'application ou les applications tierce(s) sur les données ainsi déchiffrées ; <tb><SEP>- Hors de l'enclave du nœud de calcul, mémoriser le résultat de cette ou ces exécution(s) sur un emplacement mémoire prédéfini ; <tb><SEP>- Inscrire dans un bloc de la chaîne de blocs, par un ou plusieurs nœuds du réseau, au moins une transaction contenant une empreinte numérique de ce ou ces résultat(s).There is proposed a method for processing computer data by means of one or more third-party application (s), within a peer-to-peer network composed of a plurality of nodes forming a base of distributed data on which is stored, by replication on each node, a chain of blocks, this method comprising the operations consisting in: <tb> <SEP> - Send, from a third-party terminal and to the network, a request for data processing by the third-party application; <tb> <SEP> - On receipt of the processing request by at least one node of the network, select within the network at least one node, called a computing node, equipped with a computer processing unit in which is implemented a execution environment secured by cryptography, called enclave; <tb> <SEP> - Instantiate the enclave; <tb> <SEP> - Load to the enclave: <tb><SEP> <SEP> o A container containing the data to be processed in encrypted form, from a network node in which this container is stored; <tb><SEP> <SEP> o The application or applications; <tb><SEP> <SEP> o A predetermined number of fragments of a cryptographic key for decrypting the data of the container, from nodes of the network in each of which a fragment of the key is stored; <tb> <SEP> - Enter in a block of the chain of blocks, by one or more nodes of the network, at least one transaction containing digital fingerprints of the processing request and / or of the loading thus carried out; <tb> <SEP> - In the compute node enclave: <tb><SEP> <SEP> o Reconstitute the cryptographic decryption key from the loaded fragments; <tb><SEP> <SEP> o Decrypt the data of the container by means of the cryptographic decryption key thus reconstituted; <tb><SEP> <SEP> o Run the application or the third-party applications on the data thus decrypted; <tb> <SEP> - Outside the computation node enclave, store the result of this or these execution (s) on a predefined memory location; <tb> <SEP> - Enter in a block of the blockchain, by one or more nodes of the network, at least one transaction containing a digital fingerprint of this or these result (s).
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0011] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : <tb><SEP>LaFIG.1est un schéma fonctionnel simplifié illustrant un réseau pair-à-pair sur lequel est distribuée une chaîne de blocs ; <tb><SEP>LaFIG.2est un schéma fonctionnel simplifié illustrant différents composants d'une unité de traitement informatique impliqués dans la création et l'exploitation d'un environnement d'exécution sécurisé appelé enclave ; <tb><SEP>LaFIG.3est un schéma fonctionnel illustrant pour partie une architecture réseau, pour partie des étapes de stockage, et pour partie des fichiers produits, échangés ou stockés au sein du réseau pour les besoins (ou en application) du procédé ; <tb><SEP>LaFIG.4est un diagramme fonctionnel illustrant le chargement des données, d'une clé de déchiffrement et d'une application au sein d'une enclave, ainsi que le déchiffrement et le traitement des données dans l'enclave puis l'inscription du résultat sur un registre blockchain.[0011] Other objects and advantages of the invention will become apparent in the light of the description of an embodiment, given below with reference to the accompanying drawings in which: <tb> <SEP> LaFIG.1 is a simplified block diagram illustrating a peer-to-peer network on which a chain of blocks is distributed; <tb> <SEP> LaFIG.2 is a simplified functional diagram illustrating different components of a computer processing unit involved in the creation and operation of a secure execution environment called an enclave; <tb> <SEP> LaFIG.3 is a functional diagram partly illustrating a network architecture, partly the storage steps, and partly the files produced, exchanged or stored within the network for the needs (or in application) of the process ; <tb> <SEP> LaFIG.4 is a functional diagram illustrating the loading of data, a decryption key and an application within an enclave, as well as the decryption and processing of data in the enclave and then registration of the result on a blockchain register.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0012] Le procédé proposé vise à traiter, de manière confidentielle, des données informatiques au moyen d'une application tierce (c'est-à-dire provenant d'un éditeur distinct de l'émetteur des données). The proposed method aims to treat, confidentially, computer data by means of a third-party application (that is to say from a publisher separate from the sender of the data).
[0013] Sans s'y restreindre, le procédé de traitement proposé exploite, en les combinant, des fonctionnalités offertes par deux technologies relativement récentes dont il paraît utile de faire une description préalable avant d'entrer dans les détails du procédé, à savoir : La technologie de la chaîne de blocs ou, en terminologie anglo-saxonne, blockchain (dans ce qui suit, on préférera la terminologie anglo-saxonne, en raison de son emploi courant dans la plupart des langues, y compris en langue française) ; La technologie de l'environnement d'exécution sécurisé ou, en terminologie anglo-saxonne, du trusted execution environment (TEE).Without being limited thereto, the proposed treatment method exploits, by combining them, the functionalities offered by two relatively recent technologies of which it seems useful to make a preliminary description before going into the details of the method, namely: Blockchain technology or, in Anglo-Saxon terminology, blockchain (in what follows, Anglo-Saxon terminology will be preferred, because of its common use in most languages, including French); The technology of the secure execution environment or, in English terminology, of the trusted execution environment (TEE).
[0014] La technologie blockchain est organisée en couches. Elle comprend : Une couche d'infrastructure matérielle, appelée „réseau blockchain“ ; Une couche protocolaire appelée „protocole blockchain“ ; Une couche informationnelle, appelée „registre blockchain“.[0014] Blockchain technology is organized in layers. She understands : A layer of hardware infrastructure, called a “blockchain network”; A protocol layer called the “blockchain protocol”; An information layer, called the “blockchain register”.
[0015] Le réseau blockchain est un réseau informatique décentralisé, dit réseau pair-à-pair (en terminologie anglo-saxonne Peer-to-Peer ou P2P), constitué d'une pluralité d'ordinateurs (au sens fonctionnel du terme : il s'agit d'un appareil pourvu d'une unité de traitement informatique programmable, qui peut se présenter sous forme d'un smartphone, d'une tablette, d'un ordinateur de bureau, d'une station de travail, d'un serveur physique ou virtuel, c'est-à-dire un espace de calcul et de mémoire alloué au sein d'un serveur physique et sur lequel tourne un système d'exploitation ou une émulation de système d'exploitation), appelés „nœuds“ en référence à la théorie des graphes, capables de communiquer entre eux (c'est-à-dire de s'échanger des données informatiques), deux à deux, au moyen de liaisons filaires ou sans fil. The blockchain network is a decentralized computer network, called a peer-to-peer network (in Peer-to-Peer or P2P terminology), made up of a plurality of computers (in the functional sense of the term: it is a device provided with a programmable computer processing unit, which can be in the form of a smartphone, a tablet, a desktop computer, a workstation, a physical or virtual server, i.e. computing and memory space allocated within a physical server and running an operating system or operating system emulation), called "nodes" with reference to the theory of graphs, capable of communicating with each other (ie exchanging computer data), two by two, by means of wired or wireless links.
[0016] Un réseau1blockchain comprenant des nœuds2communiquant par des liaisons3est illustré sur laFIG.1. Par souci de simplification et de conformité à la théorie des graphes, sur laFIG.1, les nœuds2du réseau1sont représentés par des cercles ; les liaisons3, par des arêtes reliant les cercles. Pour ne pas surcharger de traits le dessin, seules certaines liaisons3entre les nœuds2sont représentées. A network1blockchain comprising nodes2communicating by links3is illustrated in theFIG.1. For the sake of simplification and conformity with graph theory, on FIG.1, the nodes2 of the network1 are represented by circles; the bonds3, by edges connecting the circles. In order not to overload the drawing with lines, only certain links3 between nodes2 are shown.
[0017] Les nœuds2peuvent être disséminés sur de larges régions géographiques ; ils peuvent également être regroupés dans des régions géographiques plus restreintes. [0017] The nodes2 can be scattered over large geographic regions; they can also be grouped into smaller geographic regions.
[0018] Le protocole blockchain se présente sous forme d'un programme informatique implémenté dans chaque nœud2du réseau1blockchain, et qui inclut, outre des fonctions de dialogue - c'est-à-dire d'échange des données informatiques - avec les autres nœuds2du réseau1, un algorithme de calcul qui, à partir de données d'entrée appelées „transactions“ (qui sont des transcriptions d'interactions entre un ou plusieurs terminaux informatiques émetteurs et un ou plusieurs terminaux informatiques destinataires) : <tb><SEP>- Élabore des fichiers4de données structurées appelés „blocs“, chaque bloc4comprenant un corps4Acontenant des empreintes numériques de transactions, et un en-tête4Bcontenant : <tb><SEP><SEP>o Un numéro d'ordre, ou rang, ou encore hauteur (height en anglais), sous forme d'un nombre entier qui désigne la position du bloc4au sein d'une chaîne dans l'ordre croissant à partir d'un bloc initial (Genesis block en anglais) ; <tb><SEP><SEP>o Une empreinte numérique unique des données du corps4A ; <tb><SEP><SEP>o Une empreinte numérique unique, appelée pointeur, de l'en-tête du bloc4précédent, <tb><SEP><SEP>o Une donnée d'horodatage (timestamp en anglais) ; <tb><SEP>- Met en œuvre un mécanisme de validation des blocs4par consensus entre tout ou partie des nœuds2 ; <tb><SEP>- Concatène les blocs4validés pour former un registre5(le registre blockchain) sous forme d'un agrégat dans lequel chaque bloc4est relié mathématiquement au précédent par son pointeur.The blockchain protocol is in the form of a computer program implemented in each node2 of the network1 blockchain, and which includes, in addition to dialogue functions - that is to say exchange of computer data - with the other nodes2 of the network1 , a calculation algorithm which, from input data called "transactions" (which are transcriptions of interactions between one or more transmitting computer terminals and one or more recipient computer terminals): <tb> <SEP> - Builds structured data files4 called "blocks", each block4 including a body4containing digital transaction fingerprints, and a header4Bcontaining: <tb><SEP> <SEP> o A sequence number, or row, or height (height in English), in the form of an integer which designates the position of block4 within a chain in the order growing from an initial block (Genesis block); <tb><SEP> <SEP> o A unique digital fingerprint of body4A data; <tb><SEP> <SEP> o A unique digital fingerprint, called a pointer, of the header of the previous block4, <tb><SEP> <SEP> o A timestamp data; <tb> <SEP> - Implements a mechanism for validating blocks4 by consensus between all or part of the nodes2; <tb> <SEP> - Concatenates validated blocks4 to form a register5 (the blockchain register) in the form of an aggregate in which each block4 is mathematically linked to the previous one by its pointer.
[0019] La moindre modification des données du corps4Aou de l'en-tête4Bd'un bloc4affecte la valeur de son empreinte numérique et rompt par conséquent le lien existant entre ce bloc4ainsi modifié et le bloc4suivant dont le pointeur ne correspond plus. The slightest modification of the data of the body4Aou of the header4B of a bloc4affects the value of its digital fingerprint and consequently breaks the existing link between this bloc4 thus modified and the following bloc4 whose pointer no longer corresponds.
[0020] Selon un mode particulier de réalisation, l'empreinte numérique de chaque bloc4est un condensé (ou condensat, en anglais hash) des données du bloc4, c'est-à-dire le résultat d'une fonction de hachage appliquée aux données du bloc4(y compris le corps4Aet l'en-tête4Bà l'exception de l'empreinte numérique elle-même). La fonction de hachage est typiquement SHA-256. [0020] According to a particular embodiment, the digital fingerprint of each bloc4 is a digest (or hash) of the data of bloc4, that is to say the result of a hash function applied to the data of block4 (including body4A and header4B except for the digital fingerprint itself). The hash function is typically SHA-256.
[0021] Pour un bloc4donné de rang N (N un entier), le pointeur assure avec le bloc4précédent de rang N-1 une liaison inaltérable. En effet, toute modification des données du bloc4de rang N-1 aboutirait à la modification de son empreinte, et donc à un défaut de correspondance entre cette empreinte (modifiée) du bloc4de rang N-1 et le pointeur mémorisé parmi les métadonnées du bloc4de rang N. For a bloc4donné of rank N (N an integer), the pointer ensures an unalterable link with the bloc4précè of rank N-1. Indeed, any modification of the data of block4 of rank N-1 would lead to the modification of its fingerprint, and therefore to a lack of correspondence between this (modified) fingerprint of block4 of rank N-1 and the pointer stored among the metadata of block4 of rank NOT.
[0022] La succession des blocs4reliés entre eux deux à deux par correspondance du pointeur d'un bloc4donné de rang N avec l'empreinte numérique du bloc précédent de rang N-1 constitue par conséquent le registre5blockchain sous forme d'un agrégat de blocs4corrélés, dans lequel la moindre modification des données d'un bloc4de rang N-1 se traduit par une rupture du lien avec le bloc4suivant de rang N - et donc la rupture du registre blockchain. The succession of blocks4 linked together two by two by correspondence of the pointer of a bloc4donné of rank N with the digital fingerprint of the previous block of rank N-1 therefore constitutes the register5blockchain in the form of an aggregate of correlated blocks4, in which the slightest modification of the data of a block4 of rank N-1 results in a breaking of the link with the following block4 of rank N - and therefore the breaking of the blockchain register.
[0023] C'est cette structure particulière qui procure aux données contenues dans le registre5blockchain une réputation d'immuabilité, garantie par le fait que le registre5blockchain est répliqué sur tous les nœuds2du réseau1, obligeant tout attaquant, non seulement à modifier tous les blocs4de rang supérieur au bloc4modifié, mais à déployer ces modifications (alors même que le registre5blockchain continue de se constituer par les nœuds2appliquant le protocole blockchain) à l'ensemble des nœuds2. It is this particular structure that gives the data contained in the register5blockchain a reputation for immutability, guaranteed by the fact that the register5blockchain is replicated on all the nodes2 of the network1, forcing any attacker, not only to modify all the blocks4 of rank greater than the modified block4, but to deploy these modifications (even though the register5blockchain continues to be constituted by the nodes2 applying the blockchain protocol) to all the nodes2.
[0024] Quel que soit le type de consensus appliqué par le mécanisme de validation des blocs4, la plupart des technologies blockchain ont pour fonction primaire d'enregistrer, dans leur registre5blockchain, des transactions passées entre un ou plusieurs terminaux émetteurs, et un ou plusieurs terminaux récepteurs, indifféremment appelés „utilisateurs“. Whatever the type of consensus applied by the block validation mechanism4, most blockchain technologies have the primary function of recording, in their blockchain ledger5, transactions between one or more issuing terminals, and one or more receiving terminals, interchangeably called "users".
[0025] A chaque utilisateur est associé un compte, appelé de manière simplificatrice „portefeuille électronique“ (en anglais digital wallet), qui contient une zone mémoire et une interface programmatique ayant des fonctions d'interaction avec le réseau1blockchain pour lui soumettre des transactions, et des fonctions de synchronisation avec le registre5blockchain pour inscrire, dans la zone mémoire, les transactions validées par inscription dans le registre5blockchain. Each user is associated with an account, called in a simplified manner "electronic wallet" (in English digital wallet), which contains a memory area and a programmatic interface having interaction functions with the 1blockchain network to submit transactions to it, and synchronization functions with the 5blockchain register to register, in the memory area, the transactions validated by registration in the 5blockchain register.
[0026] Sauf mention contraire, et par souci de simplification, l'expression simple „chaîne de blocs“ ou „blockchain“ désigne le registre5blockchain lui-même. Unless otherwise stated, and for the sake of simplicity, the simple expression "blockchain" or "blockchain" designates the register5blockchain itself.
[0027] Certaines technologies blockchain récentes (Ethereum, typiquement) ajoutent aux trois couches matérielle (réseau blockchain), protocolaire (protocole blockchain) et informationnelle (registre blockchain) une couche applicative qui se présente sous forme d'un environnement de développement permettant de programmer des applications, appelées „contrats intelligents“ (en anglais Smart contracts), qui peuvent être déployées sur le registre5blockchain à partir des nœuds2. [0027] Some recent blockchain technologies (Ethereum, typically) add to the three hardware (blockchain network), protocol (blockchain protocol) and information (blockchain register) layers an application layer which is in the form of a development environment for programming applications, called “smart contracts”, which can be deployed on the ledger5blockchain from nodes2.
[0028] On décrit à présent succinctement la technologie des contrats intelligents. The smart contract technology is now briefly described.
[0029] Un contrat intelligent comprend deux éléments : Un compte, appelé „compte de contrat“ (en anglais Contract account), dans la zone mémoire duquel est inscrit un code source contenant des instructions informatiques implémentant les fonctions attribuées au contrat intelligent ; Un code exécutable (en anglais Executable Bytecode) résultant d'une compilation du code source, ce code exécutable étant mémorisé ou déployé au sein du registre5blockchain, c'est-à-dire inséré en tant que transaction dans un bloc4du registre5blockchain.[0029] A smart contract comprises two elements: An account, called a “Contract account”, in the memory area of which is written a source code containing computer instructions implementing the functions assigned to the smart contract; An executable code (in English Executable Bytecode) resulting from a compilation of the source code, this executable code being stored or deployed within the register5blockchain, that is to say inserted as a transaction in a block4 of the register5blockchain.
[0030] Dans la technologie blockchain proposée par Ethereum, un smart contrat est activé par un appel (en anglais Call) adressé par un autre compte, dit compte initiateur (qui peut être un compte utilisateur ou un compte de contrat), cet appel se présentant sous forme d'une transaction contenant, d'une part, un fonds de réserve à transférer (c'est-à-dire un paiement) depuis le compte initiateur au compte de contrat et, d'autre part, des conditions initiales. In the blockchain technology proposed by Ethereum, a smart contract is activated by a call (in English Call) sent by another account, said initiator account (which can be a user account or a contract account), this call is presenting in the form of a transaction containing, on the one hand, a reserve fund to be transferred (i.e. a payment) from the initiating account to the contract account and, on the other hand, initial conditions.
[0031] Cet appel est inscrit en tant que transaction dans le registre5blockchain. Il déclenche : Le transfert du fonds de réserve du compte initiateur au compte de contrat ; La désignation, parmi le réseau1blockchain, d'un nœud d'exécution associé à un compte utilisateur ; L'activation, dans une unité de traitement informatique du nœud d'exécution, d'un environnement d'exécution ou machine virtuelle (appelé Ethereum Virtual Machine ou EVM dans le cas d'Ethereum) ; L'exécution pas-à-pas des étapes de calcul du code exécutable par la machine virtuelle à partir des conditions initiales, chaque étape de calcul étant accompagnée d'un transfert d'une fraction (appelée gas dans le cas d'Ethereum) du fonds de réserve depuis le compte de contrat vers le compte utilisateur du nœud d'exécution, et ce jusqu'à épuisement des étapes de calcul, au terme desquelles est obtenu un résultat ; L'inscription (éventuellement sous forme d'une empreinte numérique) de ce résultat en tant que transaction dans le registre5blockchain.This call is recorded as a transaction in the register5blockchain. It triggers: The transfer of the reserve fund from the initiating account to the contract account; The designation, among the network1blockchain, of an execution node associated with a user account; The activation, in a computer processing unit of the execution node, of an execution environment or virtual machine (called Ethereum Virtual Machine or EVM in the case of Ethereum); The step-by-step execution of the steps for calculating the executable code by the virtual machine from the initial conditions, each step of calculation being accompanied by a transfer of a fraction (called gas in the case of Ethereum) of the reserve fund from the contract account to the user account of the execution node, until the calculation steps are exhausted, at the end of which a result is obtained; The entry (possibly in the form of a digital fingerprint) of this result as a transaction in the ledger5blockchain.
[0032] Le compte initiateur récupère (c'est-à-dire, en pratique, télécharge) le résultat lors de sa synchronisation au registre5blockchain. The initiating account retrieves (that is to say, in practice, downloads) the result when it is synchronized with the register5blockchain.
[0033] On introduit à présent brièvement les environnements d'exécution sécurisé. We now briefly introduce secure execution environments.
[0034] Un environnement d'exécution sécurisé (Trusted execution environment ou TEE) est, au sein d'une unité6de traitement informatique pourvue d'un processeur ou CPU (Central Processing Unit)7, un espace temporaire de calcul et de stockage de données, appelé (par convention) enclave, ou encore enclave cryptographique, qui se trouve isolé, par des moyens cryptographiques, de toute action non autorisée résultant de l'exécution d'une application hors de cet espace, typiquement du système d'exploitation. A secure execution environment (Trusted execution environment or TEE) is, within a computer processing unit provided with a processor or CPU (Central Processing Unit) 7, a temporary computing and data storage space. , called (by convention) an enclave, or even cryptographic enclave, which is isolated, by cryptographic means, from any unauthorized action resulting from the execution of an application outside this space, typically the operating system.
[0035] Intel® a, par exemple, revu à partir de 2013 la structure et les interfaces de ses processeurs pour y inclure des fonctions d'enclave, sous la dénomination Software Guard Extension, plus connue sous l'acronyme SGX. SGX équipe la plupart des processeurs de type XX86 commercialisés par Intel® depuis 2015, et plus précisément à partir de la sixième génération incorporant la microarchitecture dite Skylake. Les fonctions d'enclave proposées par SGX ne sont pas accessibles d'office : il convient de les activer via le système élémentaire d'entrée/sortie (Basic Input Output System ou BIOS). [0035] Intel®, for example, from 2013 revised the structure and interfaces of its processors to include enclave functions, under the name Software Guard Extension, better known by the acronym SGX. SGX equips most of the XX86 type processors marketed by Intel® since 2015, and more specifically from the sixth generation incorporating the so-called Skylake microarchitecture. The enclave functions offered by SGX are not automatically accessible: they must be activated via the elementary input / output system (Basic Input Output System or BIOS).
[0036] Il n'entre pas dans les nécessités de la présente description de détailler l'architecture des enclaves, dans la mesure où : En dépit de sa relative jeunesse, cette architecture est relativement bien documentée, notamment par Intel® qui a déposé de nombreux brevets, cf. par ex., parmi les plus récents, la demande de brevet américain US 2019/0058696 ; Des processeurs permettant de les implémenter sont disponibles sur le marché - notamment les processeur Intel® précités ; Seules les fonctionnalités permises par l'enclave nous intéressent ici, ces fonctionnalités pouvant être mises en œuvre via des lignes de commande spécifiques. A ce titre, l'homme du métier pourra se référer au guide édité en 2016 par Intel® : Software Guard Extensions, Developer Guide.It does not come within the requirements of the present description to detail the architecture of the enclaves, insofar as: Despite its relative youth, this architecture is relatively well documented, in particular by Intel® which has filed numerous patents, cf. e.g., among the most recent, the US patent application US 2019/0058696; Processors making it possible to implement them are available on the market - in particular the aforementioned Intel® processors; Only the functionalities allowed by the enclave are of interest to us here, these functionalities being able to be implemented via specific command lines. As such, those skilled in the art may refer to the guide published in 2016 by Intel®: Software Guard Extensions, Developer Guide.
[0037] Pour une description plus accessible des enclaves, et plus particulièrement d'Intel® SGX, l'homme du métier peut également se référer à A. Adamski, Overview of Intel SGX - Part 1, SGX Internal, ou à D. Boneh, Surnaming Schemes, Fast Verification, and Applications to SGX Technology, in Topics in Cryptology, CT - RSA 2017, The Cryptographers' Track at the RSA Conférence 2017, San Francisco, CA, USA, Feb.14-17, 2017, Proceedings, pp.149-164, ou encore à K. Severinsen, Secure Programming with Intel SGX and Novel Applications, Thesis submitted for the Degree of Master in Programming and Networks, Dept. Of Informatics, Faculty of Mathematics and Natural Science, University of Oslo, Autumn 2017. For a more accessible description of the enclaves, and more particularly of Intel® SGX, those skilled in the art can also refer to A. Adamski, Overview of Intel SGX - Part 1, SGX Internal, or to D. Boneh , Nickaming Schemes, Fast Verification, and Applications to SGX Technology, in Topics in Cryptology, CT - RSA 2017, The Cryptographers' Track at the RSA Conférence 2017, San Francisco, CA, USA, Feb. 14-17, 2017, Proceedings, pp. 149-164, or to K. Severinsen, Secure Programming with Intel SGX and Novel Applications, Thesis submitted for the Degree of Master in Programming and Networks, Dept. Of Informatics, Faculty of Mathematics and Natural Science, University of Oslo, Autumn 2017.
[0038] Pour résumer, en référence à laFIG.2, une enclave8comprend, en premier lieu, une zone9mémoire sécurisée (dénommée Page Cache d'enclave, en anglais Enclave Page Cache ou EPC), qui contient du code et des données relatives à l'enclave elle-même, et dont le contenu est chiffré et déchiffré en temps réel par une puce dédiée dénommée Moteur de Chiffrement de Mémoire (en anglais Memory Encryption Engine ou MEE). L'EPC9est implémentée au sein d'une partie de la mémoire vive dynamique (DRAM)10allouée au processeur7, et à laquelle les applications ordinaires (notamment le système d'exploitation) n'ont pas accès. To summarize, with reference to theFIG.2, an enclave8includes, first of all, a secure memory zone9 (called Enclave Page Cache, in English Enclave Page Cache or EPC), which contains code and data relating to the 'enclave itself, and whose content is encrypted and decrypted in real time by a dedicated chip called the Memory Encryption Engine (MEE). The EPC9 is implemented within a part of the dynamic random access memory (DRAM) 10 allocated to the processor7, and to which ordinary applications (in particular the operating system) do not have access.
[0039] L'enclave8comprend, en deuxième lieu, des clés cryptographiques employées pour chiffrer ou signer à la volée les données sortant de l'EPC9, ce grâce à quoi l'enclave8peut être identifiée (notamment par d'autres enclaves), et les données qu'elle génère peuvent être chiffrées pour être stockées dans des zones de mémoire non protégées (c'est-à-dire hors de l'EPC9). [0039] The enclave8 includes, secondly, cryptographic keys used to encrypt or sign on the fly the data leaving the EPC9, which enables the enclave8 to be identified (in particular by other enclaves), and the The data it generates can be encrypted to be stored in unprotected memory areas (i.e. outside of the EPC9).
[0040] Pour pouvoir exploiter une telle enclave8, une application11doit être segmentée en, d'une part, une ou plusieurs parties12non sécurisées (en anglais untrusted part(s)), et, d'autre part, une ou plusieurs parties13sécurisées (en anglais trusted part(s)). In order to be able to operate such an enclave8, an application11 must be segmented into, on the one hand, one or more unsecured parts12 (in English untrusted part (s)), and, on the other hand, one or more secure parts13 (in English trusted part (s)).
[0041] Seuls les processus induits par la (les) partie(s)13sécurisée(s) de l'application11peuvent accéder à l'enclave8. Les processus induits par la (les) partie(s)12non sécurisée(s) ne peuvent pas accéder à l'enclave8, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas dialoguer avec les processus induits par la (les) partie(s)13sécurisée(s). Only the processes induced by the secure part (s) 13 of the application11 can access the enclave8. The processes induced by the unsecured part (s) 12 cannot access the enclave8, i.e. they cannot dialogue with the processes induced by the part (s) (s) 13secure (s).
[0042] La création (également dénommée instanciation) de l'enclave8et le déroulement de processus en son sein sont commandés via un jeu14d'instructions particulières exécutables par le processeur7et appelées par la (les) partie(s)13sécurisée(s) de l'application11. The creation (also called instantiation) of the enclave8 and the flow of processes within it are controlled via a set of particular instructions executable by the processor7et called by the part (s) 13secure (s) of the application11.
[0043] Parmi ces instructions : ECREATE commande la création d'une enclave8 ; EINIT commande l'initialisation de l'enclave8 ; EADD commande le chargement de code dans l'enclave8 ; EENTER commande l'exécution de code dans l'enclave8 ; ERESUME commande une nouvelle exécution de code dans l'enclave8 ; EEXIT commande la sortie de l'enclave8, typiquement à la fin d'un processus exécuté dans l'enclave8.[0043] Among these instructions: ECREATE commands the creation of an enclave8; EINIT commands the initialization of the enclave8; EADD commands code loading into the enclave8; EENTER commands code execution in the enclave8; ERESUME commands a new execution of code in the enclave8; EEXIT controls the exit of enclave8, typically at the end of a process running in enclave8.
[0044] On a, sur laFIG.2, représenté de manière fonctionnelle l'enclave8sous la forme d'un bloc (en traits pointillés) englobant la partie13sécurisée de l'application11, le jeu14d'instructions du processeur7, et l'EPC9. Cette représentation n'est pas réaliste ; elle vise simplement à regrouper visuellement les éléments qui composent ou exploitent l'enclave8. We have, on laFIG.2, functionally represented the enclave8 in the form of a block (in dotted lines) including the secure part13 of the application11, the set14d'instructions of the processor7, and the EPC9. This representation is not realistic; it simply aims to visually group together the elements that make up or exploit the enclave8.
[0045] Nous expliquerons ci-après comment sont exploitées les enclaves. We will explain below how the enclaves are exploited.
[0046] Les nœuds2du réseau1blockchain étant tous équipés de zones mémoires, celles-ci peuvent être exploitées en tant qu'espace de stockage pour des données15issues d'un terminal16émetteur (ici représenté sous forme d'un smartphone) relié au réseau1. Pour minimiser le risque de perte des données15, il est avantageux de procéder à une réplication de celles-ci, c'est-à-dire d'effectuer une copie des données15, et de distribuer une copie à plusieurs nœuds2du réseau 1 blockchain. La traçabilité des données15peut être réalisée par inscription, dans le registre5blockchain, d'une ou plusieurs empreintes numériques des mémorisations ainsi effectuées. The nodes2du network1blockchain are all equipped with memory areas, these can be used as storage space for data15 from a terminal16emitter (here shown in the form of a smartphone) connected to the network1. To minimize the risk of data loss15, it is advantageous to carry out a replication of the data, that is to say to make a copy of the data15, and to distribute a copy to several nodes2 of the blockchain network 1. Data traceability15 can be achieved by entering, in the blockchain register, one or more digital fingerprints of the memorizations thus made.
[0047] Ce stockage distribué des données15est avantageusement piloté par un contrat intelligent, activé par exemple par le terminal16émetteur qui, tout en transmettant les données15à stocker au réseau1, transmet au contrat intelligent un appel par la procédure décrite précédemment. This distributed storage of data15est advantageously controlled by a smart contract, activated for example by the transmitter terminal16 which, while transmitting the data15 to be stored to the network1, transmits to the smart contract a call by the procedure described above.
[0048] Si la réplication des données15au sein du réseau1blockchain résout le problème de la pérennité des données15, il ne résout pas le problème de leur confidentialité. If the replication of data15 within the network1blockchain solves the problem of the sustainability of the data15, it does not solve the problem of their confidentiality.
[0049] Procéder à un chiffrement des données15au niveau du terminal16émetteur (lequel stockerait une clé de déchiffrement des données) résoudrait le problème de la confidentialité vis-à-vis des tiers non autorisés (sauf à admettre que la clé de déchiffrement pourrait être copiée par un tiers non autorisé à partir du terminal16émetteur), mais ne garantirait cependant pas que les données demeureraient accessibles par le terminal16émetteur lui-même, dans l'hypothèse - qui est réaliste en pratique - où la clé cryptographique serait perdue ou corrompue. Encrypting the data15 at the level of the emitter terminal16 (which would store a data decryption key) would solve the problem of confidentiality vis-à-vis unauthorized third parties (except to admit that the decryption key could be copied by an unauthorized third party from the transmitting terminal16), but would not however guarantee that the data would remain accessible by the transmitting terminal16 itself, in the hypothesis - which is realistic in practice - where the cryptographic key is lost or corrupted.
[0050] Il est ici proposé de distribuer sur le réseau1non seulement les données15(sous forme cryptée), mais également une clé de déchiffrement de celles-ci, via une enclave8instanciée sur un nœud2E, dit nœud d'entrée, du réseau1(FIG.3). It is proposed here to distribute on the network1not only the data15 (in encrypted form), but also a decryption key thereof, via an enclave8instantiated on a node2E, called entry node, of the network1 (FIG. 3).
[0051] A cet effet, une opération préliminaire consiste, à partir du terminal16émetteur dans lequel sont stockées les données15, à transmettre une requête de stockage des données15à destination du réseau1, typiquement en activant un contrat intelligent déployé sur la blockchain5. To this end, a preliminary operation consists, from the emitter terminal16 in which the data15 is stored, in transmitting a data storage request15 to the network1, typically by activating a smart contract deployed on the blockchain5.
[0052] A réception de la requête de stockage par au moins un nœud2du réseau1, le contrat intelligent sélectionne, au sein du réseau1au moins un nœud2Ed'entrée, équipé d'une unité de traitement informatique dans laquelle est implémentée une enclave8. On receipt of the storage request by at least one node2du network1, the smart contract selects, within the network1at least one input node2E, equipped with a computer processing unit in which an enclave8 is implemented.
[0053] Cette enclave8est alors instanciée en application des instructions du contrat intelligent, et les données15y sont chargées à partir du terminal16émetteur et via une ligne17de communication sécurisée (par ex. utilisant le protocole Transport Layer Security ou TLS). A cet effet, l'enclave8peut être pourvue, dès son instanciation, d'une émulation d'interface18de communication supportant le protocole choisi (ici TLS) pour l'échange des données sécurisées. This enclave8est then instantiated in application of the instructions of the smart contract, and the data15y is loaded from the emitting terminal16 and via a secure communication line (eg using the Transport Layer Security or TLS protocol). For this purpose, the enclave8 can be provided, as soon as it is instantiated, with a communication interface 18 emulation supporting the chosen protocol (here TLS) for the exchange of secure data.
[0054] Le protocole blockchain est avantageusement chargé dans l'enclave8, pour former un module19blockchain apte à interroger le registre5blockchain et/ou à participer au processus de création et validation des blocs4. The blockchain protocol is advantageously loaded into the enclave8, to form a module19blockchain able to query the register5blockchain and / or to participate in the process of creation and validation of the blocks4.
[0055] Une transaction21contenant une empreinte numérique du chargement des données ainsi effectué est inscrite dans un bloc4de la blockchain5, aux fins de traçabilité. A transaction21containing a digital imprint of the data loading thus carried out is entered in a bloc4de the blockchain5, for the purposes of traceability.
[0056] Cette transaction20peut être transmise au module19blockchain par le terminal16émetteur, pour être inscrite par un ou plusieurs nœuds2du réseau (par le processus décrit plus haut) dans un nouveau bloc4du registre5blockchain. En variante, le module19blockchain émet de lui-même une transaction20pour inscription dans un nouveau bloc4. This transaction20 can be transmitted to the module19blockchain by the emitter terminal16, to be registered by one or more nodes2 of the network (by the process described above) in a new block4 of the register5blockchain. As a variant, the module19blockchain itself issues a transaction20for registration in a new block4.
[0057] Dans l'enclave8se déroule alors un processus qui comprend les opérations suivantes. In the enclave8se then takes place a process which comprises the following operations.
[0058] Une première opération consiste à chiffrer les données15au moyen d'une clé21cryptographique de chiffrement pour former un conteneur22crypté, en lui associant une clé23cryptographique de déchiffrement. A cet effet, les données15reçues du terminal16émetteur sont relayées par l'interface19de communication à un module24de chiffrement implémenté dans l'enclave8. A first operation consists in encrypting the data15 by means of a cryptographic encryption key21 to form an encrypted container22, by associating a decryption cryptographic key23 with it. To this end, the data 15 received from the emitting terminal 16 are relayed by the communication interface 19 to an encryption module 24 implemented in the enclave 8.
[0059] Selon un mode préféré de réalisation, le chiffrement est symétrique. Dans ce cas, la clé21de chiffrement et la clé23de déchiffrement sont une seule et même clé. According to a preferred embodiment, the encryption is symmetrical. In this case, the encryption key21 and the decryption key23 are one and the same key.
[0060] Une deuxième opération consiste à fragmenter la clé23de déchiffrement. Plus précisément, la clé23de déchiffrement est fragmentée en un nombre N prédéterminé de fragments23.i, (i un entier, 2≤i≤N). A second operation consists in fragmenting the decryption key. More precisely, the decryption key 23 is fragmented into a predetermined number N of fragments 23.i, (i an integer, 2≤i≤N).
[0061] Selon un mode préféré de réalisation, N est tel que N>3 et la fragmentation est réalisée en application des règles de Shamir (dite du Partage de Secret de Shamir, en anglais Shamir's Secret Sharing), et plus précisément du schéma seuil, où un nombre entier prédéterminé K (1<K<N) est choisi tel qu'un nombre K de fragments23.isont suffisants pour reconstituer la clé23de déchiffrement. According to a preferred embodiment, N is such that N> 3 and the fragmentation is carried out in application of Shamir's rules (called Shamir's Secret Sharing, in English Shamir's Secret Sharing), and more precisely of the threshold diagram , where a predetermined integer K (1 <K <N) is chosen such that a number K of fragments23.isont sufficient to reconstitute the decryption key23.
[0062] Une troisième opération consiste à désigner, parmi le réseau1, un ou plusieurs nœuds2Aprimaires de stockage. A third operation consists in designating, among the network1, one or more primary storage nodes2.
[0063] A cet effet, l'enclave8est avantageusement pourvue d'un module25de distribution de données, auquel le module24de chiffrement communique le conteneur22crypté pour distribution aux nœuds2Aprimaires de stockage. To this end, the enclave8est advantageously provided with a data distribution module25, to which the encryption module24 communicates the encrypted container22 for distribution to the primary storage nodes2.
[0064] Une quatrième opération consiste à désigner, parmi le réseau1, un groupe de plusieurs nœuds2Bsecondaires de stockage, en nombre N égal au nombre de fragments23.ide la clé23de déchiffrement. A fourth operation consists in designating, among the network1, a group of several secondary storage nodes2B, in number N equal to the number of fragments23.ide the decryption key23.
[0065] Ces nœuds2Bsecondaires de stockage sont de préférence distinct(s) des nœuds2Aprimaires de stockage - en d'autres termes, les nœuds2Aprimaires de stockage et les nœuds2Bsecondaires de stockage forment deux groupes disjoints (représentés en pointillés sur laFIG.3). These secondary storage nodes 2B are preferably distinct from the primary storage nodes 2 - in other words, the primary storage nodes 2 and the secondary storage nodes 2 B form two disjoint groups (shown in dotted lines in FIG. 3).
[0066] Une cinquième opération consiste à distribuer le conteneur22crypté vers le ou les nœuds2Aprimaires de stockage. A fifth operation consists in distributing the encrypted container22 to the primary storage node or nodes.
[0067] Une sixième opération consiste à distribuer les fragments23.ide la clé23cryptographique de déchiffrement vers les nœuds2Bsecondaires de stockage, chaque nœud2Bsecondaire de stockage recevant un unique fragment23.i. A sixth operation consists in distributing the fragments23.ide the cryptographic decryption key23 to the secondary storage nodes 2B, each secondary storage node 2B receiving a unique fragment23.i.
[0068] Selon un mode préféré de réalisation, l'enclave8est pourvue d'un module26de fragmentation et de distribution de clé, auquel le module24de chiffrement communique la clé23de déchiffrement pour fragmentation et distribution aux nœuds2Bsecondaires de stockage. According to a preferred embodiment, the enclave8 is provided with a fragmentation and key distribution module26, to which the encryption module24 communicates the decryption key23 for fragmentation and distribution to the secondary storage nodes2B.
[0069] Ces opérations achevées, l'enclave8peut être refermée. These operations completed, the enclave8 can be closed.
[0070] Hors de l'enclave8du nœud2Ed'entrée, les opérations suivantes sont réalisées : <tb><SEP>o Le conteneur22crypté est mémorisé au sein de chaque nœud2Aprimaire de stockage ; <tb><SEP>o Chaque fragment23.ide la clé23cryptographique de déchiffrement est mémorisé au sein de chaque nœud2Brespectif secondaire de stockage.Out of the entry enclave8du node2E, the following operations are performed: <tb> <SEP> o The encrypted container22 is stored within each primary storage node2; <tb> <SEP> o Each fragment23.ide the decryption cryptographic key23 is stored within each secondary storage node2Brespective.
[0071] Pour assurer la traçabilité de ces opérations, au moins une transaction contenant une empreinte numérique des distributions ou des mémorisations ainsi effectuées est inscrite dans un bloc4de la chaîne5de blocs, par un ou plusieurs nœuds2du réseau1. Cette transaction peut être initiée par les nœuds2Aprimaires et2Bsecondaires de stockage, mais elle peut également être initiée par l'enclave8elle-même (et plus précisément par le module20blockchain) avant sa fermeture. To ensure the traceability of these operations, at least one transaction containing a digital imprint of the distributions or memorizations thus carried out is registered in a bloc4de the chain5de blocks, by one or more nodes2 of the network1. This transaction can be initiated by the Primary2 and Secondary2B storage nodes, but it can also be initiated by the enclave8 itself (and more specifically by the module20blockchain) before it closes.
[0072] La clé23de déchiffrement des données n'étant pas stockée localement au niveau du terminal16émetteur, elle ne risque pas d'être perdue avec celui-ci. Le fait qu'elle soit fragmentée (et stockée sur des nœuds2Bdistants) la rend beaucoup moins vulnérable aux appropriations indues. The key 23de decryption of the data not being stored locally at the level of the emitting terminal16, it does not risk being lost with the latter. The fact that it is fragmented (and stored on remote2B nodes) makes it much less vulnerable to misappropriation.
[0073] Les données étant cryptées au sein du conteneur22, leur accès est impossible sans obtenir la clé23de déchiffrement. Comme celle-ci est fragmentée, un attaquant serait contraint d'appliquer des techniques de force brute en récupérant l'ensemble des fragments et en tentant toutes les combinaisons possibles pour reconstituer la clé23de déchiffrement, ce qui nécessite des moyens de calcul disproportionnés. The data being encrypted within the container22, their access is impossible without obtaining the decryption key23. As this is fragmented, an attacker would be forced to apply brute force techniques by recovering all the fragments and by attempting all possible combinations to reconstitute the decryption key, which requires disproportionate computing resources.
[0074] Grâce à la fragmentation de la clé23de déchiffrement, aucun nœud2Aou2Bde stockage ne dispose à la fois du conteneur22de de sa clé23complète de déchiffrement, ce qui limite le risque de déchiffrement non autorisé des données par un nœud2Aou2Bde stockage (les autres nœuds2ne disposant quant à eux d'aucune information). Thanks to the fragmentation of the decryption key23, no storage node2Aou2B has both the container22de of its full decryption key23, which limits the risk of unauthorized decryption of data by a storage node2Aou2B (the other nodes2 do not have them no information).
[0075] Lorsque les fragments23.isont distribués sur des nœuds2Bsecondaires de stockage distincts des nœuds2Aprimaires de stockage sur lesquels est distribué le conteneur22limite encore le risque de déchiffrement non autorisé, aucun nœud2Aou2Bne disposant à la fois du conteneur22et d'un fragment23.i(quel qu'il soit) de la clé de déchiffrement, chaque nœud2A,2Bn'ayant qu'une partie de l'information (le conteneur22crypté sans fragment23.ide clé23associée, ou, à l'inverse, un fragment23.ide la clé23sans le conteneur22crypté associé). When the fragments23.isont distributed over secondary storage nodes 2B separate from the primary storage nodes 2 on which the container22 is distributed further limits the risk of unauthorized decryption, no node 2Aou2Bne having both the container22 and a fragment23.i (whatever 'it is) of the decryption key, each node2A, 2B having only part of the information (the container22 encrypted without fragment23.ide associated key23, or, conversely, a fragment23.ide the key23 without the associated encrypted container22) .
[0076] Comme la clé23de déchiffrement a été constituée au sein d'une enclave8, elle n'est connue d'aucune tierce partie et n'est stockée nulle part en entier. Le seul moyen de l'obtenir serait d'obtenir (indument) les fragments23.ides différents nœuds2Bde stockage et de reconstituer la clé23à partir de ceux-ci. En pratique, une telle manœuvre est hautement improbable, car elle nécessiterait, par méconnaissance de l'identité des nœuds2Bsecondaires de stockage, d'attaquer l'ensemble des nœuds du réseau1. As the decryption key has been constituted within an enclave8, it is not known to any third party and is not stored anywhere in its entirety. The only way to get it would be to get (unduly) the fragments23.ides different storage nodes2B and reconstitute key23 from them. In practice, such a maneuver is highly improbable, because it would require, through ignorance of the identity of the secondary storage nodes2B, to attack all the nodes of the network1.
[0077] Quant à la réplication du conteneur22sur le réseau1blockchain, elle permet de stocker les données avec une bonne assurance qu'elles pourront être récupérées le moment venu par les personnes autorisées à récupérer également (et reconstituer) la clé23de déchiffrement à partir des nœuds2Bsecondaires de stockage. As for the replication of the container22 on the 1blockchain network, it makes it possible to store the data with good assurance that they can be recovered when the time comes by the persons authorized to also recover (and reconstitute) the decryption key23 from the secondary 2B nodes of storage.
[0078] Cependant il peut être souhaitable de permettre un traitement, au profit d'un tiers autorisé, des données15du conteneur22crypté, sans pour autant permettre à ce tiers autorisé d'avoir connaissance des données elles-mêmes. However, it may be desirable to allow processing, for the benefit of an authorized third party, of the data of the encrypted container 22, without however allowing this authorized third party to have knowledge of the data themselves.
[0079] Plus précisément, le traitement des données est destiné à être réalisé au moyen d'une (ou plusieurs) application(s)27tierce(s) qui se présente(nt) sous forme d'un ou plusieurs fichiers de données programmatiques (c'est-à-dire de données représentant des instructions d'un programme d'ordinateur). More specifically, the data processing is intended to be carried out by means of one (or more) application (s) 27tierce (s) which is (are) in the form of one or more programmatic data files ( that is, data representing instructions of a computer program).
[0080] Les données programmatiques peuvent être des lignes de code en langage haut niveau (code source). Dans ce cas, les données programmatiques se présentent typiquement sous forme de fichiers texte. Elles peuvent également se présenter sous forme d'un ou plusieurs fichiers de code intermédiaire (bytecode), ou encore (et de préférence) sous forme d'un ou plusieurs fichiers de code exécutable directement par un processeur. The programmatic data can be lines of code in high level language (source code). In this case, the programmatic data is typically in the form of text files. They can also be in the form of one or more intermediate code files (bytecode), or else (and preferably) in the form of one or more code files executable directly by a processor.
[0081] L'application27tierce est créée (ou éditée), ou temporairement stockée, au sein d'un terminal28dit éditeur, également relié (ou intégré, en tant que nœud) au réseau1. The application27tierce is created (or edited), or temporarily stored, within a terminal28dit editor, also connected (or integrated, as a node) to the network1.
[0082] Le traitement des données15peut être sollicité par un terminal29tiers (qui peut être confondu avec l'éditeur28). Dans ce cas, une requête (REQ,FIG.4) de traitement des données15par l'application27est émise par le terminal29tiers. Selon un mode de réalisation illustré sur laFIG.4, la requête est adressée à un contrat30intelligent déployé sur la blockchain5. The data processing15 can be requested by a third party terminal29 (which can be confused with the publisher28). In this case, a request (REQ, FIG. 4) for processing the data 15 by the application 27 is sent by the terminal 29 third parties. According to an embodiment illustrated on theFIG.4, the request is addressed to an intelligent contract30 deployed on the blockchain5.
[0083] Pour réaliser ce traitement, une première opération consiste, à réception de la requêteREQde traitement des données15, à sélectionner (SEL), au sein du réseau1au moins un nœud, dit nœud2Cde calcul, équipé d'une unité de traitement informatique dans laquelle est implémentée une enclave8. To perform this processing, a first operation consists, upon receipt of the data processing request REQ15, in selecting (SEL), within the network1 at least one node, called calculation node2C, equipped with a computer processing unit in which is implemented an enclave8.
[0084] Comme illustré sur laFIG.4, sont également sélectionnés : Un nœud2Aprimaire sur lequel est stocké un exemplaire du conteneur22crypté ; K nœuds2Bsecondaires contenant K fragments23.ide la clé23de déchiffrement du conteneur22crypté ; Le cas échéant, un nœud correspondant à l'éditeur28et sur lequel est stockée l'application27.As illustrated in theFIG.4, are also selected: A Primary2Node on which is stored a copy of the encrypted container22; K secondary 2B nodes containing K fragments23.ide the decryption key23 of the encrypted container22; If applicable, a node corresponding to the editor28 and on which the application27 is stored.
[0085] Une deuxième opération consiste à instancier l'enclave8du nœud2Cde calcul. A second operation consists in instantiating the enclave8du node2Cde computation.
[0086] Une troisième opération consiste (ici sur requête du contrat30intelligent) à charger dans l'enclave8(de préférence via des lignes de communication sécurisées, typiquement utilisant le protocole Transport Layer Security ou TLS) : Le conteneur22crypté à partir du nœud2Aprimaire ; Les K fragments23.ide la clé23cryptographique de déchiffrement qui lui est associée, à partir des nœuds2Bsecondaires ; L'application (ou les applications)27tierce(s).A third operation consists (here at the request of the intelligent contract) in loading into the enclave8 (preferably via secure communication lines, typically using the Transport Layer Security or TLS protocol): The container22 encrypted from node2 Primary; The K fragments23.ide the cryptographic decryption key23 associated with it, from the secondary nodes2B; The application (or applications) 27third (s).
[0087] Une quatrième opération consiste à inscrire dans un bloc4de la chaîne5de blocs, par un ou plusieurs nœuds2du réseau, au moins une transaction contenant une empreinte numérique de la requête de traitement et/ou du chargement ainsi effectué. A fourth operation consists in entering in a bloc4de the chain5de blocks, by one or more nodes2 of the network, at least one transaction containing a digital imprint of the processing request and / or the loading thus carried out.
[0088] Une cinquième opération consiste, dans l'enclave8du nœud de calcul, à reconstituer la clé23cryptographique de déchiffrement, à partir des K fragments23.ichargés. A fifth operation consists, in the enclave8du computing node, in reconstituting the decryption cryptographic key23, from the K fragments23.icharged.
[0089] A cet effet, l'enclave est pourvue d'un module31de défragmentation. For this purpose, the enclave is provided with a defragmentation module.
[0090] Une sixième opération consiste, dans l'enclave8du nœud2Cde calcul, à déchiffrer les données du conteneur22au moyen de la clé23de déchiffrement ainsi reconstituée. A l'issue de cette opération, les données15sont accessibles en clair dans l'enclave8(mais pas depuis l'extérieur de celle-ci). A sixth operation consists, in the computation node2C enclave8du, in decrypting the data of the container22 by means of the decryption key23 thus reconstituted. At the end of this operation, the data15 are accessible in clear in the enclave8 (but not from outside it).
[0091] A cet effet, l'enclave8est avantageusement pourvue d'un module32de déchiffrement. For this purpose, the enclave8est advantageously provided with a decryption module32.
[0092] Une septième opération consiste alors à exécuter l'application27sur les données15ainsi déchiffrées. Cette opération est avantageusement conduite par un module33de calcul dont est pourvue l'enclave8. A seventh operation then consists in executing the application 27 on the data 15 thus decrypted. This operation is advantageously carried out by a calculation module with which the enclave8 is provided.
[0093] Lorsque l'application27se présente sous forme d'un (ou plusieurs) fichier(s) exécutable(s), cette exécution peut être conduite directement. Lorsque l'application27se présente sous forme de code source ou de bytecode, il convient de le compiler au préalable. Dans ce cas, on peut charger dans l'enclave8, préalablement à l'exécution, un programme de compilation. When the application 27 is in the form of one (or more) executable file (s), this execution can be carried out directly. When the application27 is in the form of source code or bytecode, it should be compiled first. In this case, a compilation program can be loaded into the enclave8, prior to execution.
[0094] L'exécution de l'application27sur les données15produit un résultat34. Ce résultat34est mémorisé, hors de l'enclave8, sur un emplacement mémoire prédéfini. The execution of the application27 on the data15produces a result34. This result34 is stored, outside the enclave8, on a predefined memory location.
[0095] Il est alors inscrit, dans un bloc4de la chaîne5de blocs, par un ou plusieurs nœuds2du réseau (typiquement à l'initiative du contrat30intelligent), au moins une transaction contenant une empreinte numérique de ce résultat34. It is then registered, in a block4of the chain5de blocks, by one or more nodes2 of the network (typically at the initiative of the smart contract30), at least one transaction containing a digital fingerprint of this result34.
[0096] Grâce à ce procédé, les données15peuvent être analysées sans être disponibles en clair hors de l'enclave8, à laquelle les tiers n'ont pas accès. En outre, les données15ne sont pas non plus communiquées à l'éditeur28pour qu'il procède lui-même à l'exécution de son application27. L'éditeur28ne dispose donc pas des données15 : il ne dispose que du résultat34fourni par l'exécution de son application27. Il en résulte le maintien de la confidentialité des données15y compris vis-à-vis des tiers qui souhaitent (et peuvent être autorisés à) les analyser. Thanks to this method, the data15 can be analyzed without being available in clear outside the enclave8, to which third parties do not have access. In addition, the data15 is not communicated to the publisher28 for it to carry out its application itself27. The editor28 therefore does not have the data15: it only has the result34 provided by the execution of its application27. This results in maintaining the confidentiality of data15, including vis-à-vis third parties who wish (and may be authorized to) analyze them.
[0097] L'utilisation de la blockchain5permet en outre de conserver une trace inaltérable de l'exploitation des données (notamment personnelles). The use of the blockchain5 also makes it possible to keep an unalterable trace of the exploitation of data (particularly personal data).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH00756/19A CH716284A2 (en) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | Process for distributed processing, within a blockchain network and sub-enclaves, of computer data encrypted with a fragmented key. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH00756/19A CH716284A2 (en) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | Process for distributed processing, within a blockchain network and sub-enclaves, of computer data encrypted with a fragmented key. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH716284A2 true CH716284A2 (en) | 2020-12-15 |
Family
ID=73727414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CH00756/19A CH716284A2 (en) | 2019-06-07 | 2019-06-07 | Process for distributed processing, within a blockchain network and sub-enclaves, of computer data encrypted with a fragmented key. |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH716284A2 (en) |
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2019
- 2019-06-07 CH CH00756/19A patent/CH716284A2/en not_active Application Discontinuation
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