Co je kryptografie?

Při výzkumu kryptoměny, s největší pravděpodobností jste narazili na pojem „kryptografie“. Možná si myslíte, že kryptografie je nějakým způsobem spojena s kryptoměnami, a měli byste pravdu.

Kryptografie se však používá pro mnohem více aplikací, jako je ochrana dat, bankomaty, hesla k počítačům a mnoho dalších. V tomto článku vás provedeme základy kryptografie a probereme její roli v kryptoměnách.

Dějiny kryptografie

Kryptografie je metoda skrytí informací, aby byl jejich obsah bezpečný a tajný. K odhalení informací musí čtenář vědět, jak byly informace upraveny, nebo šifrované. Zašifrovanou zprávu může, pokud je správně provedena, číst pouze odesílatel a příjemce.

Kryptografie není zdaleka nová a existuje již tisíce let. Historicky se kryptografie používala k odesílání důležitých zpráv, které byly určeny pouze pro vybranou skupinu očí. První kryptografické zprávy byly nalezeny na stránkách starověkých Egypťanů, ale první důkazy o strategickém používání kryptografie pocházejí z doby římské.

Caesarova šifra

Podle historiků Julius Caesar používal kryptografii, rozvíjel svou tzv Caesarova šifra posílat tajné zprávy jeho nejvyšším generálům. Tento způsob ukrývání citlivých informací před nežádoucími očima se používal až do moderní doby.

Během druhé světové války Němci používali k zasílání důležitých informací do jejich řad šifrovací stroj s názvem Enigma Machine. Stejně jako u většiny kryptografií existoval způsob, jak to prolomit, což objevil Alan Turing (matematický génius a jmenovec Turingova testu), někteří jej nyní považují za jeden z rozhodujících bodů obratu druhé světové války.

Základy kryptografie

Výše uvedená Caesarova šifra, neboli šifrovací šifra, je jedním z nejjednodušších způsobů šifrování zprávy a porozumění kryptografii. Nazývá se také šifrovací šifra, protože nahrazuje původní písmena zprávy jinými písmeny posunem nahoru nebo dolů v abecedě.

Například pokud zašifrujeme zprávu pomocí +3, A by se stalo D a K by se stalo N. Naopak, s pravidlem -2 by se D stalo B a Z by se stalo X.

přečtěte si vše o investování do blockchainu

uhdg hyhubwklqj rq lqyhvw lq eorfnfkdlq

I když se jedná o jednu z nejjednodušších kryptografických metod, logika za ní je v zásadě pro každou metodu stejná. Existuje zpráva, která je tajná pro všechny kromě zúčastněných stran, a proces, díky kterému bude tato zpráva nečitelná pro všechny kromě těch, kteří o tom vědí. Tento proces je šifrování a má dva prvky:

Šifra – Toto je sada pravidel, která používáte k zakódování informací. Například posunutí abecedy o X počet písmen jako v Caesarově šifře. Šifra nemusí být nutně tajemstvím, protože ji budete moci přečíst, pouze pokud budete mít přístup ke klíči.

Klíč – To vám řekne, jak uspořádat soubor pravidel šifry. U Caesarovy šifry by to byl počet písmen, které by šifra abecedně posunula, například +3 nebo -2. Klíčem je nástroj používaný k dešifrování zprávy.

Mnoho lidí tedy může mít přístup ke stejné šifře, ale bez klíče ji stále nedokážou prolomit.

Proces přenosu tajné zprávy probíhá následovně:

Strana A chce poslat zprávu straně B, ale nechce, aby ji nikdo četl.
Strana A používá k zašifrování zprávy klíč a transformuje text na šifrovací text.
Strana B obdrží šifrovací text.
Strana B používá stejný klíč k dešifrování šifrovacího textu a nyní může číst zprávu.

Pokrok v kryptografii

Šifrované zprávy jsou za účelem ochrany jejich obsahu šifrovány, což znamená, že o získání těchto informací budou vždy existovat strany. Jak se však lidé pokoušeli a úspěšně rozluštili různé kódy, kryptografie byla nucena se přizpůsobit. Posunula se daleko za pouhý posun písmen v abecedě a vyvinula se do extrémně složitých hádanek, jejichž řešení je stále těžší. Namísto posunutí několika písmen v abecedě se nyní písmena mění na čísla, jiná písmena a symboly na základě stovek nebo tisíců přechodných kroků.

Počítačová éra vedla k exponenciálnímu zvýšení obtížnosti šifrování. Je to proto, že počítače s sebou přinesly drastické zvýšení výpočetního výkonu. Lidský mozek je stále zdaleka nejsložitějším počítačem, ale pokud jde o výpočty, počítače jsou mnohem rychlejší a dokážou zpracovat mnohem větší výpočty.

Kryptografie digitální éry zahrnuje elektrotechniku, informatiku a matematiku. Zprávy jsou nyní obecně šifrovány a dešifrovány pomocí vysoce komplexních algoritmů vytvořených kombinací těchto technologií. Bez ohledu na to, jak silné je šifrování, vždy budou lidé pracovat na jeho prolomení.

Praskání kódu

Vidíte, že i bez klíče není Caesarova šifra příliš těžká na rozbití. Každé písmeno může nabývat pouze 25 různých hodnot a pro většinu hodnot nebude mít zpráva smysl. Prostřednictvím pokusů a omylů byste byli schopni zprávu dešifrovat bez přílišného úsilí.

Praskání šifrování vyzkoušením všech možností je známé jako hrubou silou. Znamená to vyzkoušet všechny možnosti, dokud řešení nesedí. S nárůstem výpočetního výkonu se to stává realističtější hrozbou, kterou lze řešit pouze zvýšením složitosti šifrování. Čím více klíčů k šifře existuje, tím obtížnější je „hrubou silou“ se dostat ke zprávě.

Současné pokročilé šifry umožňují biliony možných klíčů, takže hrubá síla je menší hrozbou. Tvrdilo se však, že superpočítače, a hlavně kvantové počítače, bude brzy schopen prolomit většinu šifrování hrubou silou kvůli jejich bezkonkurenční výpočetní síle.

Jak již bylo řečeno, dešifrování zpráv je stále těžší a těžší, ale není to nemožné. Je to proto, že šifra je ze své podstaty vázána na sadu pravidel. Pravidla lze analyzovat a dát přednost jemnějšímu způsobu dešifrování zprávy: frekvenční analýza.

S enormním nárůstem složitosti šifer to lze v dnešní době provést pouze prostřednictvím počítačů, ale stále to lze udělat. Tato technika analyzuje opakující se události a snaží se pomocí této metody najít klíč.

Vysvětlíme to znovu na příkladu Caesarovy šifry. Víme, že písmeno E je mnohem častěji používáno než jiná písmena v abecedě. Když tyto znalosti použijeme na zprávu šifrovanou Caesarem, budeme hledat dopis, který se ukáže nejvíce. Zjistili jsme, že písmeno H se používá častěji než ostatní a testujeme tento předpoklad aplikací -3 posunu na zprávu. Čím delší je zpráva, tím snazší je frekvenční analýza.

uhdg hyhubwklqj rq lqyhvw lq eorfnfkdlq

Kryptografie a kryptoměny

Většina kryptoměn slouží zcela jiným účelům než posílání tajných zpráv, ale kryptografie stále hraje klíčovou roli. Ukázalo se, že tradiční principy kryptografie a nástroje k ní používané mají ve skutečnosti více funkcí, než jsme si dříve mysleli.

Nejdůležitější nově objevené funkce jsou hashování a digitální podpisy.

Hashing

Hashing je kryptografická metoda pro transformaci velkého množství dat na krátké počty, které je obtížné napodobit. Je klíčovou součástí blockchain technologie a zabývá se hlavně ochranou a integritou dat protékajících blockchainem.

Tato metoda se používá hlavně pro čtyři procesy:

k ověření a ověření zůstatků na účtu peněženek
kódovat adresy peněženky
pro kódování transakcí mezi peněženkami
umožnit těžbu bloků (pro těžitelné kryptoměny) vytvořením matematických hádanek, které je třeba vyřešit k vyřešení bloku

Digitální podpisy

A digitální podpis, podobně jako váš vlastní podpis, slouží k ověření, že jste tím, kým o sobě říkáte. Pokud jde o kryptoměny, digitální podpisy jsou matematické funkce, které jsou přizpůsobeny konkrétnímu peněženka.

Fungují tedy jako důkaz, že konkrétní peněženka je ve skutečnosti peněženka, o které se tvrdí – v zásadě jde o digitální identifikaci peněženky. Připojením digitálního podpisu k transakci nemůže nikdo zpochybnit, že tato transakce pochází z peněženky, ze které údajně pochází, a tuto peněženku nelze vydávat za jinou peněženku.

Digitální podpisy používají kryptografii k identifikaci peněženky a tajně se shodují s veřejným a soukromým klíčem peněženky. Váš veřejný klíč je v zásadě číslo vašeho bankovního účtu, zatímco váš soukromý klíč je kód PIN. Nezáleží na tom, jestli lidé znají váš bankovní účet, protože jediné, co s ním mohou udělat, je vložit peníze na váš účet. Pokud však také znají váš kód PIN, můžete mít skutečný problém.

V blockchainu se soukromý klíč používá k šifrování transakcí, zatímco veřejný klíč se používá k dešifrování. To je možné, protože za transakci odpovídá odesílající strana. Odesílající strana zašifruje transakci svým soukromým klíčem, lze to však dešifrovat veřejným klíčem příjemce, protože mu stačí ověřit, že jste zprávu skutečně odeslali vy. Pokud veřejný klíč odesílající strany nefunguje k dešifrování transakce, pak transakce není z dané peněženky.

Zdroj: Wikimedia

V tomto systému je veřejný klíč distribuován volně a je spárován tajně se soukromým klíčem. Není problém, pokud je známý veřejný klíč, ale soukromý klíč musí být vždy udržován v tajnosti. I když jsou oba spárovaní, výpočet něčího soukromého klíče na základě jeho veřejného klíče je výpočetně tak náročný, že je finančně i technicky neproveditelný.

Ochrana klíče je hlavní nevýhodou této metody. Pokud se ostatní seznámí s vaším soukromým klíčem, mají přístup do vaší peněženky a mohou s ní provádět transakce, ke kterým ve skutečnosti došlo Bloombergova chyba když reportér omylem ukázal svůj soukromý klíč v televizi.

Příbuzný: Jak zabezpečit své kryptoměny

Závěrečné poznámky

Kryptografie, která se používá pro blockchain technologie má spoustu různých vrstev. Tento článek zkoumá základy kryptografie a její využití pro blockchainy, ale má mnohem větší technickou hloubku. Na tomto webu můžete se naučit vše, co kryptografii obsahuje, zdarma! Pokud vás více zajímá podrobný přehled konkrétních kryptografických metod používaných v technologii blockchain, tento článek může být velmi užitečné začít.

Co je důležité pochopit o vztahu mezi kryptografií a technologií blockchain, je ochrana a zabezpečení, které kryptografie poskytuje. Umožňuje důvěryhodný systém, ve kterém si strany nemusí navzájem důvěřovat, protože mohou důvěřovat použitým kryptografickým metodám.

Od vzniku Bitcoin v roce 2009 kryptografická ochrana blockchainu odolala všem pokusům o neoprávněnou manipulaci s daty a bylo jich mnoho. Nové kryptoměny navíc implementují ještě bezpečnější metody kryptografie, z nichž některé jsou již kvantově odolné a jsou tak chráněny před potenciálními budoucími hrozbami.

Bez kryptografie by nemohlo existovat žádné bitcoiny a žádná kryptoměna, období. Úžasně je to vědecká metoda vynalezená před tisíci lety, která udržuje naši digitální aktiva bezpečný a spolehlivý.