Distribuované výpočty, návrh mechanismu a kryptografické algoritmy tvoří svatou trojici technologie blockchain. Distribuované výpočty využívají decentralizovanou síť počítačů a existovaly před blockchainy ve formě torrentových sítí.

Torrentové weby však neměly žádný způsob, jak řídit chování účastníků, což je místo, kde návrh mechanismu vstupuje do blockchainu. Poskytuje pobídku pro účastníky sítě, aby pracovali pro dobro sítě.

Kryptografie slouží k zabezpečení těchto pobídek. Klíčový dokument o bitcoinech vysvětlil, jak by tyto tři vědecké principy mohly hrát společně a vytvořit bezpečnou vzájemnou výměnu hodnoty, která by eliminovala potřebu třetí strany ve finančních transakcích.

Zatímco každý z těchto principů si zaslouží svůj vlastní vysvětlující, tento článek se zaměří na kryptografii a na to, jak šifrovací algoritmy slouží blockchainům.

Stručná historie kryptografie

Kryptografie v nějaké formě existuje už od dob starověkého Egypta. Před věkem výpočetní techniky to znamenalo používat k přenosu zpráv jednoduchý kryptografický algoritmus zvaný šifra. Jedním z nejčastěji citovaných je Caesarova šifra, používal Julius Caesar ke komunikaci se svými generály v Římské říši. Caesarova šifra nahradila každé písmeno zprávy písmenem, které následuje tři místa za ní v abecedě, takže A se stane D, B se stane E a tak dále. Dokud systém použitý při generování šifrovacího textu zůstane tajný, zpráva může také zůstat soukromá.

Julius Caesar

Caesar dělal víc než jen skvělé saláty, víš

Později, v 16. století, Vigenere představil koncept šifrovacího klíče pro kryptografické algoritmy, které mohly dešifrovat kódované zprávy. Za použití Šifra Vigenere, text zprávy byl přepsán do jediného klíčového slova, které se opakuje, dokud neodpovídá délce znaků původní zprávy. Toto klíčové slovo poté generuje ciphertext pomocí tabulky.

Kritickým vývojem zde je, že bezpečnost zpráv přenášených pomocí Vigenerovy šifry závisela na utajení klíče, nikoli na samotném systému.

Vývoj 20. století

Problém těchto druhů kódů spočívá v tom, že jsou snadno rozbitné analýzou četnosti písmen. Němci používali Enigma Machine značně během druhé světové války, protože byla schopna generovat šifrové texty, které nebylo možné rozbít analýzou frekvence písmen.

Stroj používal systém více rotorů ke generování šifrovacího textu. Písmeno „e“ v původní zprávě by tedy odpovídalo řadě různých písmen v šifrovacím textu. Klíčem bylo počáteční nastavení rotorů.

Enigma Machine

Stroj Enigma byl považován za nerozbitný

Ačkoli si Němci mysleli, že kód je nerozbitný, Enigma ano popraskané polským již v roce 1932. Kryptografové pracující pro britskou armádu v Bletchley Parku, včetně samotného dnes již legendárního Alana Turinga, později našli způsob, jak zjistit denní klíče používané Němci.

Dawn of Computing

Poválečné požadavky na šifrování v obchodním a komerčním prostoru vzrostly jako prostředek ochrany podnikových tajemství. V sedmdesátých letech vyvinula IBM kryptografický algoritmus Data Encryption Standard (DES). Používal však malý šifrovací klíč. Jak svítal věk výpočtů, stalo se snadné hrubou silou DES, a proto existovala poptávka po aktualizaci. Pokročilý standard šifrování přijatý v roce 2000.

Ačkoli si to mnoho lidí nemusí uvědomovat, šifrování je nyní součástí každodenního života. E-mailové a textové zprávy, hesla a vrstvy SSL na webech zahrnují použití šifrování. Tvoří také páteř kryptoměny. Existují mnoho různých typů kryptografických algoritmů pokrývajících různé případy použití, mnoho z nich již zastaralé. Použití kryptografie v blockchainu však zahrnuje digitální podpisy a hašování.

Digitální podpisy

Platby v kryptoměně vyžadují digitální podpis ve formě soukromého klíče. Když někdo zadá svůj soukromý klíč proti platební transakci, zašifruje to transakci. Když platba dosáhne svého cíle, může příjemce dešifrovat transakci pomocí veřejného klíče odesílatele.

Toto se nazývá asymetrická kryptografie, protože to závisí na dvojici klíčů propojených kryptografií. Je bezpečnější než symetrická kryptografie, kde odesílatel i příjemce používají stejný klíč. V tomto případě musí být spolu s platbou přenesen i samotný klíč, což znamená, že k ochraně klíče bude zapotřebí další vrstva zabezpečení.

Hashing

Blockchainy jsou také závislé na hašování. Hashing je kryptografická metoda převodu jakéhokoli druhu dat na řetězec znaků. Kromě zabezpečení pomocí šifrování vytváří hash efektivnější úložiště dat, protože hash má pevnou velikost.

Charakteristika hashovacích kryptografických algoritmů

Algoritmus šifrování hash musí splňovat konkrétní kritéria, aby byl efektivní:

  • Stejný vstup musí vždy generovat stejný výstup. Bez ohledu na to, kolikrát jste vložili data pomocí hashovacího algoritmu, musí konzistentně vytvářet stejný hash se stejnými znaky v řetězci
  • Vstup nelze odvodit ani vypočítat pomocí výstupu. Neměl by existovat způsob, jak zvrátit proces hašování, aby se zobrazila původní sada dat
  • Jakákoli změna ve vstupu musí vést ke zcela odlišnému výstupu. Dokonce i změna případu jednoho znaku v datové sadě by měla vytvořit hash, který je výrazně odlišný
  • Hodnota hash by měla mít pevný počet znaků bez ohledu na velikost nebo typ dat použitých jako vstup
  • Vytvoření hash by měl být rychlý proces, který nevyužívá výpočetní výkon.

Jak vypadá hashovací algoritmus

Jak hashový algoritmus generuje hash. Uznání obrázku: Wikimedia Commons

Jak funguje hashování?

Blockchains hash každou transakci, než je spojí dohromady do bloků. Ukazatele hash propojují každý blok s jeho předchůdcem tak, že v předchozím bloku drží hash dat. Protože každý blok odkazuje na svého předchůdce, data v blockchainu jsou neměnná. Funkce hash znamená, že změna jakékoli transakce způsobí zcela odlišný hash, který změní hash všech následujících bloků. K šíření změny napříč blockchainem by s tím muselo souhlasit 51% sítě. Proto termín „51% útok“.

Různé blockchainy používají různé kryptografické algoritmy. Bitcoinový blockchain používá algoritmus SHA256, který vytváří 32bajtový hash. Dogecoin i Litecoin používají Scrypt, který je jedním z rychlejších a lehčích kryptografických algoritmů.

Kryptografie je komplexní a podrobná věda, která přesahuje rámec pouhého blockchainu. V kryptografii je k dispozici spousta dalšího čtení, zejména pro vědecky nebo matematicky zaměřené, je to fascinující předmět se spoustou prozkoumání.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me