Panduan Pemula untuk Kriptografi

Untuk memahami cryptocurrency pada tahap protokol, sangat penting untuk memahami hubungan matematik yang mendasari semua kriptografi. Seseorang boleh memulakan perjalanan ini dengan bermula dari awal: kelahiran sedikit & evolusi ke arah bait.

Asas Kepada Yang Asas

Setengah abad yang lalu, bapa Zaman Maklumat, Claude Shannon, menerbitkan industri yang dihormati sekarang Teori Komunikasi Matematik disertasi. Itulah nama dideklarasikan versi yang diterbitkan secara terbuka oleh ahli matematik pertengahan 30-an pada tahun 1949. Versi yang sebelumnya diklasifikasikan, bagaimanapun, adalah usaha perang yang diterbitkan oleh Bell Labs yang berprestij bernama “A Mathematical Theory of Cryptography.” Banyak prinsip teras yang diterbitkan dalam teori komunikasi popular berpunca dari teori rahsia kriptografi. Sebenarnya, Shannon terkenal mengatakan yang berikut mengenai hakiki & sifat tumpang tindih teori komunikasi maklumat & kriptografi:

Mereka begitu rapat sehingga anda tidak dapat memisahkan mereka.

Walaupun sebahagian besar artikel ini akan menumpukan pada apa yang datang selepas tesis “Teori Komunikasi Matematik” nya, untuk memahami standard tertentu, sangat penting kita pergi satu dekad belakang dalam kerjaya Shannon – ketika dia merupakan pelajar siswazah berusia 28 tahun di MIT. Mengejar master dalam bidang kejuruteraan elektrik, tugas utamanya adalah merancang litar elektrik baru untuk versi awal komputer. Seorang ahli matematik di hati, mengingat matematik abstrak boolean yang dipelajarinya dalam pengajian sarjana di University of Michigan. Matematik Boolean, seperti yang mungkin anda duga, adalah cabang matematik yang berkaitan dengan benar & pernyataan palsu (atau 0s dan 1s). Matematik Boolean, walaupun menarik, mempunyai sedikit aplikasi yang meluas pada pertengahan 30-an; sebaliknya, reka bentuk litar elektrik, penemuan saintifik moden, sangat memerlukan kerangka yang berdisiplin untuk pemahaman lebih lanjut.

Pada tahun 1938, Shannon menerbitkan tesis induknya: Analisis Simbolik Relay & Litar Menukar. Tesis genius ini membuktikan bahawa dengan menggunakan algebra Boolean, seseorang secara konseptual dapat mengautomasikan susunan relay dalam pertukaran telefon manual kemudian. Secara lanjutan, ini bermaksud bahawa menggunakan sifat binari suis elektrik sebagai fungsi logik, seseorang dapat menggunakan algebra boolean untuk mewakili & menyelesaikan sebarang reka bentuk litar.

Kerangka asas pembinaan litar ini mendasari semua perkakasan komputer digital moden.

Satu dekad selepas tesis master awalnya, sambil membuat karya sekeping de rintangan komunikasi & teori kriptografi jauh di Bell Lab, dia akhirnya memutuskan untuk menamakan apa yang dia yakini unit asas semua maklumat: a bpenggalian inaryia, atau, a sedikit.

Dari Bits Hingga Bait

Dan pada suatu masa selama bertahun-tahun, kecemerlangan Shannons merangkumi komunikasi maklumat saintifik & kriptografi masa perang (1944-1949), yang bit menjadi unit maklumat standard untuk semua pengkomputeran. Komputer memahami 0s & 1s … jadi persoalannya berikut, bagaimana kita pergi dari kod binari ke, katakanlah, watak alfanumerik yang sama yang anda baca di skrin ini?

Notasi Bit

Sebatang sedikit hanya nol atau satu – ia hanya ada dua keadaan yang mungkin[0,1]. Untuk dua bit kami mendapat sejumlah empat kemungkinan: [00, 01, 10, 11].

Mengikut corak ini, menjadi sangat jelas bahawa untuk setiap n bit yang kita ada 2 ^ n kemungkinan keadaan.

Akhirnya, perlunya lebih banyak simbol & huruf, untuk menjadikan kerja dengan komputer lebih mesra pengembang, menjadi garis depan pandangan para saintis komputer: bagaimana seseorang membina sistem nombor, apalagi keseluruhan abjad, dari hanya 0s & 1s?

Perenambelasan

Sekiranya anda perlu menyesuaikan warna secara dalam talian, anda mungkin menemui rentetan heksadesimal pada satu titik atau yang lain – mereka biasanya kelihatan seperti berikut: # 012f5b

Pereka sangat akrab dengan sistem penomboran ini kerana cara standard untuk mencatat warna secara digital. Peraturan teras sistem penomboran heksadesimal adalah bahawa setiap watak diwakili oleh salah satu daripada yang berikut enam belas nilai: 0–9 & A – F. Sepuluh bilangan bulat pertama (mengira sifar) ditambah enam huruf pertama abjad Inggeris membentuk keseluruhan sistem penomboran heksadesimal. Sekali lagi, sejumlah enam belas (16) jumlah kemungkinan keadaan; cara penulisan lain 16 ialah 2⁴. Bagaimana kita boleh mewakili keadaan yang mungkin ini?

Dengan jumlah empat bit: 4 bit = 2⁴ keadaan yang mungkin

ASCII

Bilangan satu digit & enam huruf pertama abjad Inggeris pastinya merupakan langkah ke arah bahasa komputer yang lebih mesra – tetapi adakah cukup? Bagaimana kita, misalnya, menunjukkan ruang? bezakan antara huruf kecil & huruf besar? Atau gunakan tanda baca seperti tanda seru atau tanda tanya? Tidak, enam belas watak tidak boleh dilakukan.

Versi asal standard hari ini, ASCII, mencadangkan a tujuh-sistem bit; namun, tidak lama kemudian, menjadi standar untuk menggunakan versi lanjutan (atau derivatif) ASCII yang meminta untuk standard lapan bit. Piawaian ini bermaksud ada output watak yang dapat dibaca oleh manusia oleh komputer dapat ditunjukkan oleh lapan bit, yang akan diterjemahkan ke 2⁸ = 256 keadaan yang mungkin! Standard aksara lapan-bit hingga abjad angka ini diringkaskan dengan baik oleh jadual di bawah:

Setiap 256 aksara dapat diwakili oleh gabungan antara lapan bit

Bait & Di luar

Kami kini merangkumi kelahiran & pragmatisme pengkomputeran dengan, serta menentukan, bit. Dari situ kami menerangkan bagaimana empat bit (2⁴) memberi kami sistem perenambelasan & bagaimana lapan bit (2⁸) memberi kita bahasa ASCII yang masih digunakan. Kami sekarang akan memperkenalkan prinsip terakhir yang diharapkan dapat menjelaskan mengapa memahami asas bit sangat penting untuk pemahaman mendalam tentang kriptografi & dengan mata wang kripto lanjutan.

Lapan bit (2⁸) sebenarnya nombor yang sangat penting bukan hanya kriptografi & cryptocurrency tetapi dalam semua pengkomputeran. Sebenarnya, lapan bit sangat standard sehingga diberi nama baru untuk melambangkan rentetan lapan-bit: a bait. A bait ialah rentetan lapan bit: 8 bit = 1 bait.

Fakta bahawa byte dapat mewakili satu watak adalah sebab utama mengapa faktor lapan adalah nombor yang sangat umum dalam kriptografi, seperti 128, & 256 (dari algoritma hashing konsensus Bitcoin yang terkenal SHA256). Memahami secara intuitif bagaimana beralih dari bit, ke nilai heksadesimal ke aksara alfanumerik ke bait akan menjadi bahagian inti dari pengetahuan yang diperlukan bergerak ke hadapan untuk benar-benar memahami kekuatan pendorong di sebalik cryptocurrency.

Sekiranya anda merasa terbeban, jangan risau, itu wajar jika melanggar topik yang begitu rumit. Luangkan masa sebentar sebelum beralih ke Fungsi Hash Kriptografi.

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