Uvod u kriptografiju
“Ne možete znati ništa što se ne zna.
Nije prikazano ništa što možete vidjeti.
Sve što trebate je … JAVNA KLJUČNA KRIPTOGRAFIJA !!! “
– uz isprike Lennonu-McCartneyu
Francuski stroj za šifriranje iz 16. stoljeća u obliku knjige s rukama Henrika II.
Bez kriptografije s javnim ključem kriptovaluta zakazuje. Kriptografija javnog ključa dokazuje vlasništvo i provodi privatnost. Ipak, stigao je relativno nedavno, pojavio se na sceni sredinom 1970-ih u isto vrijeme kad i revolucija osobnih računala.
Umjetnost i znanost kriptografije kodiraju (tj. Šifriraju) poruke tako da ih nitko ne može pročitati osim predviđene publike. Samo pravi primatelj dekodira (tj. Dešifrira) poruku, održavajući privatnost između komunikatora.
Ključ se koristi za šifriranje i dešifriranje poruka. U asimetričnoj kriptografiji (drugo ime za kriptografiju javnog ključa), ključ za šifriranje poruke razlikuje se od ključa za dešifriranje poruke.
U simetričnom šifriranju, ključ za dešifriranje poruke jednak je ključu koji se koristi za njezino šifriranje. Ova strategija stvara ključni problem distribucije: pošiljatelj ne mora samo poslati poruku već i pronaći siguran način da pošalje ključ. Kad negativac presretne ključ i poruku, privatnost se raspada.
Whitfield-Diffie rješenje za distribuciju ključa
Lingvistika, jezik i vještine slagalica vladali su kriptografijom kroz veći dio povijesti, ali od sredine dvadesetog stoljeća nadalje, matematika je bila dominantna.
U 1970-ima na Sveučilištu Stanford Whitfield Diffie, Martin Hellman i Ralph Merkle pronašli su matematičko rješenje za ključni problem distribucije. U svom su rješenju koristili modularne aritmetičke i jednosmjerne funkcije. (Između ostalih postignuća, Ralph Merkle također je uvelike pridonio kriptovaluti kao izumitelj stabala Merkle.)
Modularna aritmetika obrađuje ostatke i uključuje skup brojeva koji se premotavaju na početak nakon određene točke. Odnosno, 7 mod 3 jednako je 1, jer 1 ostaje nakon dijeljenja 3 na 7. 12-satni sat pruža najčešći primjer zamotavanja modularne aritmetike. Ako je sada 8:00, 6 sati od sada neće biti 14:00, već 14:00. Glavna stvar koju treba zapamtiti jest da se modularna aritmetika ponaša neintuitivno i daje neočekivane rezultate.
U matematici se jednosmjerne funkcije izvršavaju lako, ali snažno se opiru obrnutom inženjeringu. Sjetite se zdjelice juhe koja se poslužuje u restoranu. Kuhar je lako slijedio recept kako bi ga stvorio, možda čak i improvizirajući neke sastojke pri ruci. Možda ćete moći otkriti ovaj okus i začine, ali bez recepta i točnih sastojaka koje je kuhar koristio, teško ćete duplicirati tu zdjelu juhe.
U algoritmu Whitfield-Diffie dopisnici dijele neke javne podatke za ključ, ali zadržavaju privatne podatke koji sprečavaju prisluškivača da reproducira taj ključ. Tim je svoje rješenje javno predstavio u lipnju 1976. na Nacionalnoj računalnoj konferenciji.
Uđite u asimetričnu kriptografiju
Whitfield-Diffie rješava ključni problem distribucije, ali i dalje koristi simetričnu enkripciju.
Saznavši za Whitfield-Diffie rješenje, Ron Rivest, Adi Shamir i Leonard Adelman iz MIT-ovog Laboratorija za računalne znanosti započeli su nadogradnju na tim matematičkim konceptima kako bi otkrili rješenje za asimetričnu enkripciju. U travnju 1977. uspjeli su. Ovo je postalo poznato kao RSA prema imenima stvaratelja.
U asimetričnoj šifriranju objavljujete javni ključ koji svi znaju. Ljudi to koriste za šifriranje poruka koje samo vi možete dešifrirati jer znate privatni ključ. Jednostavno rečeno, javni ključ je samo broj stvoren množenjem dva broja privatnog ključa. Ako su korišteni brojevi dovoljno veliki, otkrivanje ta dva broja računski je intenzivno i dugotrajno.
Šifriranje za nas ostale
Prijava patenta za električni kodni stroj, 1923.
Upotreba RSA enkripcije dovela je u pitanje resurse računala u to doba. Šifriranje je pripadalo samo moćnima i bogatima – vojsci, vladama, velikim korporacijama itd. Paul Zimmerman zamislio je šifriranje dostupno svima s osobnim računalom. Primijenio je prilično dobru privatnost (PGP) i besplatno je objavio u lipnju 1991. godine.
Zimmerman je svladao resursno intenzivnu računsku sporost asimetrične enkripcije primjenom hibridnog algoritma. Sama poruka koristila je simetrični ključ, a asimetrična kriptografija šifrirala je ključ kako bi ga sigurno poslala s porukom.
Zdravo, Hal Finney
Prsten tajnog dekodera
Prvi zaposlenik Phil Zimmerman kojeg je zaposlio u PGP-u bio je Hal Finney. Hal Finney bi postao prva osoba koja bi pokazala bilo kakav interes kad bi nepoznata osoba koja se naziva Satoshi Nakamoto 2008. godine stigla na scenu predlažući nešto što je nazvao Bitcoin.
Višestruki pokušaji stvaranja privatnog digitalnog novca zaštićenog asimetričnom enkripcijom nisu uspjeli tijekom 1990-ih. U Amsterdamu je David Chaum stvorio DigiCash, ali zahtijevao je da sve transakcije potvrdi centralizirana tvrtka. DigiCash nije uspio kada je Chaumova tvrtka bankrotirala 1998. Britanski istraživač Adam Back stvorio je HashCash 1997. koristeći metodu Proof of Work za stvaranje novih kovanica. HashCash nije uspio jer se novčić mogao koristiti samo jednom. Korisnici su trebali stvoriti nove novčiće svaki put kad bi htjeli nešto kupiti.
Hal Finney riješio je problem HashCash izradom prvog sustava za provjeru rada (RPOW) za višekratnu upotrebu. Pokušao je u projektu digitalnog novca s nečim što je nazvao CRASH (za Crypto cASH). (Naučena lekcija: nazovite računalni program CRASH i očekujte da ne uspije.)
Pozdrav, Bitcoin
Hal Finney postao je prva osoba nakon Satoshija koja je pokrenula Bitcoin čvor i bio je prvi primatelj Bitcoina od prve transakcije na mreži.
Hal je ohrabrio Satoshi mudrošću iskusnog profesionalca koji se nije ogorčio cinizmom: „Zamislite da je Bitcoin uspješan i postaje dominantan sustav plaćanja u uporabi u cijelom svijetu. Tada bi ukupna vrijednost valute trebala biti jednaka ukupnoj vrijednosti sveg bogatstva na svijetu … Čak i ako su izgledi da Bitcoin uspije do ovog stupnja mali, jesu li stvarno 100 milijuna prema jedan protiv? Nešto o čemu treba razmisliti. “
Kasnije je Hal Finney obolio od fatalne bolesti ALS-a i objavio neke oproštajne riječi zajednici 19. ožujka 2013 .:
“Nakon nekoliko dana, bitcoin je radio prilično stabilno, pa sam ga pustio da radi. To su bila vremena kada je poteškoća bila 1 i mogli ste pronaći blokove s CPU-om, čak ni GPU-om. Sljedećih sam dana minirao nekoliko blokova. Ali isključio sam ga jer mi je računalo postalo vruće, a smetala mi je buka ventilatora … Sljedeće što sam čuo za Bitcoin bilo je krajem 2010., kada sam bio iznenađen kad sam otkrio da to ne samo da još uvijek ide, bitcoini su zapravo imali novčanu vrijednost. Oprašio sam stari novčanik i s olakšanjem otkrio da su moji bitcoini još uvijek tamo. Kako se cijena penjala do pravog novca, novčiće sam prebacio u izvanmrežni novčanik, gdje će, nadam se, vrijediti nešto za moje nasljednike. “
Završne misli i daljnje čitanje
Povijest kriptografije od Whitfield-Diffiea do Bitcoina i šire nastavlja napredovati. Matematika daje temelj. Moderna matematika otvara mogućnosti nečuvene prije sredine dvadesetog stoljeća. Matematička istraživanja se nastavljaju, a kad kvantno računanje postane uobičajeno, pojavit će se nove matematičke mogućnosti.
Osim matematike, decentralizacija pokreće povijest moderne kriptografije. Svatko zaslužuje privatnost. Kada su Rivest, Shamir i Adelman stvorili kriptografiju s javnim ključem, samo su moćne i centralizirane organizacije odmah profitirale. Prilično dobra privatnost (PGP) Phila Zimmermana proširila je tržište tako da uključuje sve koji žele koristiti kriptografiju na osobnom računalu. S Bitcoinom, svatko tko koristi kriptovalutu, dobiva privatnost kriptografije javnog ključa kao sastavni dio sustava.
Daljnje čitanje
Mnogi izvori pružaju daljnje detaljne informacije o povijesti kriptografije i njenom nastanku u kriptovaluti:
Popularna knjiga o povijesti kriptografije je Simon Singh Knjiga koda: Znanost o tajnosti od starog Egipta do kvantne kriptografije.
Rana poglavlja Nathaniela Poppera Digitalno zlato: Bitcoin i priča iznutra o nesretnicima i milijunašima koji pokušavaju izmisliti novac pokrivaju ranu povijest kriptovaluta.
Mogu se naći arhive, članci i bogatstvo primarne građe ovdje.
