محاسبه توزیع شده ، طراحی مکانیسم و الگوریتم های رمزنگاری ، تثلیث مقدس فناوری بلاکچین را تشکیل می دهند. رایانه توزیع شده از یک شبکه غیرمتمرکز رایانه استفاده می کند و قبل از بلاکچین به صورت شبکه های تورنت وجود داشته است.
با این حال ، سایت های تورنت هیچ وسیله ای برای اداره رفتار شرکت کنندگان نداشتند ، جایی که طراحی مکانیسم وارد بلاکچین می شود. این انگیزه را برای شرکت کنندگان در شبکه فراهم می کند تا به نفع شبکه کار کنند.
رمزنگاری همان چیزی است که به عنوان امنیت محافظت از این انگیزه ها عمل می کند. در مقاله سفید بیت کوین توضیح داده شده است که چگونه این سه اصل علمی می توانند با هم بازی کنند و یک مبادله امن و بین نظیر به نظیر ایجاد کنند که نیاز شخص ثالث در معاملات مالی را از بین ببرد.
در حالی که هر یک از این اصول شایسته توضیح دهنده خود هستند ، این مقاله به رمزنگاری و نحوه خدمت رسانی الگوریتم های رمزگذاری به بلاکچین ها تمرکز خواهد کرد.
تاریخچه مختصر رمزنگاری
رمزنگاری به نوعی از زمان مصر باستان وجود داشته است. این به معنای استفاده از یک الگوریتم رمزنگاری ساده به نام رمزنگاری برای انتقال پیام ها قبل از عصر محاسبات بود. یکی از مواردی که بیشتر مورد استناد قرار گرفته است رمز سزار, جولیوس سزار برای برقراری ارتباط با ژنرال های خود در امپراتوری روم استفاده کرد. رمز سزار هر حرف از نامه را با حروف جایگزین می کند که در حروف الفبا سه مکان بعد از آن می آید ، بنابراین A می شود D ، B می شود E و غیره. تا زمانی که سیستم مورد استفاده در تولید متن رمز مخفی بماند ، پیام نیز می تواند خصوصی بماند.
همانطور که می دانید ، سزار کارهایی فراتر از تهیه سالادهای عالی انجام داد
بعداً ، در قرن شانزدهم ، Vigenere مفهوم کلید رمزگذاری الگوریتم های رمزنگاری را ارائه داد که می تواند پیام های رمزگذاری شده را رمزگشایی کند. با استفاده از رمز Vigenere, متن پیام به یک کلمه کلیدی واحد رونویسی شد که تکرار می شود تا زمانی که با طول کاراکتر پیام اصلی مطابقت داشته باشد. سپس این کلمه کلیدی متن رمز را با استفاده از جدول تولید می کند.
پیشرفت مهم در اینجا این است که امنیت پیام های منتقل شده با استفاده از رمزنگار Vigener به مخفی بودن کلید بستگی دارد ، نه خود سیستم.
تحولات قرن بیستم
مشکلی که در این نوع کدها وجود دارد این است که با تجزیه و تحلیل فرکانس حروف به راحتی شکسته می شوند. آلمانی ها از Enigma Machine به طور گسترده در طول جنگ جهانی دوم زیرا قادر بود متنهای رمزگذاری شده ای ایجاد کند که با تجزیه و تحلیل فرکانس حروف قابل شکستن نیستند.
این دستگاه از یک سیستم چند روتور برای تولید متن رمز استفاده کرد. بنابراین حرف “e” در پیام اصلی با طیف وسیعی از حروف مختلف در متن رمزگذاری مطابقت دارد. کلید تنظیم اولیه روتورها بود.
تصور می شد که ماشین Enigma نشکن است
اگرچه آلمانی ها تصور می کردند که این کد نشکن است ، اما Enigma چنین بود ترک خورده توسط لهستانی ها از اوایل سال 1932. رمزگشایانی که برای ارتش انگلیس در پارک بلچلی کار می کردند ، از جمله شخص آلن تورینگ که اکنون افسانه ای است ، بعداً راهی برای کشف کلیدهای روزانه مورد استفاده آلمانی ها یافت.
طلوع محاسبات
پس از جنگ ، تقاضای رمزگذاری در فضای تجاری و تجاری به عنوان ابزاری برای محافظت از اسرار شرکت افزایش یافت. در طول دهه 1970 ، IBM الگوریتم رمزنگاری استاندارد رمزگذاری داده (DES) را توسعه داد. با این حال ، از یک کلید رمزگذاری کوچک استفاده کرده است. با طلوع عصر محاسبات ، اجرای بی رحمانه DES آسان شد و از این رو تقاضای بروزرسانی وجود داشت. استاندارد رمزگذاری پیشرفته که در سال 2000 تصویب شد.
اگرچه ممکن است بسیاری از افراد از آن آگاه نباشند ، اما اکنون رمزگذاری بخشی از زندگی روزمره است. ایمیل و پیام متنی ، رمزهای عبور و لایه های SSL در وب سایت ها همه شامل استفاده از رمزگذاری است. همچنین ستون فقرات ارز رمزنگاری شده را تشکیل می دهد. وجود دارد انواع مختلف الگوریتم های رمزنگاری موارد مختلف استفاده را پوشش می دهد ، بسیاری از آنها در گذشته منسوخ شده اند. با این حال ، استفاده از رمزنگاری در بلاکچین شامل امضاهای دیجیتالی و هش کردن است.
امضاهای دیجیتال
پرداخت های ارز رمزنگاری شده به یک کلید خصوصی به یک امضای دیجیتالی احتیاج دارد. وقتی شخصی کلید خصوصی خود را در برابر معامله پرداخت وارد می کند ، این تراکنش را رمزگذاری می کند. وقتی پرداخت به مقصد رسید ، گیرنده می تواند معامله را با استفاده از کلید عمومی فرستنده رمزگشایی کند.
این امر به عنوان رمزنگاری نامتقارن شناخته می شود ، زیرا بستگی به یک جفت کلید دارد که توسط رمزنگاری به یکدیگر متصل می شوند. این امن تر از رمزنگاری متقارن است ، جایی که هر دو فرستنده و گیرنده از یک کلید استفاده می کنند. در این حالت ، خود کلید نیز باید همراه با پرداخت منتقل شود ، این بدان معنی است که برای محافظت از کلید به یک لایه امنیتی اضافی نیاز است.
هش کردن
بلاک چین ها نیز به هش کردن وابسته هستند. هش کردن یک روش رمزنگاری برای تبدیل هر نوع داده به یک رشته از کاراکترها است. هش و همچنین تأمین امنیت از طریق رمزگذاری ، ذخیره کارآمدتری از داده ها را ایجاد می کند ، زیرا هش از اندازه ثابت برخوردار است.
ویژگی های الگوریتم های رمزنگاری هاشینگ
یک الگوریتم هش رمزنگاری شده باید معیارهای خاصی را داشته باشد تا موثر واقع شود:
- ورودی یکسان همیشه باید همان خروجی را ایجاد کند. صرف نظر از اینکه چند بار داده را از طریق الگوریتم هش قرار می دهید ، باید به طور مداوم همان هش با کاراکترهای یکسان را در رشته تولید کند
- با استفاده از خروجی نمی توان ورودی را کسر یا محاسبه کرد. هیچ راهی برای معکوس کردن فرآیند هش کردن برای دیدن مجموعه داده اصلی وجود ندارد
- هر تغییری در ورودی باید یک خروجی کاملاً متفاوت ایجاد کند. حتی تغییر حالت یک کاراکتر در یک مجموعه داده باید یک هش ایجاد کند که تفاوت قابل توجهی داشته باشد
- هش باید بدون تعداد یا نوع داده ای که به عنوان ورودی استفاده می شود ، دارای تعداد نویسه های ثابتی باشد
- ایجاد هش باید یک فرایند سریع باشد که از قدرت محاسباتی استفاده زیادی نکند.
چگونه یک الگوریتم هش یک هش تولید می کند. اعتبار تصویر: Wikimedia Commons
هاشینگ چگونه کار می کند?
Blockchains هش هر معامله را قبل از اینکه آنها را با هم در بلوک ها قرار دهید ، هش می کند. نشانگرهای هش با نگه داشتن یک هش از داده ها در بلوک قبلی ، هر بلوک را به سلف خود پیوند می دهند. از آنجا که هر بلوک به سلف خود پیوند دارد ، داده های موجود در زنجیره بلوک غیرقابل تغییر هستند. عملکرد هش به این معنی است که تغییر در هر معامله هش کاملا متفاوتی را ایجاد می کند ، که هش تمام بلوک های بعدی را تغییر می دهد. برای انتشار تغییر در بلاکچین ، 51٪ از شبکه باید با آن موافقت کنند. از این رو ، اصطلاح “51٪ حمله”.
بلاک چین های مختلف از الگوریتم های رمزنگاری متفاوتی استفاده می کنند. بلاکچین بیت کوین از الگوریتم SHA256 استفاده می کند که یک هش 32 بایت تولید می کند. Dogecoin و Litecoin هر دو از Scrypt استفاده می کنند ، که یکی از الگوریتم های سریع و سبک رمزنگاری است.
رمزنگاری علمی پیچیده و مفصل است ، که فراتر از محدوده فقط بلاکچین است. در مورد رمزنگاری ، به ویژه برای افرادی که از نظر علمی یا ریاضی تمایل بیشتری به خواندن بیشتر دارند ، این یک موضوع جذاب با بسیاری از موارد جستجو است.
