ブロックチェーンの暗号化：タイプとアプリケーション[2022]
公開: 2021-01-04目次
ブロックチェーンの概要
ブロックチェーンはピアツーピアネットワークです。 「ブロックチェーン」という単語は、「ブロック」と「チェーン」という2つの別個の用語で構成されています。 データのコレクション、エイリアスデータレコードを参照しているブロック、およびこれらのブロックのパブリックデータベースを参照しているチェーンは、リストとして保存されます。
これらのリストは暗号化を使用してリンクされているため、ブロックチェーンを作成するための最も重要で基本的な要件になります。 ブロックチェーンは増え続けるレコードのリストであり、ブロックは時間とともにリストに追加されます。 ブロックチェーンでの暗号化は難しい概念ですが、理解を深めるために単純化するようにしています。
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ソース
暗号化
暗号化は、通信プロセス中にサードパーティがプライベートメッセージからデータにアクセスして知識を得るのを防ぐための技術とプロトコルを開発する方法です。 暗号化は、2つの古代ギリシャ語、クリプトスとグラフインで構成されています。前者は「隠された」を意味し、後者は「書く」を意味します。 暗号化に関連するいくつかの用語があり、それらは次のように述べられています。
暗号化：平文（通常のテキスト）から暗号文（ランダムなビットシーケンス）へのプロセスです。
復号化：暗号化の逆プロセス、暗号文から平文への変換。
暗号：数学関数、つまり平文を暗号文に変換するために使用される暗号化アルゴリズム。
キー：暗号化アルゴリズムの出力を誘導するために必要な少量の情報。
読む：ブロックチェーンプロジェクトのアイデア
暗号化の種類
ブロックチェーンの暗号化を理解するには、暗号化の種類を理解する必要があります。 暗号化アルゴリズムを実行するには、主に3つの異なる方法があります。つまり、対称鍵暗号化、非対称鍵暗号化、およびハッシュ関数です。
1.対称鍵暗号化–この暗号化方式では、単一の鍵をアプリケーションに取り込みます。 この共通キーは、暗号化プロセスと復号化プロセスの両方に使用されます。 共通の単一キーを使用すると、送信者と受信者の間でキーを安全に転送するという問題が発生します。 シークレットキー暗号化とも呼ばれます。
2.非対称鍵暗号化-この暗号化方式では、公開鍵と秘密鍵という名前の鍵のペア、暗号化鍵、および復号化鍵をそれぞれ使用します。 このアルゴリズムによって生成される鍵ペアは、秘密鍵と、同じアルゴリズムを使用して生成される一意の公開鍵で構成されます。 公開鍵暗号とも呼ばれます。
3.ハッシュ関数-このタイプの暗号化はキーを使用しません。 暗号を使用して、平文から固定長のハッシュ値を生成します。 プレーンテキストの内容を暗号文から復元することはほぼ不可能です。
ソース
ブロックチェーンでの暗号化の使用
ブロックチェーンは、非対称キーアルゴリズムとハッシュ関数の2種類の暗号化アルゴリズムを利用します。 ハッシュ関数は、すべての参加者にブロックチェーンの単一ビューの機能を提供するために使用されます。 ブロックチェーンは通常、ハッシュ関数としてSHA-256ハッシュアルゴリズムを使用します。
暗号化ハッシュ関数は、ブロックチェーンに次の利点を提供します。
- アバランシェ効果–データをわずかに変更すると、出力が大幅に異なる可能性があります。
- 一意性–すべての入力には一意の出力があります。
- 決定論的–ハッシュ関数を介して渡された場合、どの入力も常に同じ出力になります。
- 迅速性–出力は非常に短い時間で生成できます。
- リバースエンジニアリングは不可能です。つまり、出力とハッシュ関数を使用して入力を生成することはできません。
ハッシュ関数は、ブロックを相互にリンクし、各ブロック内に格納されているデータの整合性を維持する上で主要な役割を果たします。 ブロックデータに変更を加えると、不整合が発生してブロックチェーンが破損し、無効になる可能性があります。 この要件は、「アバランシェ効果」と呼ばれるハッシュ関数のプロパティによって実現されます。
これによると、ハッシュ関数への入力を少しでも変更すると、元の出力と比較してまったく無関係な出力が得られます。 SHA-256ハッシュ関数の例を取り上げて、それらの出力を比較してみましょう。
入力： upGradのブロックチェーン
出力： 04f0ecc95159533982d7571eada5f8d76592b6e97ead964467c603d31b9e7a9c
わずかな違いのある入力： upGradでのブロックチェーン
出力： 80b069904b6a8db46ed94e7091ff4e5fc72fae5422d46cc57d8f66db7abf4781
入力の1文字を小文字から大文字に変更すると、出力に大きな違いが見られます。 これにより、ブロックチェーン上でデータの信頼性と安全性が向上します。 ブロックデータに変更を加えると、ハッシュ値にこの違いが生じ、ブロックチェーンが無効になり、不変になります。
非対称鍵暗号方式では、一般に秘密鍵を乱数アルゴリズムで生成する必要があり、公開鍵は不可逆アルゴリズムを実行して計算されます。 非対称暗号化アルゴリズムには、安全でないチャネルを介して転送できる公開鍵と秘密鍵が別々にあるという利点があります。
おそらく、これにはいくつかの欠点もあります。その中には、処理速度が遅く、暗号化の強度が不十分なものもあります。 ブロックチェーンでデータを送信する際には、非対称暗号化アルゴリズムのセキュリティを確保する必要があります。
非対称鍵暗号の主要部分の1つは、デジタル署名です。 デジタル署名は、プロセスに整合性を提供します。 それらは簡単に検証でき、破損することはありません。 また、否認防止の品質を保持しているため、実際の署名と同様になります。 デジタル署名により、ブロックチェーンが有効であり、データが検証されて正しいことが保証されます。
ハッシュ、公開鍵と秘密鍵のペア、およびデジタル署名が一緒になって、ブロックチェーンの基盤を構成します。 これらの暗号化機能により、ブロックを他のブロックから安全にリンクできるようになり、ブロックチェーンに格納されているデータの信頼性と不変性が保証されます。
ブロックチェーン技術には膨大な数のアプリケーションがあり、暗号化によってそれが可能になります。 ブロックチェーンにおける暗号化の主要な実際のアプリケーションの1つは、暗号通貨です。 暗号通貨でのそのアプリケーションを見てみましょう。
ソース
暗号通貨はブロックチェーンの主要なアプリケーションの1つであり、公開鍵と秘密鍵のペアを使用して、ブロックチェーン上のユーザーのアドレスを維持します。 ブロックチェーンでの暗号化では、公開鍵が個人のアドレスとして使用されます。 公開鍵はグローバルに表示されます。つまり、参加者のすべての参加者に表示されます。 秘密鍵は秘密値であり、そのアドレスデータにアクセスし、通常はトランザクションである「アドレス」に対するアクションを承認するために使用されます。
デジタル署名は、暗号通貨に広く使用されています。 これらは、安全に（オフラインで）署名することによってトランザクションを承認するために使用され、ブロックチェーン上のマルチ署名契約やデジタルウォレットにも使用されます。 これらのマルチシグニチャコントラクトおよびデジタルウォレットからアクションを実行するには、アクションを実行する前に、複数の（異なる）秘密鍵からのデジタルシグニチャが必要です。
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結論
ブロックチェーン技術は、すべての多国籍企業の開発の主要な重点分野であり、また、過去数年からこの技術に膨大な数の新興企業が出現しています。 ブロックチェーンはまだ社会での主流の使用法を目撃していませんが、専門家がこの分野でのキャリアを探求し、発展させるための多くの機会があります。 そのうちの1つは、確かにブロックチェーンの暗号化です。 時間が経つにつれて、この分野は無限の機会を提供するでしょう、そしてこれのために、あなたはブロックチェーン技術を学び始めて、 upGradで先発者の利点を持つことができます。
ブロックチェーンの暗号化はこのテクノロジーの中核であり、不変で信頼性の高いものになっています。 この分野に興味があり、このテクノロジーを探求したい場合は、upGradが提供するさまざまなコースをご覧ください。
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