Kryptografia w Blockchain: rodzaje i zastosowania [2022]

Wprowadzenie do Blockchain

Blockchain to sieć peer-to-peer; słowo „blockchain” składa się z dwóch oddzielnych terminów: „blok” i „łańcuch”. Blok będący odniesieniem do zbioru danych, aliasów rekordów danych oraz łańcuch odnoszący się do publicznej bazy danych tych bloków, przechowywanej jako lista.

Listy te są połączone za pomocą kryptografii, co czyni je najistotniejszym i podstawowym wymogiem tworzenia łańcucha bloków. Blockchain to rosnąca lista rekordów, a bloki są z czasem dodawane do listy. Kryptografia w blockchain może być trudną koncepcją, ale staraliśmy się ją uprościć dla lepszego zrozumienia.

Ucz się kursów oprogramowania online z najlepszych światowych uniwersytetów. Zdobywaj programy Executive PG, Advanced Certificate Programs lub Masters Programs, aby przyspieszyć swoją karierę.

Źródło

Kryptografia

Kryptografia to metoda opracowywania technik i protokołów, aby uniemożliwić osobom trzecim dostęp i uzyskanie wiedzy o danych z prywatnych wiadomości podczas procesu komunikacji. Kryptografia składa się również z dwóch starożytnych greckich terminów, Kryptos i Graphein, z których pierwszy oznacza „ukryty”, a drugi „pisać”. Istnieje kilka terminów związanych z kryptografią, które są określone w następujący sposób:

Szyfrowanie: Jest to proces zamiany zwykłego tekstu (zwykłego tekstu) na tekst zaszyfrowany (losowa sekwencja bitów).

Deszyfrowanie: Odwrotny proces szyfrowania, konwersja tekstu zaszyfrowanego na tekst jawny.

Szyfr: Funkcja matematyczna, tj. algorytm kryptograficzny, który służy do konwersji tekstu jawnego na tekst zaszyfrowany.

Klucz: niewielka ilość informacji wymagana do wywołania wyjścia algorytmu kryptograficznego.

Przeczytaj: Pomysły na projekty Blockchain

Rodzaje kryptografii

Aby zrozumieć kryptografię w blockchain , trzeba zrozumieć rodzaje kryptografii. Istnieją głównie trzy różne sposoby wykonywania algorytmów kryptograficznych, a mianowicie kryptografia z kluczem symetrycznym, kryptografia z kluczem asymetrycznym i funkcje skrótu.

1. Kryptografia klucza symetrycznego — w tej metodzie szyfrowania pobieramy pojedynczy klucz do aplikacji. Ten wspólny klucz jest używany zarówno do szyfrowania, jak i procesu odszyfrowywania. Używanie wspólnego pojedynczego klucza stwarza problem z bezpiecznym przesyłaniem klucza między nadawcą a odbiorcą. Jest również nazywany kryptografią tajnego klucza.

2. Kryptografia klucza asymetrycznego — ta metoda szyfrowania wykorzystuje parę kluczy, klucz szyfrowania i klucz odszyfrowywania, nazwany odpowiednio kluczem publicznym i kluczem prywatnym. Para kluczy generowana przez ten algorytm składa się z klucza prywatnego i unikalnego klucza publicznego, który jest generowany przy użyciu tego samego algorytmu. Jest również nazywany kryptografią klucza publicznego.

3. Funkcje skrótu — ten rodzaj szyfrowania nie wykorzystuje kluczy. Używa szyfru do generowania wartości skrótu o stałej długości z tekstu jawnego. Odzyskanie zawartości zwykłego tekstu z tekstu zaszyfrowanego jest prawie niemożliwe.

Źródło

Wykorzystanie kryptografii w Blockchain

Łańcuchy bloków wykorzystują dwa rodzaje algorytmów kryptograficznych, algorytmy z kluczem asymetrycznym i funkcje skrótu. Funkcje skrótu służą do zapewnienia funkcjonalności pojedynczego widoku łańcucha bloków każdemu uczestnikowi. Blockchainy zazwyczaj używają algorytmu mieszającego SHA-256 jako swojej funkcji mieszającej.

Funkcje skrótu kryptograficznego zapewniają łańcuchowi bloków następujące korzyści:

• Efekt lawinowy — Niewielka zmiana danych może skutkować znacząco różnymi wynikami.
• Wyjątkowość — każde wejście ma unikalne wyjście.
• Deterministyczny — każde dane wejściowe będą zawsze miały takie same dane wyjściowe, jeśli zostaną przekazane przez funkcję skrótu.
• Szybkość — dane wyjściowe można wygenerować w bardzo krótkim czasie.
• Inżynieria odwrotna nie jest możliwa, tzn. nie możemy wygenerować danych wejściowych przez posiadanie danych wyjściowych i funkcji skrótu.

Funkcje skrótu odgrywają główną rolę w łączeniu bloków ze sobą, a także w utrzymaniu integralności danych przechowywanych w każdym bloku. Wszelkie zmiany w danych bloku mogą prowadzić do niespójności i przerwania łańcucha bloków, czyniąc go nieważnym. Wymaganie to spełnia właściwość funkcji skrótu, zwana „efektem lawinowym”.

Zgodnie z tym, jeśli dokonamy nawet niewielkiej zmiany danych wejściowych funkcji mieszającej, otrzymamy całkowicie niepowiązane dane wyjściowe w porównaniu z oryginalnymi danymi wyjściowymi. Weźmy przykład funkcji skrótu SHA-256 i porównajmy ich wyniki,

Wejście: Blockchain w upGrad

Wyjście: 04f0ecc95159533982d7571eada5f8d76592b6e97ead964467c603d31b9e7a9c

Wejście z niewielką różnicą: Blockchain w upGrad

Wyjście: 80b069904b6a8db46ed94e7091ff4e5fc72fae5422d46cc57d8f66db7abf4781

Możesz zauważyć ogromną różnicę w wyjściu po zmianie pojedynczego znaku na wejściu z małej na wielką. Dzięki temu dane w łańcuchu bloków są niezawodne i bezpieczne; wszelkie zmiany w danych bloku doprowadzą do tej różnicy w wartości skrótu i ​​sprawią, że łańcuch bloków będzie nieważny, co sprawi, że będzie niezmienny.

Kryptografia z kluczem asymetrycznym polega na tym, że klucz prywatny na ogół musi być wygenerowany przez algorytm liczb losowych, a klucz publiczny jest obliczany przez wykonanie nieodwracalnego algorytmu. Algorytm szyfrowania asymetrycznego ma tę zaletę, że posiada oddzielne klucze publiczne i prywatne, które mogą być przesyłane przez niezabezpieczone kanały.

Prawdopodobnie ma również kilka wad, z których niektóre to niska prędkość przetwarzania i niezadowalająca siła szyfrowania. Bardzo ważne jest zapewnienie bezpieczeństwa algorytmu szyfrowania asymetrycznego podczas transmisji danych na blockchainie.

Jedną z głównych części kryptografii z kluczem asymetrycznym są podpisy cyfrowe. Podpisy cyfrowe zapewniają integralność procesu; można je łatwo zweryfikować i nie można ich uszkodzić. Posiadają również jakość niezaprzeczalności, dzięki czemu są podobne do podpisów w świecie rzeczywistym. Podpisy cyfrowe zapewniają, że łańcuch bloków jest ważny, a dane są zweryfikowane i poprawne.

Haszowanie, pary kluczy publiczno-prywatnych i podpisy cyfrowe razem stanowią podstawę łańcucha bloków. Te funkcje kryptograficzne umożliwiają bezpieczne łączenie bloków przez inne bloki, a także zapewniają niezawodność i niezmienność danych przechowywanych w łańcuchu bloków.

Istnieje ogromna liczba zastosowań technologii blockchain, a kryptografia to umożliwia. Jednym z głównych rzeczywistych zastosowań kryptografii w łańcuchu bloków są kryptowaluty. Przyjrzyjmy się jego zastosowaniu w kryptowalutach.

Źródło

Kryptowaluty są jednym z głównych zastosowań blockchainów i wykorzystują pary kluczy publiczno-prywatnych do utrzymywania adresów użytkowników w blockchain. W przypadku kryptografii w blockchain jako adres osoby używany jest klucz publiczny. Klucz publiczny jest widoczny globalnie, tzn. jest widoczny dla każdego uczestnika uczestnika. Klucz prywatny jest wartością tajną i służy do uzyskiwania dostępu do danych adresowych i autoryzacji wszelkich działań dla „adresu”, które zazwyczaj są transakcjami.

Podpisy cyfrowe są szeroko stosowane w kryptowalutach. Służą do zatwierdzania transakcji poprzez ich bezpieczne podpisanie (offline), a także są używane w przypadku umów z wieloma podpisami i cyfrowych portfeli w blockchain. Aby wykonać jakąkolwiek czynność z tych kontraktów z wieloma podpisami i portfeli cyfrowych, przed wykonaniem jakiejkolwiek czynności wymagane są podpisy cyfrowe z wielu (różnych) kluczy prywatnych.

Przeczytaj także: Wynagrodzenie programisty Blockchain w Indiach

Wniosek

Technologia Blockchain była w kluczowych obszarach rozwoju dla wszystkich międzynarodowych firm, a także ogromna liczba startupów pojawia się w tej technologii w ciągu ostatnich kilku lat. Blockchain nie jest jeszcze świadkiem jego głównego nurtu w społeczeństwie, ale profesjonaliści mają wiele możliwości odkrywania i rozwijania swojej kariery w tej dziedzinie; jednym z nich jest na pewno kryptografia w blockchain . Z czasem ta dziedzina będzie zapewniać nieskończone możliwości, a do tego możesz zacząć uczyć się technologii blockchain i uzyskać przewagę pierwszego gracza dzięki upGrad .

Kryptografia w blockchain jest rdzeniem tej technologii, dzięki czemu jest niezmienna i niezawodna. Jeśli interesuje Cię ta dziedzina i chcesz poznać tę technologię, możesz rzucić okiem na różne kursy oferowane przez upGrad.

• Zaawansowany program certyfikacji w technologii blockchain: Kurs jest prowadzony przez upGrad wraz z IIIT-B, koncentrując się na zapoznaniu osób z technologią blockchain i rozwojem blockchain.
• Certyfikat wykonawczy w Blockchain od IIITB: Jest to kompleksowy 11-miesięczny program opracowany z IIIT-B, skupiający się na nauce osób fizycznych na żądanie umiejętności rozwoju blockchain i ich praktycznych zastosowań.

Osoby, które planują rozwijać swoją karierę w blockchain, mogą wziąć udział w jednym z tych kursów i wielu innych oferowanych przez upGrad, aby zanurzyć się w technologii blockchain, aby osiągnąć niesamowite możliwości kariery w blockchain, które czekają na nich w przyszłości.