Криптография что это такое простыми словами
Криптография и шифрование данных – все что нужно знать
Многим криптография известна как сердце блокчейна и основа всех криптовалют, но не все задумываются о том, что мы ее используем ежедневно. Метод криптографии применяется в большинстве современных приложений и скрывает личные данные от посторонних глаз.
Что такое криптография?
Криптография — это наука, изучающая способы сокрытия данных и обеспечения их конфиденциальности. Это одна из старейших наук и ее история насчитывает четыре тысячелетия. Сам термин “криптография” образовался от двух древнегреческих слов “крипто” — скрытый, “графо” — пишу. Для начинающих принцип криптографии можно объяснить на примере шифра Цезаря, где каждый символ алфавита был заменен на тот, который находится на 3 позиции до нужного.
Первые примеры записей криптографии были моноалфавитными и начали появляться еще с третьего тысячелетия до нашей эры. Они представляли собой записи, текст которых был изменен путем подстановки других знаков. Начиная с IX века начали применяться полиалфавитные шифры, а с середины XX - стали применяться электромеханические шифровальщики, но все еще использовались полиграфические шифры.
До 1975 года криптография представляла собой шифровальный метод с секретным ключом, который предоставлял доступ к расшифровке данных. Позже начался период ее современного развития и были разработаны методы криптографии с открытым ключом, которые может передаваться по открытым каналам связи и использоваться для проверки данных.
Современная прикладная криптография представляет собой науку образованную на стыке математики и информатики. Смежной наукой криптографии считается криптоанализ. Криптография и криптоанализ тесно взаимосвязаны между собой, только в последнем случае изучаются способы расшифровки сокрытой информации.
С модификацией до открытого ключа криптография получила более широкое распространение и стала применяться частными лицами и коммерческими организациями, а в 2009 году на ее основе была выпущена первая криптовалюта Биткоин. До этого времени она считалась прерогативой государственных органов правления.
Виды криптографии
В основе криптографических систем лежат различные виды криптографии. Всего различаю четыре основных криптографических примитива:
- Симметричное шифрование. Данный метод предотвращает перехват данных третьими лицами и базируется на том, что отправитель и получатель данных имеет одинаковые ключи для разгадки шифра.
- Асимметричное шифрование. В этом методе задействованы открытый и секретный ключ. Ключи взаимосвязаны - информация, зашифрованная открытым ключом, может быть раскрыта только связанным с ним секретным ключом. Применять для разгадки ключи из разных пар невозможно, поскольку они связаны между собой математической зависимостью.
- Хэширование. Метод основывается на преобразовании исходной информации в байты заданного образца. Преобразование информации называется хэш-функцией, а полученный результат хэш-кодом. Все хэш-коды имеют уникальную последовательность символов.
- Электронная подпись. Это преобразование информации с использованием закрытого ключа, позволяющее подтвердить подлинность документа и отсутствие искажений данных.
Возможности и сферы применения
Изначально криптография использовалась правительством для безопасного хранения или передачи документов. Современные же асимметричные алгоритмы шифрования получили более широкое применение в сфере IT-безопасности, а симметричные методы сейчас применяются преимущественно для предотвращения несанкционированного доступа к информации во время хранения.
В частности криптографические методы применяются для:
- безопасного хранения информации коммерческими и частными лицами;
- реализации систем цифровой электронной подписи;
- подтверждения подлинности сертификатов;
- защищенной передачи данных онлайн по открытым каналам связи.
Криптография и блокчейн
В блокчейне криптография используется для защиты и обеспечения конфиденциальности личностей и персональных данных, поддержания высокой безопасности транзакций, надежной защиты всей системы и хранилища.
Хеш функции
Хэш-функции в блокчейне взаимосвязаны между собой, с их помощью достигается защита информации и необратимость транзакций. Каждый новый блок транзакций связан с хэшем предыдущего блока, который в свою очередь образован на основе хэша последнего блока, образованного до него. Таким образом каждый новый блок транзакции содержит в себе всю информацию о предыдущих блоках и не может быть подделан или изменен.
Для того, чтобы новый блок был добавлен в блокчейн цепь, сеть должна прийти к общему консенсусу и подобрать хэш нового блока. Для этого при помощи вычислительной техники майнеры предлагают множество “nonce” — вариантов значения функции. Первый майнер, который сумел путем случайного подбора сгенерировать хэш, подходящий для комбинации с предыдущими данными, подписывает им блок, который включается в цепь, и новый блок уже должен будет содержать информацию с ним.
Благодаря применению технологии хэширования в блокчейне все транзакции, которые были выполнены в системе, можно выразить одним хэшем нового блока. Метод хэширования делает практически невозможным взлом системы, а с добавлением каждого нового блока устойчивость блокчейна к атакам только увеличивается.
Цифровые подписи
В блокчейне задействован асимметричный метод криптографии на основе публичных и приватных ключей. Публичный ключ служит адресом хранения монет, секретный — паролем доступа к нему. Закрытый ключ основан на открытом ключе, но его невозможно вычислить математическим путем.
Среди множества схем криптографии на основе открытого ключа наиболее распространенной является схема на основе эллиптических кривых и схема, основанная на разложении множителей. В биткоине задействована первая схема - эллиптических кривых. Закрытый ключ в нем имеет размер в 32 байта, открытый - 33 байта, а подпись занимает около 70 байт.
Криптография с открытым ключом
Современная криптография с открытым ключом используется в системе блокчейна для перевода монет.
Для чайников принцип криптографии на основе открытых ключей можно объяснить на примере транзакции. Допустим отправитель желает отправить 1 биткоин. Для этого ему необходимо отправить транзакцию, где будет указано, откуда нужно взять монету, и куда она будет направляться (публичный ключ получателя). Когда транзакция сформирована отправитель должен подписать ее своим секретным ключем. Далее узлы связи проверяют соответствие секретного ключа отправителя с его открытым ключом, с которым на текущий момент ассоциируется монета. Если условия соблюдены, то есть открытый и закрытый ключ отправителя взаимосвязаны, то отправленная монета начнет ассоциироваться с уже с открытым ключом получателя.
Заключение
Криптография является важной составляющей современного мира и необходима в первую очередь для сохранения персональных данных и важной информации. С момента появления она прошла множество модификаций и сейчас представляет собой систему безопасности, которая практически не может быть взломана. Переоценить ее возможности для человечества сложно. Современные методы криптографии применяются практически во всех отраслях, в которых присутствует необходимость безопасной передачи или хранения данных.
prostocoin.com
Криптография: Базовые знания о науке шифрования
На протяжении всей своей истории человек испытывал потребность в шифровке той или иной информации. Неудивительно, что из этой потребности выросла целая наука — криптография. И если раньше криптография по большей части служила исключительно государственным интересам, то с приходом интернета ее методы стали достоянием частных лиц и широко используются хакерами, борцами за свободу информации и любыми лицами, желающими в той или иной степени зашифровать свои данные в сети.
FURFUR начинает серию статей о криптографии и методах ее использования. Первый материал — вводный: история вопроса и базовые термины.
История
Формально криптография (с греческого — «тайнопись») определяется как наука, обеспечивающая секретность сообщения. Пионером, написавшим первый научный труд о криптографии, считается Эней Тактик, завершивший свой земной путь задолго до Рождества Христова. Свои данные пытались шифровать еще Индия и Месопотамия, но первые надежные системы защиты были разработаны в Китае. Писцы Древнего Египта часто использовали изощренные способы письма, чтобы привлечь внимание к своим текстам. Чаще всего шифровка информации использовалась в военных целях: широко известен шифр «Скитала», примененный Спартой против Афин в V веке до н. э.
Криптография активно развивалась в Средние века, шифровками пользовались многочисленные дипломаты и купцы. Одним из самых известных шифров Средних веков называют кодекс Copiale — изящно оформленную рукопись с водяными знаками, не расшифрованную до сих пор. Эпоха Возрождения стала золотым веком криптографии: ее изучением занимался Фрэнсис Бэкон, описавший семь методов скрытого текста. Он же предложил двоичный способ шифрования, аналогичный использующемуся в компьютерных программах в наше время. Значительное влияние на развитие криптографии оказало появление телеграфа: сам факт передачи данных перестал быть секретным, что заставило отправителей сосредоточиться на шифровке данных.
Во время Первой мировой войны криптография стала признанным боевым инструментом. Разгаданные сообщения противников вели к ошеломляющим результатам. Перехват телеграммы немецкого посла Артура Циммермана американскими спецслужбами привел к вступлению США в боевые действия на стороне союзников.
Вторая мировая война послужила своеобразным катализатором развития компьютерных систем — через криптографию. Использованные шифровальные машины (немецкая «Энигма», английская «Бомба Тьюринга») ясно показали жизненную важность информационного контроля. В послевоенное время правительства многих стран наложили мораторий на использование криптографии. Ключевые работы публиковались исключительно в виде секретных докладов — таких, как, например книга Клода Шеннона «Теория связи в секретных системах», подходящая к криптографии как к новой математической науке.
Правительственная монополия рухнула только в 1967 году с выходом книги Дэвида Кана «Взломщики кодов». Книга подробно рассматривала всю историю криптографии и криптоанализа. После ее публикации в открытой печати стали появляться и другие работы по криптографии. В это же время сформировался современный подход к науке, четко определились основные требования к зашифрованной информации: конфиденциальность, неотслеживаемость и целостность. Криптография была разделена на две взаимодействующие части: криптосинтез и криптоанализ. То есть криптографы обеспечивают информации защиту, а криптоаналитики, напротив, ищут пути взлома системы.
Wehrmacht Enigma («Энигма»)
Шифровальная машина Третьего рейха. Код, созданный при помощи «Энигмы», считается одним из сильнейших из использованных во Второй мировой.
Turing Bombe («Бомба Тьюринга»)
Разработанный под руководством Алана Тьюринга дешифратор. Его использование позволило союзникам расколоть казавшийся монолитным код «Энигмы».
Cовременные методы использования криптографии
Появление доступного интернета перевело криптографию на новый уровень. Криптографические методы стали широко использоваться частными лицами в электронных коммерческих операциях, телекоммуникациях и многих других средах. Первая получила особенную популярность и привела к появлению новой, не контролируемой государством валюты — биткойна.
Многие энтузиасты быстро смекнули, что банковский перевод — штука, конечно, удобная, однако, для покупки таких приятных в быту вещей, как оружие или «вещества», он не подходит. Не подходит он и при запущенных случаях паранойи, ибо требует от получателя и отправителя обязательной аутентификации.
Аналоговую систему расчета предложил один из «шифропанков», о которых речь пойдет ниже, молодой программист Вэй Дай. Уже в 2009 году Сатоши Накамото (которого многие свято считают целой хакерской группировкой) разработал платежную систему нового типа — BitCoin. Так родилась криптовалюта. Ее транзакции не требуют посредника в виде банка или другой финансовой организации, отследить их невозможно. Сеть полностью децентрализована, биткойны не могут быть заморожены или изъяты, они полностью защищены от государственного контроля. В то же время биткойн может использоваться для оплаты любых товаров — при условии согласия продавца.
Новые электронные деньги производят сами пользователи, предоставляющие вычислительные мощности своих машин для работы всей системы BitCoin. Такой род деятельности называется майнинг (mining — добыча полезных ископаемых). Заниматься майнингом в одиночку не очень выгодно, гораздо проще воспользоваться специальными серверами — пулами. Они объединяют ресурсы нескольких участников в одну сеть, а затем распределяют полученную прибыль.
Крупнейшей площадкой купли-продажи биткойнов является японская Mt. Gox, через которую проводятся 67% транзакций в мире. Заядлые анонимы предпочитают ей российскую BTC-E: регистрация здесь не требует идентификации пользователя. Курс криптовалюты довольно-таки нестабилен и определяется только балансом спроса и предложения в мире. Предостережением новичкам может служить известная история о том, как 10 тысяч единиц, потраченых одним из пользователей на пиццу, превратились через некоторое время в 2,5 миллиона долларов.
«Главная проблема обычной валюты в том, что она требует доверия. Центральный банк требует доверия к себе и своей валюте, однако сама история фиатных денег полна примеров подрыва доверия. С появлением электронной валюты, основанной на надежной криптографии, нам больше не нужно доверять «честному дяде», деньги наши могут быть надежно сохранены, а использование их становится простым и удобным»
— Сатоши Накамото, хакер
Терминология
Основными операторами являются исходное сообщение (открытый текст, plaintext) и его изменение (шифротекст, ciphertext). Дешифровкой (decryption) называется сам процесс трансформации шифротекста в текст открытый. Для начинающего криптографа важно запомнить и несколько других терминов:
АЛИСА, ЕВА И БОБ (ALICE)
Свести описание криптопротокола к математической формуле помогают определенные имена участников игры: Алиса и Боб. Противник в действующей криптосистеме обозначен как Ева (eavesdropper — подслушивающий). В редких случаях имя меняется, однако противник всегда остается женского рода.
АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННЫХ ПЛАТЕЖЕЙ (OFF-LINE E-CASH SYSTEM)
Благодаря ей покупатель и продавец могут работать напрямую, без участия банка-эмитента. Минус этой системы заключается в дополнительной транзакции, которую совершает продавец, переводящий полученные деньги на свой банковский счет.
АНОНИМНОСТЬ (ANONYMITY)
Это понятие означает, что участники акции могут работать конфиденциально. Анонимность бывает абсолютной и отзываемой (в системах, подразумевающих участие третьего лица, арбитра). Арбитр может при определенных условиях идентифицировать любого игрока.
ПРОТИВНИК (ADVERSARY)
Нарушитель. Он стремится нарушить периметр конфиденциальности протокола. Вообще, использующие криптопротокол участники воспринимают друг друга как потенциальных противников — по умолчанию.
ЧЕСТНЫЙ УЧАСТНИК (HONEST PARTY)
Честный игрок, обладающий необходимой информацией и строго следующий протоколу системы.
ЦЕНТР ДОВЕРИЯ (AUTHORITY (TRUSTED AUTHORITY))
Своеобразный арбитр, который пользуется доверием всех участников системы. Необходим в качестве меры предосторожности, гарантирующей участникам соблюдение оговоренного протокола.
БОЛЬШОЙ БРАТ (BIG BROTHER)
Да, именно он. Действия Большого Брата не контролируются и не отслеживаются другими участниками криптопротокола. Доказать нечестную игру Большого Брата невозможно, даже если все в этом уверены.
Анонимность
Начинающие ревнители конфиденциальности сохраняют инкогнито при помощи специальных сайтов — веб-прокси. Они не требуют отдельного программного обеспечения и не забивают голову пользователя сложной настройкой. Искомый адрес юзер вводит не в браузере, а в адресной строке сайта-анонимайзера. Тот обрабатывает информацию и передает от своего имени. Заодно такой сервер получает чудесную возможность скопировать проходящие через него данные. В большинстве случаев так и происходит: информация лишней не бывает.
Продвинутые анонимы предпочитают использовать средства посерьезнее. Например, Tor (The Onion Router). Этот сервис использует целую цепочку прокси-серверов, контролировать которую практически невозможно из-за ее разветвленности. Система многослойной (на сленге — луковой) маршрутизации обеспечивает пользователям Tor высокий уровень безопасности данных. Кроме того, The Onion Router мешает анализировать проходящий через него трафик.
Впервые термин прозвучал из уст известной хакерши Джуд Милхон в адрес чрезмерно увлеченных идеей анонимности программистов. Основная идея шифропанка (cypherpunk) — возможность обеспечения анонимности и безопасности в сети самими пользователями. Достигнуть этого можно посредством открытых криптографических систем, которые в большинстве своем разрабатываются активистами шифропанка. Движение имеет неявную политическую окраску, большей части участников близок криптоанархизм и многие либертарные социальные идеи. Известнейший представитель шифропанка — Джулиан Ассанж, на радость всем мировым державам основавший WikiLeaks. У шифропанков есть официальный манифест.
«Новая большая игра — это отнюдь не война за нефтепроводы... Новое всемирное сокровище — это контроль над гигантскими потоками данных, соединяющими целые континенты и цивилизации, связывающими в единое целое коммуникацию миллиардов людей и организаций»
— Джулиан Ассанж
Лица
Джулиан Ассанж
р. 1971
На своем портале WikiLeaks публично продемонстрировал всем желающим изнанку многих государственных структур. Коррупция, военные преступления, сверхсекретные тайны — вообще все, до чего дотянулся деятельный либертарианец, стало достоянием общественности. Помимо этого, Ассанж — создатель адской криптосистемы под названием «Отрицаемое шифрование» (Deniable encryption). Это способ компоновки зашифрованной информации, который обеспечивает возможность правдоподобного отрицания ее наличия.
Брэм Коэн
р. 1975
Американский программист, родом из солнечной Калифорнии. На радость всему миру придумал протокол BitTorrent, которым небезуспешно пользуются и по сей день.
Дэвид Кан
р. 1930
Главный консультант Конгресса США по вопросам криптографии. Он же — главный популяризатор этой науки: выпущенная Каном книга «Взломщики кодов» положила начало свободному обсуждению защищенных средств связи.
Золотой жук
1873 Г.
Мистическая история Эдгара По о сокровищах, месторасположение которых тщательно зашифровано.
Криптономикон
1999 Г.
Одна из лучших книг классика киберпанка Нила Стивенсона. Повествование пересыпано употребляемым к месту жаргоном и корректными примерами кодировки. Премия Хьюго за лучший роман 2000 года.
Взломщики кодов
1967 г.
Книга придворного криптографа конгресса США, Дэвида Кана. Подробнейшее исследование богатого исторического материала и описание успешных случаев использования криптоанализа. Маленьким бонусом — масса сведений, которые правительство США на момент выхода книги наивно полагало секретными.
Фильмы
Зодиак
2007 г.
Напряженный триллер Дэвида Финчера, построенный на реальных событиях. Большую часть фильма умнейшие сотрудники полиции Сан-Франциско тщетно пытаются расколоть шифр зарвавшегося маньяка.
Энигма
2001 г.
Игровой фильм в декорациях Второй мировой войны: блестящие математики собираются в Блетчли-Парке, чтобы разгадать новый шифр коварных нацистов. Картина полна необъяснимых загадок и тайн — впрочем, об этом можно догадаться и по названию.
Меркурий в опасности
1998 г.
Девятилетний аутист Саймон вскрывает новейший правительственный код «Меркурий». На охоту за одаренным ребенком выходит весь цвет ФБР. Ситуацию спасает Брюс Уиллис, сыгравший здесь самоотверженного защитника гражданских прав.
www.furfur.me
Что такое криптография и как применяется в криптовалюте
Изучая криптовалюты, однажды вы неизбежно наткнётесь на термин «криптография». В интересующей нас сфере криптография имеет множество функций. В их числе — защита данных, использование в составлении паролей, оптимизация банковской системы и т.д. В этой статье мы познакомим вас с основами криптографии и обсудим её значение для криптовалют.
История криптографии
Криптография — это метод безопасного сокрытия информации. Чтобы раскрыть информацию, читателю необходимо знать, каким образом информация была изменена или зашифрована. Если сообщение было качественно зашифровано, прочитать его смогут только отправитель и получатель.
Криптография отнюдь не нова, она существует уже тысячи лет. Исторически криптография использовалась для отправки важных сообщений, чтобы скрыть их от лишних глаз. Первые криптографические сообщения были найдены у древних египтян, однако подтверждённое использование шифров в стратегических целях относится к эпохе Древнего Рима.
По словам историков, Юлий Цезарь использовал криптографию и даже создал так называемый шифр Цезаря, чтобы отправлять секретные сообщения высокопоставленным генералам. Этот метод защиты конфиденциальной информации от нежелательных глаз использовался вплоть до новейшей истории.
Во время Второй мировой войны немцы использовали машину шифрования «Энигма», чтобы передавать важную информацию. Алан Тьюринг, математический человек и гений, в чью честь впоследствии был назван тест Тьюринга, нашёл способ её взломать. Сейчас взлом «Энигмы» считают одним из основных переломных моментов во Второй мировой.
Основы криптографии
Вышеупомянутый шифр Цезаря — один из простейших способов шифрования сообщений, полезный для понимания криптографии. Его также называют шифром сдвига, поскольку он заменяет исходные буквы сообщения другими буквами, находящимися в определённой позиции по отношению к первичной букве в алфавите.
Например, если мы зашифруем сообщение через шифр +3 на английском языке, то A станет D, а K станет N. Если же использовать правило -2, то D станет B, а Z станет X.
read everything on invest in blockchain
uhdghyhubwklqjrqlqyhvwlqeorfnfkdlq
Это самый простой пример использования криптографии, однако на похожей логике строится и любой другой метод. Существует сообщение, которое секретно для всех, кроме заинтересованных сторон, и процесс, направленный на то, чтобы сделать это сообщение нечитаемым для всех, кроме отправителя и получателя. Этот процесс называется шифрованием и состоит из двух элементов:
Шифр — это набор правил, которые вы используете для кодирования информации. Например, сдвиг на X букв в алфавите в примере с шифром Цезаря. Шифр не обязательно должен быть засекречен, потому что сообщение можно будет прочитать только при наличии ключа.
Ключ — значение, описывающее, каким именно образом использовать набор правил шифрования. Для шифра Цезаря это будет число букв для сдвига в алфавитном порядке, например +3 или -2. Ключ — это инструмент для дешифровки сообщения.
Таким образом, многие люди могут иметь доступ к одному и тому же шифру, но без ключа они всё равно не смогут его взломать.
Процесс передачи секретного сообщения идёт следующим образом:
- сторона A хочет отправить сообщение стороне B, но при этом ей важно, чтобы никто другой его не прочитал;
- сторона A использует ключ для преобразования текста в зашифрованное сообщение;
- сторона B получает зашифрованный текст;
- сторона B использует тот же ключ для расшифровки зашифрованного текста и теперь может читать сообщение.
Эволюция криптографии
Сообщения шифруются для защиты их содержимого. Это подразумевает, что всегда будут стороны, заинтересованные в получении данной информации. Поскольку люди так или иначе достигают успехов в расшифровке различных кодов, криптография вынуждена адаптироваться. Современная криптография далеко ушла от обычного смещения букв в алфавите, предлагая сложнейшие головоломки, которые решать с каждым годом всё труднее. Вместо банального смещения буквы теперь могут заменяться на числа, другие буквы и различные символы, проходя через сотни и тысячи промежуточных шагов.
Цифровая эпоха привела к экспоненциальному увеличению сложности шифрования. Это связано с тем, что компьютеры принесли с собой резкое увеличение вычислительной мощности. Человеческий мозг по-прежнему остаётся самой сложной информационной системой, но, когда дело доходит до выполнения вычислений, компьютеры намного быстрее и могут обрабатывать гораздо больше информации.
Криптография цифровой эры связана с электротехникой, информатикой и математикой. В настоящее время сообщения обычно шифруются и дешифруются с использованием сложных алгоритмов, созданных с использованием комбинаций этих технологий. Однако, независимо от того, насколько сильным будет шифрование, всегда будут люди, работающие над его взломом.
Взлом кода
Вы можете заметить, что даже без ключа шифр Цезаря не так сложно взломать. Каждая буква может принимать только 25 разных значений, а для большинства значений сообщение не имеет смысла. С помощью проб и ошибок вы сможете расшифровать сообщение без особых усилий.
Взлом шифрования с использованием всех возможных вариаций называют брутфорсом (bruteforce, англ. — грубая сила). Такой взлом предполагает подбор всех возможных элементов до тех пор, пока решение не будет найдено. С увеличением вычислительных мощностей брутфорс становится всё более реалистичной угрозой, единственный способ защиты от которой — увеличение сложности шифрования. Чем больше возможных ключей, тем сложнее получить доступ к вашим данным «грубой силой».
Современные шифры позволяют использовать триллионы возможных ключей, делая брутфорс менее опасным. Тем не менее утверждается, что суперкомпьютеры и в особенности квантовые компьютеры вскоре смогут взломать большинство шифров посредством брутфорса из-за своих непревзойдённых вычислительных мощностей.
Как уже говорилось, расшифровка сообщений со временем становится всё труднее. Но нет ничего невозможного. Любой шифр неотъемлемо связан с набором правил, а правила в свою очередь могут быть проанализированы. Анализом правил занимается более тонкий метод дешифровки сообщений — частотный анализ.
С колоссальным усложнением шифров в наши дни эффективный частотный анализ можно осуществить только с использованием компьютеров, но это всё ещё возможно. Этот метод анализирует повторяющиеся события и пытается найти ключ, используя эту информацию.
Давайте снова рассмотрим пример шифра Цезаря, чтобы разобраться. Мы знаем, что буква E используется гораздо чаще, чем другие буквы в латинском алфавите. Когда мы применяем это знание к зашифрованному сообщению, мы начинаем искать букву, которая повторяется чаще всего. Мы находим, что буква H используется чаще других, и проверяем наше предположение, применяя к сообщению сдвиг -3. Чем длиннее сообщение, тем легче применить к нему частотный анализ.
uhdghyhubwklqjrqlqyhvwlqeorfnfkdlq
Криптография и криптовалюты
Большинство криптовалют служат совершенно другим целям, нежели отправка секретных сообщений, но, несмотря на это, криптография играет здесь ключевую роль. Оказалось, что традиционные принципы криптографии и используемые для неё инструменты имеют больше функций, чем мы привыкли считать.
Наиболее важные новые функции криптографии — это хеширование и цифровые подписи.
Хеширование
Хеширование — это криптографический метод преобразования больших объёмов данных в короткие значения, которые трудно подделать. Это ключевой компонент технологии блокчейн, касающийся защиты и целостности данных, протекающих через систему.
Этот метод в основном используется для четырёх процессов:
- верификация и подтверждение остатков в кошельках пользователей;
- кодирование адресов кошельков;
- кодирование транзакций между кошельками;
- майнинг блоков (для криптовалют, предполагающих такую возможность) путём создания математических головоломок, которые необходимо решить, чтобы добыть блок.
Цифровые подписи
Цифровая подпись в некотором смысле представляет собой аналог вашей реальной подписи и служит для подтверждения вашей личности в сети. Когда речь заходит о криптовалютах, цифровые подписи представляют математические функции, которые сопоставляются с определённым кошельком.
Таким образом, цифровые подписи — это своего рода способ цифровой идентификации кошелька. Прилагая цифровую подпись к транзакции, владелец кошелька доказывает всем участникам сети, что сделка исходила именно от него, а не от кого-либо другого.
Цифровые подписи используют криптографию для идентификации кошелька и тайно связаны с общедоступным и приватным ключами кошелька. Ваш общедоступный ключ — это аналог вашего банковского счёта, в то время как приватный ключ — ваш пин-код. Не имеет значения, кто знает номер вашего банковского счета, потому что единственное, что с ним смогут сделать, — это внести деньги на ваш счёт. Однако, если они знают ваш пин-код, у вас могут возникнуть реальные проблемы.
В блокчейне приватные ключи используются для шифрования транзакции, а открытый ключ — для дешифровки. Это становится возможным, потому что отправляющая сторона отвечает за транзакцию. Передающая сторона шифрует транзакцию своим приватным ключом, но её можно дешифровать с помощью открытого ключа получателя, потому что единственное назначение этого процесса заключается в верификации отправителя. Если открытый ключ не срабатывает при дешифровке транзакции, она не выполняется.
В такой системе открытый ключ распространяется свободно и тайно соотносится с приватным ключом. Проблемы нет, если открытый ключ известен, но приватный ключ всегда должен находиться в тайне. Несмотря на соотношение двух ключей, вычисление приватного ключа требует невероятных вычислительных мощностей, что делает взлом финансово и технически невозможным.
Необходимость защиты ключа — основной недостаток этой системы. Если кому-то станет известен ваш приватный ключ, он сможет получить доступ к вашему кошельку и совершать с ним любые транзакции, что уже происходило с Bloomberg, когда один из ключей сотрудников был показан по телевизору.
Заключение
Криптография в блокчейне имеет множество разных уровней. В этой статье рассматриваются только основы и общие принципы использования криптографии, однако этот вопрос куда глубже, чем может показаться на первый взгляд.
Важно понимать взаимосвязь между криптографией и технологией блокчейн. Криптография позволяет создать систему, в которой сторонам не нужно доверять друг другу, так как они могут положиться на используемые криптографические методы.
С момента своего появления в 2009 году криптографическая защита блокчейна биткоина выдержала все попытки подделки данных, а их было бесчисленное множество. Новые криптовалюты реализуют ещё более безопасные методы криптографии, некоторые из которых даже защищены от брутфорса квантовых процессоров, то есть предупреждают угрозы будущего.
Без криптографии не могло быть биткоина и криптовалют в целом. Удивительно, но этот научный метод, изобретённый тысячи лет назад, сегодня держит наши цифровые активы в целости и сохранности.
#криптография #хешированиеcoinspot.io
Криптография - что это такое? Основы криптографии
На протяжении всей истории человечество старалось скрыть определённую информацию от посторонних глаз. Поэтому не удивительно, что из этого желания возникла целая наука – криптография. Что это такое? Где она сейчас используется и для каких целей?
Общая информация
Раньше методы криптографии, как правило, служили государственным интересам. Но с тех пор как широкое распространение получил интернет, она стала достоянием широкого круга лиц. Криптографию сейчас используют хакеры, борцы за неприкосновенность данных и свободу информации и просто отдельные люди, которые желают зашифровать свои данные и не светить ими в сети. Но зачем всё же нужна криптография? Что это такое и что она нам может дать? Это наука, которая занимается обеспечением секретности сообщений.
История развития
Считается, что основы криптографии заложил Эней Тактик. Попытки зашифровать данные делали ещё в древней Индии и Месопотамии. Но они были не очень удачными. Первая надёжная система защиты была разработана в Древнем Китае. Широкое распространение криптография приобрела и в странах Античности. Тогда она использовалась в военных целях. Методы криптографии нашли своё применение и в Средние века, но их уже взяли на вооружение купцы и дипломаты. Золотым веком данной науки называют эпоху Возрождения. Тогда же был предложен двоичный способ шифрования, аналогичный которому используется в компьютерной технике в наши дни. Во время Первой мировой войны она была признана полноценным боевым инструментом. Стоило только разгадать сообщения противника – и можно было получить ошеломляющий результат. В качестве примера можно привести перехват телеграммы, посланной немецким послом Артуром Циммерманом американскими спецслужбами. Конечным результатом этого стало то, что США вступило в боевые действия на стороне Антанты. Вторая мировая война стала своеобразным кристаллизатором процесса развития компьютерных сетей. И немалый вклад в это внесла криптография. Что это такое и каковы были практические результаты ее применения? Некоторые правительства так испугались открывающихся возможностей, что наложили мораторий на применение шифрования данных.
Но ограничения со стороны правительств оказались неэффективными, и в 1967 году вышла книга Дэвида Кана «Взломщики кодов». В ней рассматривается история развития, а также основы криптографии и криптоанализа. Когда была опубликована в открытой печати эта книга, за нею начали появляться и другие работы. Ситуация развивалась лавинообразно. В то же время происходит формирование современного подхода к этой науке и четко определяются основные требования, которым должна соответствовать зашифрованная информация: целостность, конфиденциальность и неотслеживаемость. Тогда же были выделены две составляющие и постоянно взаимодействующие части: криптоанализ и криптосинтез. Люди первого направления ищут пути обхода защиты и возможности её взлома. Тогда как те, кто занимается криптосинтезом, целью ставят обеспечение защиты для информации. А как дела обстоят в современное время? Вот, скажем, криптография ФСБ может быть взломана? Как? Насколько быстро?
Современность
Когда появился интернет, то криптография вышла на новый уровень. Её методы сейчас широко используются частными лицами в электронных коммерческих операциях, при идентификации, аутентификации и так далее. И как тут не упомянуть биткоин – криптовалюту, которая генерируется согласно определённому математическому алгоритму и не контролируется государством. Данное средство платежа используется для того, чтобы обходить ограничения или просто не светиться. В качестве примера можно более детально остановиться на идее с биткоином. Эта система была предложена молодым программистом по имени Вэй Дай. А в 2009 году её успешно реализовал Сатоши Накамото. Для транзакций не требуются посредники в виде банка или иной финансовой организации, поэтому отследить их очень сложно. Причем из-за полной децентрализации сети изъять или заморозить биткоины невозможно. Поэтому они могут использоваться для оплаты любого товара – если продавец согласится принять валюту. Созданы новые деньги могут быть только самими пользователями, которые предоставляют вычислительные мощности своих ЭВМ.
Итак, есть криптография, что это такое, нам уже известно, давайте же разберёмся с некоторыми терминами, чтобы было удобнее.
Наибольший интерес для нас представляет автономная система электронных платежей. Благодаря ей продавец и покупатель могут без проблем взаимодействовать. Правда, следует отметить, что в таком случае для вывода денег на банковский счет приходится проводить ещё одну транзакцию.
Анонимность – это понятие, которое означает, что участники сделки работают конфиденциально. Она может быть абсолютной и отзываемой. В последнем случае ещё предусматривается участие арбитра. Он может, при наличии определённых условий, идентифицировать людей.
Честный участник – так называют человека, который имеет всю необходимую информацию и неуклонно следует протоколу системы.
Центр доверия – это арбитр, который пользуется доверием всех участников. Он гарантирует людям соблюдение оговоренного протокола.
Противник – это нарушитель, который хочет нарушить периметр установленного конфиденциального протокола. По умолчанию так воспринимаются все участники системы.
Сохраняем анонимность
Давайте исследуем данную тему на простом примере. Ревнители конфиденциальности, как правило, начинают с анонимайзеров (веб-прокси). Для них не требуется устанавливать отдельное программное обеспечение и забивать свою голову сложной настройкой аппаратной составляющей. В таком случае пользователь просто передаёт информацию о том, на какой сайт он хочет зайти. Анонимайзер делает запрос от своего имени, а потом пересылает полученные данные человеку. Но здесь есть свои подвохи: веб-прокси имеет прекрасную возможность скопировать себе всю идущую через него информацию. Многие этой возможностью спокойно пользуются.
Для более опытных пользователей предпочтительным будет использование средств посерьезнее. В качестве примера можно привести Tor. Этот сервис использует систему многослойной маршрутизации, в которую входит цепочка прокси-серверов. Отследить данные сложно из-за разветвленности путей передачи. Благодаря этому Tor обеспечивает своим пользователям высокий уровень безопасности передачи данных. Хотя здесь есть свои особенности.
Шифропанк
Этот термин применяют относительно людей, очень сильно увлеченных идеей анонимности. Таким людям недостаточно прокси-серверов, а стандартные службы криптографии операционных систем их не устраивают. Поэтому они стараются обеспечить максимальную анонимность посредством использования открытых криптографических систем. В большинстве своём они создаются активистами движения шифропанка. Следует отметить, что эти разработки часто имеют неявные политические окраски. Это связано с тем, что активисты являются приверженцами криптоанархизма и многих либертарных социальных идей.
Разработки
Математика и криптография являются тесно взаимосвязанными науками, причем вторая вытекает из первой. Разработка способов шифрования и дешифрования данных базируется на широком спектре алгебраических методов. Все необходимые действия могут быть осуществлены и одним человеком, но для масштабов целого государства создают отдельные организации.
Так, в нашем случае можно привести в качестве примера институт криптографии при федеральной службе безопасности. Разработанные им протоколы шифрования используются для засекречивания важных данных, доступ к которым должен получаться миллионы лет. Нешуточное это дело – криптография. Информатика тоже очень много общего имеет с этой наукой. Но в данном случае подразумевается шифрование данных таким образом, чтобы их смогли прочесть компьютеры определённой архитектуры. Как видите, эти науки в современной жизни являются тесно связанными.
Заключение
Криптография не является легким делом. Конечно, можно на досуге создать свою систему шифрования, но не факт, что она сможет оказать более-менее серьезное сопротивление закалённым специалистам. Если есть желание постигать основы криптографии, начать можно с математических дисциплин. Хотя можно значительно упростить себе задачу и использовать одну из многочисленных открытых систем шифрования данных. Но в таком случае необходимо поставить вопрос об их эффективности и уровне защиты.
fb.ru
