مقدمه ای از رمزنگاری کلید عمومی

بیت کوین ارزی رمزنگاری شده است. این موضوع اهمیت رمزنگاری را در طراحی بیت کوین برجسته می کند. بدون رمزنگاری، بیت کوین نمی توانست وجود داشته باشد. در مقالات پیش رو اقدام به معرفی رمزنگاری و نیز الگوریتم های رمزنگاری کلید عمومی مورد استفاده در بیت کوین می کنیم.

رمزنگاری بیت کوین

رمزنگاری علم برقراری ارتباطات امن در حضور دشمنانی است که می توانند اقدام به استراق سمع یا حتی کنترل کانال ارتباطی کنند. رمزنگاری کلاسیک، در خصوص رمز کردن متن پیام ارسالی و تبدیل آن به پیام رمز شده است. متن رمزشده، متنی بی معنی است و برای همه از جمله دشمنان که به کانال ارتباطی گوش فرا می دهند، آشکار است. اما دریافت کننده می داند چگونه آن را به پیام اصلی ترجمه کند. رمزنگاران توصیه می کنند الگوریتم رمزنگاری مورد استفاده، عمومی و آشکار بوده و کلیدهای رمزنگاری مخفی نگه داشته شوند. این موضوع تحت عنوان اصل کیرشهف شناخته شده است. اصل مزبور می گوید: ایجاد الگوریتمی رمزنگاری که نمی تواند توسط خالق آن شکسته شود آسان است، اما داشتن الگوریتمی رمزنگاری که توسط هیچ کسی در جهان شکسته نشود، بسیار سخت است. بنابراین مهم نیست خالق یک رمز چقدر هوشمند است؛ زیرا به احتمال زیاد فردی دقیق تر یا با قوه تصور بالاتر در جهان وجود دارد تا آن رمز را بشکند. ساخت الگوریتم رمزنگاری عمومی و آن را در معرض بررسی دقیق قرار دادن، در جوامع رمزنگاران ایده خوبی است. شعار اصلی کیرشهف این است که باید الگوریتم های رمزنگاری را به صورت عمومی ایجاد و اعلام عمومی کرد. ولی کلیدهای رمزگذاری باید به صورت خصوصی نگه داری شوند.

بسیاری از اقدامات اولیه در رمزنگاری، توسط رمزهای متقارن انجام می پذیرفتند. یک مثال در این زمینه رمز سزار است. هدف از رمزهای متقارن، به رمز در آوردن پیامی به متن رمز شده، با استفاده از کلیدهای مخفی است، بطوری که پیام اصلی را تنها می توان با داشتن کلید مخفی رمزگشایی نمود. رمز متقارن باید در برابر هر گونه نشت اطلاعات در مورد هر یک از پیام اصلی یا کلیدهای مخفی مقاوم باشد. رمز سزار را می توان به عنوان رمزی متقارن که در آن کلید مخفی عملگر تغییر مکان است (تعداد جایگاه های مکانی که در حروف الفبا تغییر می کند)، به حساب آورد. گذشته از این واقعیت، کلید مخفی بسیار کوچک (فقط ۲۶ کلید وجود دارد که تعداد حروف الفبا در زبان انگلیسی) است. سزار به دلیل آن که نشت اطلاعات زیادی در مورد پیام اصلی دارد، رمز متقارن خیلی خوبی نیست؛ زیرا اجازه می دهد تا دشمن طول پیام و فرکانس تکرار حروف خاصی در پیام را داشته باشد. این اطلاعات در بسیاری از موارد برای شکستن رمز کافی است. رمز متقارن ایده آل، رمزی است که متن های رمزی تولید شده، در برابر هر اختلالی غیر قابل تشخیص باشند.

رمز سزار

گفته می شود رمز سزار توسط ژولیوس سزار برای برقراری ارتباط با ژنرال هایش مورد استفاده قرار می گرفت. رمز سزار رمزی از نوع جایگذاری و تعویض است. برای به رمز در آوردن یک پیام، هر یک از حروف توسط حرف دیگری در الفبای زبان جایگزین می شود. این بدان معناست تناظری یک به یک بین حروف از پیام اصلی و حروف متن رمز شده وجود دارد. متن رمز شده با تغییر مکان سه جایگاه در الفبای زبان در پیام اصلی به دست می آید. تاریخچه ای بسیار سرگرم کننده از تاریخ رمزنگاری، از جمله رمز سزار و دیگر رمزهای اولیه را می توان در مقاله سینگ یافت نمود.

رمزهای متقارن یکی از قدیمی ترین شکل های هندسی اولیه رمزنگاری هستند. با این حال بسیاری دیگر از ابزارهای رمزنویسی اختراع شده اند. بیت کوین در اصل از سه تای آنها استفاده می کند:

• رمزنگاری کلید عمومی

بیت کوین از رمزنگاری کلید عمومی برای راه اندازی تراکنش ها استفاده می کند.

• توابع هش

بیت کوین از توابع هش برای حفظ اطلاعات در زنجیره بلوکی استفاده می کند.

• رمزنگاری کلید متقارن

بیت کوین از رمزنگاری کلید متقارن برای حفاظت از کلید خصوصی در کیف پول کاربر استفاده می کند. استفاده از رمزنگاری کلید متقارن در نرم افزار کیف پول مورد نیاز نیست. با این حال، استفاده از آن بسیار توصیه می شود.

رمزنگاری آر.اس.ای و منحنی بیضوی، دو ابزار مربوط به رمزنگاری کلید عمومی را ارائه می دهد.

منبع: کتاب راهنمای بیت کوین نوشته پدرو فرانکو