کریپتوگرافی (Cryptography) چیست؟

کریپتوگرافی در ارز دیجیتال به استفاده از تکنولوژی کریپتوگرافی برای امن کردن معاملات و اطلاعات در شبکه‌های بلاک‌ چین مربوط می‌شود. این فناوری، اطمینان از حفظ حریم خصوصی، امنیت و امتیاز معاملات در شبکه‌های ارز دیجیتال را فراهم می‌کند. Cryptography علم ذخیره سازی اطلاعات است. Cryptography مدرن، به ویژه، از تئوری ها و محاسبات ریاضی برای رمزگذاری و رمزگشایی داده ها استفاده می کند و از یکپارچگی و دقت اطلاعات اطمینان می دهد. در یک فرآیند اساسی، متن ساده قابل خواندن تحت یک فرآیند رمزگذاری قرار می گیرد و در نهایت به یک متن رمزگذاری شده تبدیل می شود. با این وضعیت، همه نمی توانند پیام را بخوانند و درک کنند زیرا اطلاعات فقط با استفاده از یک کلید رمزگشایی خاص قابل خواندن است.

تاریخچه کریپتوگرافی

رمزنگاری دانش امروز و دیروز نیست. این اطلاعات هزاران سال است که مورد استفاده قرار گرفته است و اولین استفاده ثبت شده از Cryptography به جنگ جهانی دوم مصر برمی گردد. رمزنگاری بر اساس کتیبه ای که در حدود 1900 سال قبل از میلاد در زمان سلطنت Khnumhotep حک شده به وجود آمده است. اگرچه محتوای این کتیبه رمزگذاری نشده بود اما متن آن تغییر کرد و اولین نمونه ثبت شده رمزنگاری در جهان است. از سال 1800 می گذریم و به جولیوس سزار می رسیم. در حدود 100 سال قبل از میلاد، سزار از نوعی رمزگذاری برای انتقال پیام های مخفی به ژنرال های ارتش خود استفاده کرد. این مدل رمزگذاری به عنوان رمز سزار معرفی شد. ژولیوس برای انجام رمزگذاری، هر کاراکتر متن را 3 واحد (واحد الفبا) جابجا کرد.

اگر دوباره به جلو حرکت کنیم، به قرن شانزدهم می رسیم، زمانی که ویژنر مدل جدیدی از کریپتوگرافی را ایجاد کرد. در این مدل جدید، بیننده از کلیدی برای رمزگشایی پیام استفاده می کرد. سه قرن بعد و در آغاز قرن نوزدهم، هبرن با اختراع الکتریسیته از ابزار الکترومکانیکی برای Cryptography استفاده کرد. این دستگاه از یک روتر استفاده می کرد که هر بار کلیدی برای پنهان کردن پیام فشار داده می شد، رمزگذاری جدیدی ایجاد می کرد. آلمانی ها در طول جنگ های جهانی اول و دوم از این دستگاه استفاده زیادی کردند و در نهایت کدهای آن توسط لهستانی ها شکسته شد. به هر حال، در عصر امروز، ارزهای رمزنگاری شده از Cryptography ایجاد شدند.

مزایای کریپتوگرافی چیست؟

رمزنگاری در ارز دیجیتال مزایای بسیاری دارند که عبارتند از:

1. امنیت: کریپتوگرافی امکان ایجاد ارتباطات امن و رمزگذاری اطلاعات را فراهم می‌کند که اطلاعات حساس و معاملات مالی را از دسترسی غیرمجاز محافظت می‌کند.

2. حریم خصوصی: با استفاده از Cryptography، افراد می‌توانند حریم خصوصی خود را حفظ نموده و اطلاعات شخصی خود را محافظت کنند زیرا تراکنش‌ های رمزگذاری شده و غیرقابل ردگیری هستند.

3. عدم وابستگی به واسطه‌ها: استفاده از Cryptography در ارز دیجیتال باعث می‌شود که افراد بتوانند مستقیماً و بدون نیاز به واسطه‌های مالی، با یکدیگر معامله کنند و از وابستگی به بانک‌ها و سایر نهادهای مالی خودداری کنند.

4. امتیاز: Cryptography به افراد امکان مدیریت و کنترل بیشتر بر روی دارایی‌ ها و معاملات خود را می‌دهد زیرا آن‌ها می‌توانند کلیدهای خصوصی خود را مدیریت و به صورت مستقل عمل کنند.

انواع کریپتوگرافی

انواع کلی Cryptography عبارتند از:

1. نوع تقارنی (Symmetric Cryptography): در این نوع Cryptography، یک کلید مشترک بین فرستنده و گیرنده وجود دارد که برای کریپتوگرافی استفاده می‌شود. الگوریتم‌های معروف این نوع شامل AES و DES هستند.

2. نوع عمومی (Public Key Cryptography): در این نوع، دو کلید مختلف برای رمزنگاری و رمزگشایی وجود دارد؛ یکی عمومی و دیگری خصوصی. کلید عمومی برای Cryptography استفاده می‌شود و کلید خصوصی برای رمزگشایی. RSA و ECC دو الگوریتم معروف این نوع کریپتوگرافی هستند.

3. نوع هش (Hash Cryptography): در این نوع، یک تابع هش استفاده می‌شود که یک ورودی را به یک مقدار هش ارزیابی می‌کند که به طور منظم برای امنیت داده‌ها و تأیید اصالت استفاده می‌شود. الگوریتم‌های معروف این نوع شامل SHA-256 و MD5 هستند.

انواع رمزنگاری برای موارد مختلفی استفاده می‌شوند و هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

روش استفاده از کریپتوگرافی چگونه است؟

استفاده از Cryptography معمولاً به صورت زیر است:

1. انتخاب الگوریتم: ابتدا باید الگوریتم Cryptography مناسب برای نیازهای خود را انتخاب کنید، مانند Cryptography تقارنی، عمومی یا نوع هش.

2. تولید کلیدها: در صورت استفاده از کریپتوگرافی عمومی، باید یک جفت کلید عمومی و خصوصی تولید کنید. کلیدهای خصوصی باید محفوظ مانده و کلیدهای عمومی برای ارتباطات عمومی منتشر می‌شوند.

3. کریپتوگرافی و رمزگشایی: برای ارسال یا ذخیره اطلاعات، از کلیدهای کریپتوگرافی استفاده می‌شود تا اطلاعات را به صورت رمزگشایی شده تبدیل کند. سپس، دریافت کننده می‌تواند با استفاده از کلید مخصوص خود اطلاعات را رمزگشایی کند.

4. استفاده از توابع هش: برای تأیید اصالت داده‌ها و اطلاعات، می‌توانید از توابع هش استفاده کنید تا یک مقدار هش برای داده‌ها تولید و آن را با مقدار هش مورد انتظار مقایسه نمایید.

5. مدیریت کلیدها: مهم است که کلیدها را با دقت مدیریت کنید و اطمینان حاصل نمایید که کلیدهای خصوصی در اختیار شخص مناسب و امن قرار دارند.

با رعایت این مراحل، می‌توانید از Cryptography برای امنیت و حفظ حریم خصوصی در ارتباطات و انتقال اطلاعات استفاده کنید.

موارد مهم در کریپتوگرافی 

به صورت کلی موارد زیر در کریپتوگرافی و کار با آن بسیار مهم است:

• رمزگذاری کلید عمومی

ما از رمزگذاری کلید عمومی برای رمزگذاری پیام های رد و بدل شده بین دو نفر یا دو کامپیوتر استفاده می کنیم و می خواهیم امنیت قابل قبولی داشته باشد. هر کسی می‌تواند از کلیدهای عمومی شخص دیگری برای رمزگذاری استفاده کند اما پس از رمزگذاری، تنها یکی می‌تواند آن پیام‌ها را با استفاده از کلید خصوصی مربوط به کلید عمومی رمزگشایی کند.

به طور خلاصه می توان گفت که فرآیند رمزگذاری پیام به شرح زیر است:

1. از کلید عمومی برای رمزگذاری پیام استفاده کنید.

2. یک پیام رمزگذاری شده ارسال کنید.

3. کلید خصوصی توسط شخص مورد نظر برای رمزگشایی و خواندن پیام استفاده می شود.

نباید فراموش کرد که اگر شخص دیگری در این مسیر باشد و پیام را دریافت کند، تنها چیزی که می تواند ببیند حروف و اعداد تصادفی و بی معنی است.

رمزگذاری کلید عمومی یکی از راه های اصلی و اساسی فناوری موجود در کیف پول ها و معاملات است. هنگامی که کاربر یک کیف پول روی بلاک چین ایجاد می کند، کلید عمومی و کلید خصوصی به طور همزمان برای آن ایجاد می شود. آدرس کیف پول در واقع رشته ای از اعداد و حروف است که از کلید عمومی تشکیل شده است. با توجه به ماهیت فناوری بلاک چین، این آدرس ممکن است عمومی شود. می توانید از این آدرس برای بررسی موجودی کیف پول خود یا ارسال پول استفاده کنید. کلید خصوصی در کیف پول تنها راه برای اثبات مالکیت کیف پول و استفاده از آن برای ارسال پول دیجیتال از کیف است؛ بنابراین، امنیت کلید خصوصی بسیار مهم است زیرا در صورت گم شدن آن، تمام توکن های موجود در کیف پول خود را از دست خواهید داد.

هشینگ

هش رمزنگاری می تواند به عنوان یکی دیگر از مؤلفه های اصلی که در فناوری بلاک چین وجود دارد بیان شود و مستقیماً مسئول ایجاد ویژگی تغییرناپذیری پیام است. در علوم کامپیوتر، هش کردن را به فرآیند گرفتن یک رشته ورودی با طول متغیر و ایجاد یک رشته خروجی با طول ثابت می‌گوییم. مهم نیست که ورودی تابع هش بیش از یک کاراکتر داشته باشد. مقدار خروجی همیشه یکسان خواهد بود.

توابع هش دارای ویژگی های زیر هستند:

• مسلم است؛ مهم نیست که چند ورودی خاص به یک تابع بدهید زیرا خروجی همیشه یکسان است.
• برگشت ناپذیر؛ تعیین مقدار ورودی از خروجی فرآیند تقریباً غیرممکن است.
• کاملا قابل جدا شدن؛ شما هرگز تابعی را پیدا نمی کنید که دو ورودی متفاوت و یک خروجی مشترک داشته باشد.
• اگر یک تغییر کوچک در ورودی ایجاد کنید، خروجی به طور چشمگیری تغییر می کند.
• ما می توانیم ذخیره رمز عبور را از جمله ویژگی های این توابع در رمزنگاری لیست کنیم.

زمانی که در یک وب سایت ثبت نام می کنید رمز عبور شما ذخیره نمی شود اما هش رمز شما ذخیره می شود و در صورت نیاز وارد شده و بررسی می شود که آیا رمز وارد شده با هش مورد نظر مطابقت دارد یا خیر. فقط هکرهایی که یک وب سایت را هک می کنند می توانند به هش رمز عبور غیرقابل برگشت دسترسی پیدا کنند.

درخت مرکل

درخت مرکل نموداری است که اطلاعات مهمی را در اختیار ما قرار نمی دهد اما این نمودار به سادگی به ما نشان می دهد که تراکنش های هر بلوک را می توان در ریشه مرکل ذخیره کرد. در واقع می توان ریشه مرکل را گره اصلی درخت مرکل نامید. برای درک بهتر این موضوع می توان گفت که “درخت” اصطلاحی است که در علوم کامپیوتر برای ذخیره اطلاعات به کار می رود و به هر بیت از اطلاعات یک گره می گویند. ما می توانیم ظاهر این درختان را به یک شجره نامه مقایسه کنیم. هر ریشه فرزندان خاصی دارد.

به گروه گره های درخت، زیردرخت و گره هایی که فرزند ندارند، گره برگ می گویند. درخت مرکل از توابع هش برای رمزگذاری برای ذخیره خروجی های هش شده به جای ذخیره داده های خام هر گره استفاده می کند. هر گره برگ حاوی اطلاعات رمزنگاری است و هر گره والد شامل مجموعه هش گره های فرزند است. ما ریشه درخت مرکل را “گره اصلی” می نامیم و ریشه مجموعه هش چپ و راست زیردرخت را نشان می دهد.