آشنایی با کریپتوگرافی | بررسی نحوه عملکرد کریپتوگرافی

اگر با دنیای ارزهای دیجیتال آشنا هستید حتماً می‌دانید که ارزهای دیجیتال رمزنگاری شده‌اند. کریپتوگرافی یا رمز نگاری یک فناوری جدید است که با استفاده از آن می‌توانید اطلاعات و پیام‌های موردنظر خود را به‌صورت امن برای فرستنده ارسال کنید. در دنیای ارزهای دیجیتال هیچ نهاد نظارتی روی فعالیت این شبکه نظارت ندارد به همین جهت وجود تکنولوژی کریپتوگرافی باعث می‌شود تا اعتماد مردم نسبت به آنها جلب شود. در این مقاله از مجله باین ارز صفر تا صد کریپتوگرافی را با بیانی ساده برای علاقه‌مندان به حوزه بلاک‌چین و دنیای ارزهای دیجیتال بررسی می‌کنیم.

کریپتوگرافی چیست؟

کریپتوگرافی (cryptography) علم پنهان کردن اطلاعات است و از نظریه‌ها و محاسبات ریاضی برای رمزنگاری و رمزگشایی داده‌ها استفاده می‌کند. در یک فرایند کریپتوگرافی، داده‌هایی که قابل درک هستند (پلین تکست) تحت رمزگذاری قرار می‌گیرند و به یک عبارت که قابل خواندن نیستند (سایفر تکست) تبدیل می‌شوند. با این کار می‌توان تضمین کرد که اطلاعاتی که فرستاده می‌شود، فقط توسط شخصی که کلید رمزگشایی دارد قابل خواندن است.

با استفاده از تکنیک‌های کریپتوگرافی حتی می‌توانید اطلاعات خود را در شبکه‌هایی که امنیت ندارند ارسال کنید. سطح رمزگذاری که برای داده‌ها انجام می‌شود با یکدیگر متفاوت است، مثلاً نوع امنیت مخاطبین تلفن با آنچه در شبکه‌های ارزهای دیجیتال استفاده می‌شود یکسان نیست.

نحوه عملکرد کریپتوگرافی چگونه است؟

تکنیک‌های رمزنگاری در بسیاری از حوزه‌ها مانند تراکنش‌های الکترونیکی ایمن، ایمن‌سازی ارسال و دریافت پیام‌های ایمیلی، جزئیات مربوط به کارت‌های اعتباری و پخش‌های صوتی و تصویری مورداستفاده قرار می‌گیرد. با کمک سیستم رمزنگاری، فرستنده یک پیام را رمز نگاری می‌کند و آن را از طریق همین شبکه ارسال می‌کند. از طرف دیگر گیرنده پیام را دریافت و رمزگشایی می‌کند. روش‌های رمزنگاری که امروزه روی داده‌ها انجام می‌شود بسیار پیچیده شده‌اند و در حال حاضر از کامپیوترها و فناوری ریاضی پیچیده برای رمزگذاری استفاده می‌شود.

توابع هش در کریپتوگرافی

کریپتوگرافی با استفاده از توابع هش اطلاعات را ایمن می‌کند و به الگوریتم‌هایی متکی است که تمامی داده‌های ورودی را به کاراکتر طولانی تبدیل می‌کنند. توابع هشت با دیگر اشکال رمزنگاری کمی متفاوت هستند و به‌صورت یک‌طرفه کار می‌کنند. شما به هیچ وجه نمی‌توانید یک‌رشته کاراکتر هش را به داده اصلی خود برگردانید. هش‌ها می‌توانند حجم زیادی از اطلاعات را بدون آسیب رساندن به داده‌های اصلی رمزگذاری کنند و برای مدیریت بلاک‌چین بسیار ضروری هستند. یک روش سازماندهی در ساختار داده‌ها موجب بالارفتن کارایی می‌شود. هش مانند اثر انگشت دیجیتالی است که برای داده‌های که رمزگذاری شده‌اند مورداستفاده قرار می‌گیرد. سپس از آن می‌توان برای تأیید و مراقبت در برابر هرگونه تغییرات غیرمجاز در شبکه استفاده کرد. هر تغییراتی در داده‌های اصلی موجب ایجاد یک هش جدید می‌شود که با هش قبلی تفاوت دارد. در نهایت این کاراکتر جدید برای بلاک‌چین قابل تأیید نیست.

عبارت (Cryptography) را در نظر بگیرید که با استفاده از تابع هش به‌صورت زیر خواهد بود:

b584eec728548aced5a66c0267dd520a00871b5e7b735b2d8202f86719f61857

حال اگر تغییر کوچکی در آن دهیم، مثلاً این‌گونه بنویسیم (Cryptographi) تابع کاملا تغییر می‌کند:

694c550ce566de7ff20dde0b4ae8e8c8ec4ae22abb96ade6273c21ef33c703bc

رمز نگاری در ارزهای دیجیتال

ارزهای دیجیتال از کریپتوگرافی برای اهداف مهمی مانند تضمین معاملات، کنترل و تأیید انتقال دارایی‌ها استفاده می‌کنند. برای انجام تمام این موارد، ارزهای دیجیتال به رمزنگاری کلید عمومی تکیه می‌کنند. رمزنگاری کلید عمومی، کلید خصوصی و عمومی شما را شامل می‌شود که هر دو رمز نگاری شده و مجموعه‌ای از اعداد و حروف تصادفی هستند. این کلیدها 30 حروف و عدد دارند و مانند شماره‌حساب بانکی عمل می‌کند. شما می‌توانید برای دریافت رمزارز از فردی، کلید عمومی خود را بفرستید. با استفاده از کلید خصوصی می‌توانید قفل کلید عمومی را باز کنید. به همین جهت فقط فردی که کلید خصوصی را در اختیار دارد می‌تواند کلید عمومی را باز کند.

به طور مثال صندوق‌های پستی که در مکان‌های عمومی هستند را در نظر بگیرید. هرکسی می‌تواند نامه خود را در صندوق‌های پستی قرار دهد، اما فقط مأمور پست کلید صندوق را دارد. رمزنگاری ارزهای دیجیتال هم تا حد زیادی به این شیوه عمل می‌کنند. در دنیا ارز دیجیتال رمزنگاری شده این امکان وجود دارد که هرکسی رمز ارزی را دریافت می‌کند فقط خودش می‌تواند به آن دسترسی داشته باشد.

مزایا کریپتوگرافی در ارزهای دیجیتال

در دنیای ارزهای دیجیتال هیچ نهاد نظارتی وجود ندارد به همین جهت وجود تکنولوژی رمز ارزها موجب می‌شود که اعتماد کاربران جلب شود و از ارزهای رمزنگاری شده استفاده کنند. در ادامه مزایا استفاده از کریپتوگرافی را معرفی می‌کنیم.

1. مطمئن شدن از محرمانه بودن اطلاعات

تمامی اطلاعات به‌صورت رمزنگاری شده ارسال می‌شوند و هیچ کسی نمی‌تواند این اطلاعات را بخواند و یا آن را دست‌کاری کند.

2. مطمئن شدن از ارسال پیام توسط فرستنده

با استفاده از تکنولوژی رمزنگاری می‌توانید امضای دیجیتال شخص فرستنده را بررسی کنید. با این کار متوجه می‌شوید که از شخص درستی اطلاعات را دریافت کرده‌اید. برای این کار فرستنده باید از امضای دیجیتال خود در پیام استفاده کنند.

3. عدم دست‌کاری و تغییر پیام در مسیر ارسال

تمامی اطلاعات به‌صورت رمزنگاری شده ارسال می‌شوند و حتی اگر کسی هم این اطلاعات را ببیند از محتویات آن چیزی متوجه نمی‌شود. در نتیجه نمی‌تواند تغییری را در آن ایجاد کند. برای انجام این کار فرستنده و گیرنده باید از پروتکل رمزنگاری یکسانی استفاده کنند. هرچقدر پروتکلی که انتخاب می‌شود پیچیده‌تر باشد رمزنگاری آن توسط هکرها نیز سخت‌تر و دشوارتر است.

4. اثبات ارسال پیام توسط فرستنده

فرض کنید قرار بوده است که شخصی به شما پولی را واریز کند و این کار را انجام داده است اما پس از دیدن شما این کار را منکر می‌شود. تکنولوژی رمزنگاری به شما کمک می‌کند تا از به وجود آمدن مشکلات این‌چنینی جلوگیری کنید.

رمزنگاری کلید عمومی چه آسیب‌هایی دارد؟

بزرگ‌ترین مشکلی که ممکن است در رمزنگاری کلید عمومی برای شما اتفاق بیفتد، گم‌کردن کلیدها و یا فاش شدن کلید خصوصی شما است. اگر کلید خصوصی کیف پول خود را گم کنید هیچ راهی برای بازگرداندن دارایی کیف پول خود ندارید. درصورتی‌که اطلاعات کلید خصوصی شما به دست فردی بیفتد به‌راحتی می‌تواند به‌حساب شما دسترسی پیدا کند و تمام ارزهای شما را به سرقت ببرد.

کمک کریپتوگرافی به بیت‌کوین

خالق بیت‌کوین ساتوشی ناکاموتو، سخت‌ترین مسئله یعنی دوبار خرج کردن را حل کرد. دوباره خرج کردن به این معنا است که در یک معامله انجام شده، پول بازگشت داده می‌شود. همان پول دوباره خرج می‌شود. بیت‌کوین فقط یک کد است و ساتوشی ناکاموتو با ایده رمزنگاری کلید عمومی و خصوصی توانست مشکل دوبار خرج شدن را حل کند. بیت‌کوین، اتریوم و دیگر ارزهای رمزنگاری شده دیگر از این فناوری استفاده می‌کنند و معاملات آنها بین غریبه‌ها و بدون هیچ واسطه‌ای مانند بانک امکان‌پذیر است.

آنچه موجب منحصربه‌فرد شدن و متمایز شدن بیت‌کوین شده است، راه‌حل آن برای مشکل دوباره خرج شدن است. یک شبکه همتا به همتا از روش‌های رمزنگاری برای تأیید صحت معاملات استفاده می‌کند. کلیدهای عمومی و خصوصی شما به هم متصل هستند و شبکه می‌داند که این رمزارز متعلق به شما است. تا زمانی که کلید خصوصی خود را داشته باشید این ارز متعلق به شما است. تراکنش‌های بیت‌کوین نیز با استفاده از این روش برگشت‌ناپذیر هستند و کریپتوگرافی به‌عنوان راه‌حل مشکل دوبار خرج کردن استفاده می‌شود.

نتیجه‌گیری مبحث کریپتوگرافی

با ظهور کریپتوگرافی و علم رمزنگاری بستری فراهم شده است که با استفاده از آن می‌توانید با خیالی آسوده اطلاعات، پیام، پول و ارز دیجیتال را جابه‌جا کنید. در گذر زمان علم رمزنگاری دستخوش تغییرات بسیار زیادی شده است. دانشمندان این حوزه با به‌کارگیری تمام توان و تلاش خود توانسته‌اند امکانات رمزنگاری را در اختیار عموم قرار دهند و امکان رمزگشایی را فقط برای شخص گیرنده فراهم کرده‌اند. تمام آن چیزی که در رمزنگاری‌های سنتی ممکن نبوده است حالا به کمک ریاضیات پیچیده و پیشرفت تکنولوژی در زندگی هر روز ما جریان دارد.

این تکنولوژی توانست وابستگی کاربران را به نهادهای واسطه کم کند و جایگزین خوبی برای آنها باشد. رمزنگاری بخش جدانشدنی و بسیار مهم فناوری بلاک‌چین است و به‌عنوان پایه و اساس کیف پول‌ها و تراکنش‌های بلاک‌چین عمل می‌کند. در دنیای مدرن امروزی که همه اطلاعات به‌صورت دیجیتالی ردوبدل می‌شود نیاز به کریپتو گرافی برای تمام تکنولوژی احساس می‌شود. با رمزنگاری اطلاعات می‌توان از مسائل مختلفی مانند جرائم سایبری و تخلفات آنلاین جلوگیری کرد.

بیشتر بخوانید: