Блокчейн — криптография с открытым ключом

Опубликовано: 26 Сентября, 2022

Технология блокчейн — одна из величайших инноваций 21 века. В этой статье мы сосредоточимся на концепции криптографии, т.е. криптографии с открытым ключом или криптографии с асимметричным ключом.

Введение в криптографию с открытым ключом

Большую часть времени блокчейн использует криптография с открытым ключом, также известная как криптография с асимметричным ключом. Криптография с открытым ключом использует как открытый ключ, так и закрытый ключ для шифрования и расшифровки данных. Открытый ключ может распространяться повсеместно, но закрытый ключ не может быть передан никому. Он обычно используется для двух пользователей или двух серверов безопасным способом.

Открытый ключ: открытые ключи предназначены для открытого доступа. Их можно бесплатно раздавать всем или размещать в Интернете. Используя открытый ключ, можно зашифровать простое текстовое сообщение в зашифрованный текст. Он также используется для проверки подлинности отправителя. Проще говоря, можно сказать, что открытый ключ используется для закрытия замка.

Закрытый ключ: Закрытый ключ полностью противоположен открытому ключу. Закрытый ключ всегда держится в секрете и никогда не разглашается. С помощью этого ключа мы расшифровываем зашифрованные текстовые сообщения в обычный текст. Простыми словами можно сказать, что публика используется для открытия замка.

Зачем нам нужна криптография с открытым ключом?

В криптографии с симметричным ключом для шифрования и дешифрования сообщения используется один ключ. Здесь высока вероятность потери данных или несанкционированного доступа к данным. Для защиты от несанкционированного доступа к данным и передачи данных безопасно без каких-либо потерь мы используем криптографию с открытым ключом.
Криптография с открытым ключом более безопасна, чем криптография с симметричным ключом, поскольку открытый ключ использует два ключа для шифрования и дешифрования данных.
Криптография с открытым ключом позволяет пользователям скрывать данные, которые они хотят отправить. Отправитель шифрует данные, а получатель расшифровывает данные. Зашифрованное сообщение не может быть понято неавторизованными пользователями.

Работа над криптографией с открытым ключом

Предположим, отправитель хочет отправить получателю какое-то важное сообщение.

Отправитель сначала создает сообщение в виде обычного текста в удобочитаемом формате.
Отправитель знает открытый ключ получателя, но не знает закрытый ключ получателя, потому что получатель держит в секрете свой закрытый ключ. С помощью открытого ключа получателя и закрытого ключа отправителя отправитель генерирует зашифрованное сообщение, т. е. называется зашифрованным текстом. Зашифрованный текст имеет нечитаемый формат. На этом этапе обычный текст преобразуется в зашифрованный текст.
Теперь зашифрованный текст достигает конца получателя. Получатель знает свой собственный секретный ключ и с помощью этого секретного ключа преобразует зашифрованный текст в удобочитаемый формат, т.е. в обычный текст.

В приведенном ниже примере показана работа криптографии с открытым ключом.

Давайте попробуем рассмотреть работу криптографии с открытым ключом на примере. Предположим, Сачин — это отправитель, который хочет послать сообщение Анурагу. Здесь Анураг является получателем.

Сачин использует открытый ключ Анурага для шифрования сообщения, а Анураг использует свой собственный закрытый ключ для расшифровки сообщения.
Сначала Сачин создает простой текст. Сачин имеет доступ к закрытому ключу Анурага и зашифрованному тексту. Используя открытый ключ Анурага и собственный открытый ключ,
Sachin создаст зашифрованное сообщение, т.е. зашифрованный текст в нечитаемом формате. После применения процесса шифрования обычный текст преобразуется в зашифрованный текст.
Теперь Анураг получает зашифрованный текст. Сначала Анураг расшифрует зашифрованное текстовое сообщение в удобочитаемый формат. Для расшифровки Анураг будет использовать закрытый ключ. Теперь зашифрованный текст преобразуется в обычный текст и может быть прочитан получателем. Поскольку Сачин хранит свой закрытый ключ, Анураг знает, что это сообщение не могло быть отправлено кем-то другим. Это также называется цифровой подписью.

Преимущества криптографии с открытым ключом

Аутентификация: гарантирует получателю, что полученные данные были отправлены единственным проверенным отправителем.
Целостность данных: гарантирует, что информация и программа изменяются только определенным и разрешенным образом.
Конфиденциальность данных: гарантирует, что личное сообщение не станет доступным для неавторизованного пользователя. Это называется конфиденциальностью или секретностью.
Неотказуемость: это гарантия того, что первоначальный создатель данных не может отказать в передаче указанных данных третьей стороне.

Ограничение криптографии с открытым ключом

Можно зашифровать и расшифровать фиксированный размер сообщений или данных. Если есть попытка зашифровать или расшифровать сообщение большого размера, то алгоритм требует высокой вычислительной мощности.
Основным недостатком этого алгоритма является то, что если получатель потеряет свой закрытый ключ, данные/сообщение будут потеряны навсегда.
Если у кого-то есть закрытый ключ доступа, все данные окажутся в чужих руках.
Есть много секретных ключей, которые быстрее, чем криптография с открытым ключом.