Kas yra kriptografiniai parašai? Pilnas pradedančiųjų vadovas

Kriptografiniai parašai

Kriptografinio parašo schemos yra pagrindinis kriptovaliutų tinklų komponentas, kuris patikrina operacijų pranešimų vientisumą ir nepaneigimą visame tinkle. Jie įdarbina asimetrinė kriptografija ir gali būti įvairių formų.

Kriptografinių parašų (dar vadinamų skaitmeniniais parašais), taikomų konkrečioje kriptovaliutoje, tipai paprastai parenkami atsižvelgiant į tam tikrus jų siūlomus pranašumus. Nuo pat jų atsiradimo jie buvo nuolat optimizuojami, siekiant pagerinti jų efektyvumą ir saugumą.

Kriptografiniai parašai

Kriptovaliutos sukūrė naują gyvybingą skaitmeninių parašų taikymą, ir jų būsimas vystymasis tikrai lydės daugiau pažangos kriptografijos srityje.

Trumpa istorija

Pirmoji skaitmeninio parašo algoritmų koncepcija įskaityta Whitfieldui Diffie ir Martinui Hellmanui, remiantis vienos krypties spąstų durų funkcijos kurią jie sukūrė savo 1976 m popieriaus. „Trapdoor“ funkcijos yra plačiai naudojamos kriptografijoje ir yra matematiškai sudarytos taip, kad jas būtų lengva apskaičiuoti viena kryptimi ir labai sunku apskaičiuoti atvirkštine kryptimi..

Vėliau Rivestas, Shamiras ir Adlemanas sukūrė pirmąjį primityvų skaitmeninio parašo algoritmą, žinomą kaip RSA. RSA yra labiausiai paplitęs kriptografinis algoritmas, naudojamas šiandien ir dominuoja saugiam duomenų perdavimui internete. Netrukus po to žinomos skaitmeninio parašo schemos, tokios kaip „Lamport Signature“ ir Merkle medžiai „Merkle Trees“ veikė kaip pagrindinis „blockchain“ tinklų komponentas.

Kas yra Merkle medis

Skaitykite: Kas yra Merkle medis?

Skaitmeniniai parašai naudoja viešojo / privataus rakto kriptografiją, kai raktų pora naudojama kaip algoritmo dalis asmeniniams pranešimams siųsti neužtikrintais kanalais. Tikslas yra pasiekti pranešimo autentiškumą naudojant viešąjį raktą, patikrinant, ar pranešimas gautas iš atitinkamo privataus rakto. Šifravimas yra tas, kai tik privataus rakto turėtojas gali iššifruoti išsiųstą ir viešuoju raktu užšifruotą pranešimą. Nepaneigimas yra dar viena gyvybiškai svarbi sudedamoji dalis, ty pasirašiusysis negali paneigti, kad pasirašė sandorį, ir matematiškai neįmanoma suklastoti parašo.

Paprastai yra trys skaitmeninio parašo algoritmo komponentai:

  1. Raktų generavimas
  2. Pasirašymo algoritmas
  3. Parašo tikrinimo algoritmas

Raktų generavimas yra gyvybiškai svarbus skaitmeninio parašo vientisumui, nes jis išleidžia asmeninį raktą ir atitinkamą viešąjį raktą. Kriptovaliutomis privatus raktas turi būti sugeneruotas atsitiktinai, kad niekas kitas neturėtų prieigos prie atitinkamos piniginės šalia vartotojo.

Pasirašymo algoritmas sukuria parašą, kuriam suteikiamas pranešimas (t. Y. Operacija) ir privatus raktas.

Parašo tikrinimo algoritmas patikrina parašo tikrumą, kai jam suteikiamas pranešimas, viešasis raktas ir skaitmeninis parašas

Operacijos gavėjui patikrinus pranešimo tikrumą, jis gali patikrinti vientisumą vykdydamas pranešimą naudodamas tą patį maišos algoritmą kaip ir siuntėjas. Šiandien yra daugybė kriptografinio parašo schemų, todėl pažvelkime į kai kurias iš labiausiai paplitusių ir kai kurias pažangesnes schemas..

„Lamport“ parašai

„Lamport“ parašai buvo vienas iš ankstyviausių skaitmeninių parašų ir yra vienkartiniai raktai, kurių negalima pakartotinai naudoti. Sugalvotas Leslie Lamport 1979 m., „Lamport“ parašai gali būti apsaugoti naudojant bet kokią vienpusę „trapdoor“ funkciją, todėl jų dizainas yra be galo lankstus. Paprastai jie naudoja maišos funkcijas, o jų sauga tiesiogiai priklauso nuo maišos funkcijos saugumo.

„Lamport“ parašus galima sukurti iš pažangių kriptografinių maišos funkcijų, tokių kaip kvantui atsparus „Skein“ ar „Keccack“ maišos. Kadangi jie gali pritaikyti tokias dideles maišos funkcijas kaip „Skein“ ir „Keccack“, lempos yra idealios ankstyvojo etapo kvantiniam pasipriešinimui, nors dinaminių kvantinių kompiuterių galimybių ir jų atsiradimo pažangos beveik neįmanoma numatyti..

RSA skaitmeninio parašo algoritmas

Dabartinis žinučių šifravimo interneto standartas, pažeidžiantis RSA algoritmą, yra žinomas kaip RSA problema. Jo vienos krypties „trapdoor“ funkcija yra pagrįsta „ pagrindinis koeficientas.

RSA kriptografija

Skaitykite: Kas yra RSA kriptografija?

RSA yra sudėtingesnė nei kiti skaitmeninio parašo algoritmai ir naudojama masiniam šifravimui, o ne tiesioginiam vartotojo duomenų šifravimui. Tačiau tai išlieka populiariausias skaitmeninio parašo algoritmas, naudojamas šiandien.

Elipsinės kreivės skaitmeninio parašo algoritmas (ECDSA)

ECDSA naudojama daugelyje kriptovaliutų ir yra pasirinktas „Bitcoin“ skaitmeninio parašo algoritmas, kol jis laukia perėjimo prie „Schnorr Signatures“. ECDSA yra efektyvesnė už RSA kriptografiją dėl daug mažesnio rakto dydžio. Tai yra optimalus pasirinkimas „blockchain“, kuriems reikia sumažinti „blockchain“ pūtimą ir kurie kovoja su vis didėjančių klientų dydžiu.

Elipsinės kreivės kriptografija

Skaitykite: Kas yra elipsinės kreivės kriptografija? 

ECDSA remiasi taškų dauginimas teikti vienpusį „trapdoor“ funkcionalumą, reikalingą skaitmeniniam parašui. ECDSA šifravimas yra pagrįstas algebrine funkcija ir jos kreive virš baigtinio grafiko. Geras atsitiktinumas yra būtinas bet kokio skaitmeninio parašo algoritmui, tačiau ypač svarbus atliekant ECDSA.

384 bitų ECDSA raktas yra laikomas pakankamai saugiu, kad NSA galėtų pateikti labiausiai įslaptintą vyriausybės informaciją.

Žiedo parašas

Žiedinis parašas yra skaitmeninio parašo rūšis, kuri klaidina tikrąjį sandorio pasirašytoją, sumaišydama jų parašą kitų galiojančių parašų grupėje (žiede). Dizainas turėtų padaryti jį taip, kad skaičiavimu nebūtų įmanoma nustatyti, kas yra tikrasis sandorio pasirašytojas.

Kas yra žiediniai parašai

Skaitykite: Kas yra žiediniai parašai? 

„CryptoNote“ monetose, įskaitant „Monero“, naudojami žiediniai parašai. Monero naudoja žiedinius parašus, paimdamas operacijų siuntėjų sąskaitos raktą ir sumaišydamas jį su kitais viešaisiais raktais, kad visi žiedo nariai būtų vienodi ir galiojantys. Viešieji raktai gali būti naudojami kelis kartus įvairiems skambučių parašams visame tinkle. „Monero“ jie skirti padidinti XMR prieigos rakto pakeičiamumą užtikrinant, kad operacijų išvestys nebūtų atsekamos..

Yra keli žiedinių parašų tipai. Žiediniai parašai Monero yra pagrįsti atsekamus žiedinius parašus prieš optimizuojant tapti Skambinti konfidencialiomis operacijomis, kuri yra jų dabartinė iteracija Monero.

„Schnorr“ parašai

Plačiai kriptografų laikomi geriausiais skaitmeniniais parašais, „Schnorr“ parašai turi daug privalumų, palyginti su kitais metodais. „Schnorr“ parašus buvo galima integruoti į „Bitcoin“ su Išsiskyręs liudytojas ir jau seniai yra vienas iš svarbiausių „Bitcoin“ kūrėjų prioritetų pakeisti ECDSA.

„Schnorr“ parašai yra žinomi dėl savo elegantiško paprastumo ir efektyvumo. „Spoordoor“ funkcija, užtikrinanti „Schnorr“ parašus, yra pagrįsta specifine diskrečios logaritmo problemos. Kaip ir kitos „trapdoor“ funkcijos, tokios kaip pagrindinis faktorius RSA, šios problemos yra neišsprendžiamos, todėl jos yra vienpusės.

Vienas svarbiausių „Schnorr“ parašų privalumų yra jų palaikymas keliais parašais. „Bitcoin“ operacijoms reikia visų savo parašo, todėl kiekviename bloke yra neefektyvus parašų kiekis. Turint „Schnorr“ parašus, visas šias įvestis galima sujungti į vieną parašą, taupant didžiulį kiekį vietos kiekviename bloke. Be to, „Schnorr“ parašai gali padidinti privatumą, skatindami vartotojus naudotis MonetaPrisijungti, monetų maišymo technika, kuri tradiciškai buvo pernelyg nepatogu reguliariai naudoti. „Schnorr“ parašai sumažina „CoinJoin“ operacijų dydį, sumažina kasybos mokestį ir daro perspektyvesnę piniginės paslaugų integravimą kaip savybę.

Galiausiai, „Schnorr“ parašai gali padėti padidinti daugialypių operacijų pajėgumus. Galima sudaryti daug sudėtingesnes daugiasluoksnes operacijas, pvz., Dvidešimt iš šimto ar penkiasdešimt tūkstančių, naudojant tą patį skaitmeninio parašo dydį kaip ir tradicinė operacija. To pasekmė yra sudėtingesnis išmaniųjų sutarčių funkcionalumas ir geresnis tinklo mastelis.

Išvada

Kriptografiniai parašai buvo patraukli studijų sritis nuo pat jų atsiradimo. Kriptovaliutos pagreitino kriptografijos srities vystymąsi nuo jų plitimo ir įėjimo į pagrindinę srovę. Pažangesnės parašų schemos tikrai tobulės, nes pramonė progresuos.

Kol kas atrodo, kad ECDSA dominuoja kaip pagrindinis daugumos kriptovaliutų tinklų pasirinkimas, o žiediniai parašai yra populiarūs tarp labiau į privatumą orientuotų kriptovaliutų. Kurį laiką buvo didelis jaudulys, susijęs su „Schnorr“ parašais, ir jų laukiama integracija į „Bitcoin“ turėtų suteikti puikių pranašumų senajai kriptovaliutai..