کریپتوگرافی یا رمزنگاری در حوزه ارز دیجیتال به چه معناست؟
فرض کنید در دنیایی زندگی می‌کنید که همه‌ی افراد به پیام‌ها و اطلاعات یکدیگر دسترسی دارند و پیام‌ها پیش از رسیدن به مقصد توسط دیگران مطالعه می‌شوند. آیا اصلا زندگی در این جهان ممکن است؟ خیر؛ کریپتوگرافی (Cryptography) دانشی است که طی قرن‌ها به ما کمک کرده تا پیام‌ها و اطلاعات‌مان را به‌صورت محرمانه به مقصد برسانیم. اگر شما هم نسبت به این دانش جذاب و حیاتی کنجکاو هستید با ما در بلاگ والکس همراه باشید تا به بررسی آن بپردازیم.
کریپتوگرافی چیست؟
رمزنگاری علمِ پنهان کردن اطلاعات است. به‌طور خاص، Cryptography مدرن از تئوری‌های ریاضی و محاسبات برای رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها، تضمین یکپارچگی آنها و صحت اطلاعات استفاده می‌کند. طی فرایندی اساسی، متن ساده‌ی قابل خواندن در پروسه‌ی رمزگذاری قرار می‌گیرد و در نهایت به یک متن کریپتوگرافی شده تبدیل می‌شود. با این اتفاق دیگر هرکسی قادر به خواندن و درک پیام نخواهد بود؛ چرا که اطلاعات تنها با استفاده از یک کلید رمزگشای خاص قابل خواندن هستند.
با استفاده از تکنیک‌های خاص رمزنگاری می‌توان داده‌های حساس را از طریق کانال‌های ناامن ارسال کرد. با این حال سطح رمزگذاری داده‌ها به درجه‌ی حفاظتی و اهمیت آنها بستگی دارد. به‌عنوان مثال Cryptography مورد استفاده در فایل‌های مخاطبین با امنیت مورد استفاده در شبکه‌های ارز دیجیتال یکسان نیست.
بیشتر سیستم‌های بلاکچینی همچون بیت کوین از مجموعه‌ی خاصی از تکنیک‌های رمزنگاری استفاده می‌کنند که به آنها اجازه می‌دهد تا به‌عنوان یک دفتر کل غیرمتمرکز و عمومی عمل کنند. بدین صورت تراکنش‌های دیجیتال در امن‌ترین حالت ممکن انجام می‌شوند.
تاریخچه کریپتوگرافی
رمزنگاری دانش امروز و دیروز نیست. این دانش طی هزاران سال مورد استفاده قرار گرفته و اولین استفاده‌ی ثبت شده از رمزنگاری به کتیبه‌ای حکاکی شده در حدود ۱۹۰۰ سال قبل از میلاد و در زمان خنوم‌هوتپ (Khnumhotep) دومِ مصر برمی‌گردد. اگرچه محتوای این کتیبه رمزنگاری شده نبود اما متن آن تغییر کرده بود و اولین نمونه ثبت شده‌ی کریپتوگرافی در جهان است.
۱۸۰۰ سال را رد می‌کنیم و به ژولیوس سزار (Julius Caesar) می‌رسیم. سزار در حدود ۱۰۰ سال قبل از میلاد از نوعی رمزگذاری برای انتقال پیام‌های محرمانهی خود به ژنرال‌های ارتش استفاده می‌کرد. این مدل از رمزگذاری به رمز سزار معرف شد. ژولیوس هر کاراکتر در متن را ۳ واحد (واحدهای حروف الفبا) جابه‌جا می‌کرد تا رمزنگاری انجام شود.
اگر بازهم تاریخ را جلو بزنیم، به قرن شانزدهم می‌رسیم یعنی زمانی که ویژنر (Vigenere) مدل جدیدی از کریپتوگرافی را خلق کرد. در این مدل جدید، ویژنر از کلیدی برای رمزگشایی پیام استفاده کرد.
سه قرن بعد و در آغاز قرن نوزدهم، با اختراع برق هبرن (Hebern) از یک ابزار الکترومکانیکی برای کریپتوگرافی استفاده می‌کرد. این ماشین از روتر برای مخفی کردن پیام بهره می‌گرفت که با هر بار فشردن کلید، رمزگذاری جدیدی خلق می‌شد. آلمانی‌ها در طول جنگ‌های جهانی اول و دوم استفاده‌ی فراوانی از این ماشین کردند که در نهایت رمزهای آن توسط لهستانی‌ها شکسته شد. آخر ماجرا و در عصر امروزی، رمز ارزها از دل کریپتوگرافی خلق شدند.
ظهور رمز ارزها از دل کریپتوگرافی
امنیت یکی از مهم‌ترین مشکلات کلاس‌های دارایی در طول تاریخ بوده است و ساتوشی ناکاموتو قصد داشت که این چالش را به‌طور کامل حل کند. علاوه‌بر امنیت، ارزهای دیجیتال به هیچ نهادی وابسته نیستند و نظارتی بر آنها وجود ندارد. ناکاموتو باید با استفاده از کریپتوگرافی اعتماد مردم را نسبت به ارزهای دیجیتال جلب می‌کرد. بدین ترتیب هر ارز با استفاده از رمزنگاری امن شد و امکان سواستفاده از آنها به حداقل رسید. به‌عنوان مثال پروتکل بیت کوین از Cryptography برای ایمن‌سازی شبکه و اطمینان از اعتبار هر تراکنش استفاده می‌کند.
کریپتوگرافی نه‌تنها از عملیات‌های مالی محافظت کرده بلکه یکی از بهترین راه‌حل‌ها برای مراقبت از حریم خصوصی و داده‌های ما در جهان اینترنت است. متاسفانه داده‌ها روزانه توسط گوگل و دیگر پایگاه‌های اطلاعاتی جمع‌آوری شده و تحلیل می‌شوند و احتمال لو رفتن یا سواستفاده از آنها وجود دارد. کریپتوگرافی داده‌ها، امکان دسترسی به اطلاعات و ایجاد در آنها را غیرممکن می‌سازد و حجمشان را کاهش می‌دهد. برای مراقبت از داده‌هایتان حتما مقاله حریم خصوصی را مطالعه کنید.
کریپتوگرافی از چه الگوریتم‌هایی تشکیل شده است؟
سیستم‌های کریپتوگرافی از الگوریتم‌های مختلفی برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام‌ها برای ایمن‌سازی ارتباطات بین سیستم‌ها، دستگاه‌ها و برنامه‌های رایانه‌ای استفاده می‌کنند. Cryptography از الگوریتم‌های زیر تشکیل شده است:
- (symmetric)
- (asymmetric)
- (Hash)
البته برخی از سیستم‌ها الگوریتم‌های مختلف را ترکیب کرده و از هرکدام از آنها در بخشی از رمزگذاری خود استفاده می‌کنند.
رمزگذاری متقارن (symmetric)
رمزنگاری متقارن با نام رمزنگاری کلید مخفی نیز شناخته می‌شود. در این روش برای رمزگذاری از یک کلید استفاده شده که فرستنده و گیرنده آنرا با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند. فرستنده از کلید برای رمزگذاری متن ساده استفاده کرده و گیرنده نیز از همین کلید برای رمزگشایی پیام و بازیابی متن استفاده می‌کند. رمزگذاری متقارن از تکنیک‌های زیر برای جابه‌جایی داده‌ها استفاده می‌کند:
- DES
- ۳DES
- AES
رمزگذاری نامتقارن (asymmetric)
رمزگذاری نامتقارن با نام رمزگذاری کلید عمومی نیز شناخته شده و از دو کلید یعنی کلید خصوصی و کلید عمومی تشکیل شده است. این دو کلید به یکدیگر متصل بوده و به‌صورت جفت در دسترس هستند. کلیه افراد به کلید عمومی دسترسی دارند اما تنها شخصی که این دو کلید را تولید کند به کلید خصوصی دسترسی دارد.
در این الگوریتم ابتدا داده‌ها با کلید عمومی رمزگذاری شده و ارسال می‌شوند، سپس در مقصد با استفاده از کلید خصوصی رمزگشایی می‌گردند.
کلیدها در الگوریتم‌های نامتقارن بر اساس توابع پیچیده‌ی ریاضی تولید می‌شوند و همین موضوع منجر شده تا این الگوریتم امنیت بسیار بالایی داشته باشد. رمزگذاری نامتقارن کاربرد بسیاری در امضای الکترونیک، کارت‌های هوشمند، کیف پول‌های ارز دیجیتال، تراکنش‌های بلاکچینی و … دارد.
توابع هش (Hash)
در این الگوریتم از هیچ‌گونه کلیدی استفاده نشده اما متن ساده به یک رشته با طول ثابتی از اعداد و حروف تبدیل می‌شود. این الگوریتم امنیت بی‌نظیری دارد و بازیابی و رمزگشایی آن تقریبا غیرممکن است. در توابع هش اعداد و حروفِ خروجی به‌صورت رندوم انتخاب نشده و از روابط ریاضی برای هش کردن داده‌ها استفاده می‌شود.
توابع هش کاربرد فراوانی در بلاکچین دارند و همزمان با تولید بلاک‌های جدید، اطلاعات آن هش شده و امنیت آنها تضمین می‌شوند. توابع هش از ویژگی‌های زیر تشکیل شده‌اند:
- قطعی: هر دفعه که یک ورودی مشخص را به تابع بدهید، خروجی یکسان است و فرقی نخواهد کرد.
- برگشت‌ناپذیر: تعیین ورودی از خروجی تابع هش ممکن نیست.
- تفکیک‌پذیر: هر خروجی متعلق به یک ورودی است و هیچ‌گاه خروجی یکسانی برای دو ورودی متفاوت تولید نخواهد شد.
بنا به همین ویژگی‌ها، داده‌های بلاکچینی هیچوقت تغییر نکرده و دائما ثابت هستند. در حال حاضر محبوب‌ترین توابع هشِ مورد استفاده‌ی ارزهای دیجیتال به شرح زیر هستند:
- SHA-256
- SHA-512
- BCRYPT
- SCRYPT
- Argon2
کریپتوگرافی ارزهای دیجیتال چگونه کار می‌کند؟
ارزهای دیجیتال برای رمزگذاری از تکنیک‌های رمزگذاری متقارن، نامتقارن، توابع هش و امضای دیجیتال استفاده می‌کنند. به‌عنوان مثال پروتکل بیت کوین از این عناصر در راستای ایمن‌سازی شبکه و اطمینان از اعتبار هر تراکنش استفاده می‌کند. امضای دیجیتال تضمین می‌کند که هر کاربر فقط می‌تواند وجوه کیف پول خود را خرج کرده و بیش از یکبار نتواند آنها را خرج کند. به‌عنوان مثال، آلیس با ارسال ۲ واحد بیت کوین برای باب، تراکنشی ایجاد می‌کند و ۲ واحد بیت کوین خود را از دست می‌دهد. آلیس دیگر کنترلی روی آن ۲ بیت کوین ندارند و تنها با ارائه Digital signature و دسترسی به حساب باب قادر به ارسال مجدد آنهاست.
یکی‌دیگر از عناصر مهم پروتکل بیت کوین، تابع Hash است. این تابع مکانیزم اجماع اثبات کار و فرآیند استخراج (ایمن‌سازی شبکه، اعتبارسنجی تراکنش و تولید کوین‌های جدید) را تعریف می‌کند. هش از یک تابع رمزنگاری به نام SHA-256 استفاده می‌کند.
کریپتوگرافی بخشی ضروری و حیاتی از فناوری بلاکچین است و برای هر ارز دیجیتالی اهمیت دارد. استفاده از عناصر مختلف رمزنگاری روی شبکه‌های توزیع‌شده، امکان ایجاد سیستم‌های اقتصادی امن را به‌وجود آورد و همین موضوع منجر به تولد بیت کوین و دیگر ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز شد. ارزهای دیجیتال الگوی جدیدی برای پول هستند و فناوری و معماری این ارزها آنها را به سیستمی شگفت‌انگیز و خارق‌العاده تبدیل می‌کند. برای کسب درآمد از این دارایی‌ها، در اولین قدم باید با آنها آشنا شوید. برای آشنایی کامل و تخصصی با ارزهای دیجیتال مقاله‌ی کریپتوکارنسی را مطالعه کنید.
کریپتوگرافی چه مزایایی دارد؟
رمزنگاری مزایای بسیاری داشته و بستری برای اعتماد مردم به ارزهای دیجیتال فراهم کرده است. برخی از مهم‌ترین مزایای کریپتوگرافی که آن را به ابزاری مفید برای ارتباطات ایمن تبدیل می‌کند به شرح زیر هستند:
جابه‌جایی اطلاعات در محرمانه‌ترین حالت ممکن
رمزنگاری امکان تبادل امن اطلاعات بین طرفین را فراهم می‌کند. همچنین این سیستم تضمین می‌کند که اطلاعات برای هیچ‌کس غیر از گیرنده‌ی موردنظر قابل دسترسی نباشند. رمزگشایی پیام‌ها در کریپتوگرافی امری تقریبا غیرممکن است.
علی‌رغم رشد کریپتوگرافی و تلاش برای بهبود امنیت و حفاظت از حریم خصوصی آنها، آنطور که بایدوشاید به بحث حریم خصوصی پرداخته نشده و هویت برخی از کاربران ارز دیجیتال لو رفته است. سایفرپانک‌ها گروهی هستند که هدف و دغدغه‌ی آنها، بهبود وضعیت حریم خصوصی کاربران است. برای آشنایی با سایفرپانک‌ها و فعالیت آنها در دنیای ارزهای دیجیتال می‌توانید مقاله‌ی سایفرپانک را مطالعه کنید.
یکپارچگی
کریپتوگرافی برای اطمینان از عدم تغییر یا دستکاری محتوای یک پیام در طول انتقال استفاده می‌شود. این امر با کمک تکنیک‌های مختلف همچون کدهای احراز هویت پیام انجام می‌شود.
امکان احراز هویت فرستنده
کریپتوگرافی امکان تایید هویت فرستنده‌ی پیام را فراهم کرده و اطمینان حاصل می‌کند که ارتباط گیرنده و فرستنده جعلی نباشد. این فرایند از طریق استفاده از تکنیک‌های رمزنگاری همچون امضای دیجیتال فراهم شده و به گیرنده اجازه می‌دهد تا هویت فرستنده را بررسی و تایید کند.
امنیت بی‌نظیر
رمزنگاری وسیله‌ی ارتباط امن بین دو شخص را فراهم کرده و از محتویات پیام آنها در برابر حملات سایبری محافظت می‌کند. الگوریتم‌های مختلف کریپتوگرافی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند تا در برابر حملات سایبری مقاوم باشند.
کاربرد فراوان
کاربرد رمزنگاری به دنیای بلاکچین محدود نشده و از آن در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها همچون بانکداری آنلاین، تجارت الکترونیک، حفظ امنیت پیام‌ها، احراز هویت سیم‌کارت و … استفاده می‌شود.
قابلیت عدم انکار توسط فرستنده
کریپتوگرافی برای اثبات اینکه یک پیام خاص توسط یک فرد خاص ارسال شده استفاده می‌شود و همین موضوع منجر شده تا فرستنده قادر به انکار ارسال پیام نباشد. این مزیت هم با استفاده از امضای دیجیتال به‌دست می‌آید. این امضا پیوندی منحصربه‌فرد و غیرقابل جعل بین پیام و فرستنده ایجاد می‌کند. شما هم نسبت به امضای دیجیتال کنجکاو شدید؟ این تکنیک شگفت‌انگیز کاربرد چشمگیری در جهان اطراف ما داشته اما ناشناخته باقی مانده است. برای آشنایی بیشتر با این تکنیکِ حافظ امنیت و آموزش استفاده از آن در ترید، مقاله‌ی امضای دیجیتالی را مطالعه کنید.
چه آینده‌ای در انتظار کریپتوگرافی است؟
کریپتوگرافی بستری برای انتقال امن اطلاعات، پیام، پول و … فراهم کرده و به بخشِ جدایی‌ناپذیر صنعت ارزهای دیجیتال تبدیل شده است. با رشد تکنولوژی و دیجیتالی شدنِ زندگی انسان‌ها، کریپتوگرافی نیز رشد خواهد کرد تا امنیت اطلاعات ما را فراهم کند.
شما همراهان والکس چه تجربه‌ای از رمزنگاری دارید؟ لطفا نظرات خود را با ما و دیگر کاربران مطرح کنید. از اینکه تا پایان این مقاله همراه ما بودید سپاسگزاریم.
گام قبلی (۵/۲۷) گام بعدی
