Bagaimana kriptowang menggunakan kriptografi?

Apabila protokol Bitcoin mula beroperasi pada tahun 2009, dunia diperkenalkan dengan sistem mata wang jenis baharu yang dijamin dan dikeluarkan dengan cara yang sama sekali berbeza daripada wang tradisional.

Mata wang fiat seperti Dolar A.S. atau Yen Jepun dijamin oleh kepercayaan terhadap sistem perbankan warisan dan dikeluarkan oleh bank pusat negara masing-masing. Sebarang mata wang baharu memasuki edaran berdasarkan dasar monetari fleksibel yang diputuskan oleh setiap kerajaan domestik. Dalam erti kata lain, mata wang fiat disokong oleh kepercayaan terhadap kuasa kewangan negara individu dan tentera yang melindungi kuasa tersebut.

Bitcoin, sebaliknya, dan seterusnya semua cryptocurrencies yang dicipta selepas pelancaran Bitcoin, dijamin dan dikeluarkan menggunakan amalan saintifik “kriptografi.” 

Akhirnya, Bitcoin beroperasi berdasarkan dasar monetari yang telah ditetapkan dan dikawal komputer yang tidak boleh diubah oleh seorang individu, syarikat, atau kerajaan. Daripada meletakkan kepercayaan kepada kerajaan atau institusi, pengguna Bitcoin meletakkan kepercayaan kepada kriptografi dan set peraturan protokol yang telus yang membolehkannya beroperasi dengan andal tanpa mengira harga pasaran atau sentimen pasaran.

Kriptografi ialah kajian tentang menyulitkan dan menyahsulitkan maklumat. Ringkasnya, ia adalah amalan mengubah mesej supaya hanya pengirim dan penerima atau penerima yang dimaksudkan dapat memahaminya.

Jika mesej yang disulitkan dipintas oleh seseorang selain penerima yang dimaksudkan, kriptografi akan menjadikannya hampir mustahil bagi pemintas untuk memahami maklumat yang terkandung di dalamnya.

Salah satu contoh kriptografi terawal bermula pada abad ke-7 SM apabila orang Yunani purba membalut jalur kulit dengan mesej rahsia yang ditulis di atasnya di sekeliling kayu – kaedah penyulitan yang dikenali sebagai scytale. Setelah dibuka, jalur kulit itu akan mempunyai tulisan huruf di sepanjangnya yang hanya boleh dinyahsulitkan oleh seseorang yang mempunyai kayu serupa dengan diameter yang sama.

Semasa masa perang, kriptografi telah memainkan peranan penting dalam menjamin komunikasi yang mungkin dipintas antara pasukan yang tersebar. Dalam Perang Dunia Kedua, penggunaan kriptografi untuk menyahsulit transmisi radio Nazi yang disulitkan daripada mesin sifer Enigma terbukti penting dalam menamatkan pencerobohan di Eropah.

Melangkah ke hadapan ke hari ini dan kriptografi kini memainkan peranan asas dalam keselamatan dan pengeluaran cryptocurrencies seperti Bitcoin. 

Kriptografi adalah komponen penting cryptocurrencies, digunakan untuk: 

• Mencipta pasangan kunci dompet crypto
• Mengeluarkan Bitcoin baharu melalui proses mining
• Menandatangani mesej transaksi secara digital

Jumlah keseluruhan sumber pengkomputeran yang diarahkan untuk mining Bitcoin adalah apa yang membantu menjamin rangkaian daripada serangan siber. Ini secara kolektif dikenali sebagai “hash rate” rangkaian. Lebih ramai pelombong dalam rangkaian, lebih tinggi hash rate dan lebih besar jumlah kuasa pengkomputeran yang diperlukan untuk mengatasi rangkaian dengan majoriti 51%.

A 51% attack adalah salah satu ancaman terbesar kepada rangkaian blockchain awam. Ejen berniat jahat yang mampu mengumpulkan sumber yang mencukupi untuk mengawal sekurang-kurangnya 51% hash rate blockchain memperoleh keupayaan untuk menyekat transaksi masuk, mengubah susunan transaksi dan membelanjakan dana dua kali. Walau bagaimanapun, dengan menjadikan proses itu sukar secara komputasi, rangkaian Bitcoin menghalang pelaku jahat daripada mengawal rangkaian.

SHA-256 hashing juga bertanggungjawab untuk menjadikan transaksi berasaskan blockchain tidak boleh diubah. 

Setelah transaksi digabungkan ke dalam blok baharu dan disahkan oleh semua sukarelawan lain dalam rangkaian, setiap mesej transaksi di-hash menggunakan algoritma kriptografi SHA-256. 

Transaksi yang telah di-hash ini kemudiannya di-hash bersama secara sistematik secara berpasangan untuk mencipta sesuatu yang dikenali sebagai “Merkle Tree.” Pasangan transaksi di-hash bersama sehingga akhirnya semua transaksi dalam blok diwakili oleh nilai hash tunggal. Nilai tunggal ini menjadi Merkle Root dan disimpan dalam pengepala blok.

Oleh kerana hash adalah deterministik – bermakna input yang sama akan sentiasa menghasilkan nilai output unik yang sama – sebarang percubaan oleh pelaku jahat untuk mengubah blok transaksi akan menghasilkan nilai Merkle Root yang sama sekali baharu. Sukarelawan lain dalam sistem akan dapat melihat Merkle Root yang diubah berbanding blok yang sah dan menolaknya, secara sebulat suara mencegah rasuah.

Sifat deterministik algoritma kriptografi membolehkan pengguna rangkaian untuk berurus niaga Bitcoin tanpa memerlukan perantara yang dipercayai untuk mengesahkan dan memproses pembayaran.

Dengan kekal terdesentralisasi menghilangkan penglibatan manusia, transaksi boleh diproses dengan lebih pantas dan yuran selalunya jauh lebih murah daripada penyelesaian perbankan tradisional.

Bitcoin menggunakan elliptic curve cryptography (ECC) dan Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256) untuk menjana kunci awam daripada kunci peribadi masing-masing.

Kunci awam digunakan untuk mencipta alamat dompet crypto bagi menerima transaksi masuk manakala kunci peribadi diperlukan untuk menandatangani transaksi dan membuktikan pemilikan dana.

Anda boleh menganggap kunci peribadi seperti nombor PIN bank anda dan kunci awam seperti nombor akaun bank anda. Seorang penggodam memerlukan kedua-duanya untuk melakukan sesuatu yang tidak wajar kepada kewangan anda.

Kunci peribadi adalah bahagian penting pasangan kunci dan disimpan dalam dompet crypto. Secara teknikal, dompet crypto menyimpan akses seseorang kepada dana crypto mereka – bukan cryptocurrency sebenar itu sendiri. Dana itu sendiri hanyalah entri data yang direkodkan pada blockchain dan boleh dikenal pasti serta dibuka menggunakan kunci yang disimpan dalam dompet anda. 

ECC ialah penggunaan lengkung matematik khas yang simetri secara mendatar. Jika anda melukis sebarang garisan melalui lengkung ini, ia akan bersilang dengan bentuk sehingga maksimum tiga kali. ECC adalah bahagian penting cryptocurrency dan inilah yang membolehkan pengguna menjana kunci awam.

Untuk menjana pasangan kunci Bitcoin, anda mesti terlebih dahulu mencipta kunci peribadi.

Kunci peribadi Bitcoin ialah nombor 256-bit yang dijana secara rawak (antara 1 dan 2²⁵⁶, atau dua kuasa dua ratus lima puluh enam – nombor yang sangat besar!). Pada perkhidmatan seperti Kraken, nombor ini dicipta secara automatik apabila menyediakan dompet crypto baharu.

Kunci awam kemudiannya dijana daripada nombor ini menggunakan pendaraban lengkung elips. Ini melibatkan pengambilan titik permulaan pada lengkung elips (dikenali sebagai titik penjana) dan mendarabkannya dengan nombor kunci peribadi rawak untuk menghasilkan titik baharu pada lengkung.

Titik baharu ini menjadi kunci awam dengan koordinat x dan y tertentu. Mencari kunci peribadi sambil mengetahui kunci awam adalah hampir mustahil kerana sukarnya untuk meneka nombor 256-bit rawak. Terdapat kira-kira satu dalam 150,000 bilion bilion bilion bilion bilion bilion bilion bilion peluang untuk mendapatkannya dengan betul.

Secara teorinya, ia akan mengambil komputer kuantum dengan lebih daripada 13,000,000 physical qubits untuk mencari nombor ini dalam sehari. Sehingga kini, salah satu komputer kuantum paling canggih di dunia, pemproses IBM Eagle, hanya memiliki 127 qubits (atau 0.00097% daripada jumlah qubits yang diperlukan).

Dalam erti kata lain, sistem yang digunakan oleh cryptocurrencies adalah, sekurang-kurangnya buat masa ini, selamat sepenuhnya.

Untuk mencipta alamat dompet Bitcoin, koordinat x dan y dimasukkan melalui algoritma SHA-256. 

Fungsi hash kriptografi ini dibangunkan dan diterbitkan oleh Agensi Keselamatan Negara Amerika Syarikat (NSA) pada tahun 2001, dan pada dasarnya menukar sebarang input (dalam kes ini, koordinat kunci awam) menjadi kod 256-bit unik, panjang tetap.

Kod ini dipersembahkan dalam format heksadesimal 64 aksara, mengandungi campuran nombor 0 hingga 9 dan huruf A-F.

Fungsi kriptografi ECC dan SHA-256 dikenali sebagai fungsi “trapdoor” atau “deterministik”. Ini bermakna ia hanya berfungsi satu arah dan tidak boleh diterbalikkan untuk mendedahkan input asal.

Walaupun adalah mungkin untuk mencipta kunci awam daripada kunci peribadi, adalah mustahil untuk menterbalikkan proses dan mendedahkan kunci peribadi. Perkara yang sama berlaku untuk cuba mengetahui kunci awam mana yang digunakan untuk mencipta alamat dompet Bitcoin. Hanya pemegang kunci awam yang mempunyai maklumat itu dan boleh menggunakannya untuk membuktikan pemilikan alamat dompet Bitcoin.

Perlukan cara yang lebih baik untuk memahami ini? Bayangkan seseorang telah mencampurkan pelbagai cat berwarna berbeza daripada pilihan, seperti yang kami nyatakan sebelum ini, 150,000 bilion bilion bilion bilion bilion bilion bilion bilion pilihan untuk mencipta satu warna unik. 

Jika anda mengetahui kuantiti tepat cat yang betul, anda akan dapat menghasilkan semula warna yang sama persis. Tetapi bagaimana jika anda tidak tahu? Mencuba untuk menterbalikkan proses itu akan menjadi hampir mustahil. 

Ini, pada dasarnya, bagaimana fungsi kriptografi “trapdoor” ini berfungsi dan apa yang membolehkan inputnya tidak dapat dikenali apabila dibandingkan dengan output.

Unit Bitcoin baharu memasuki edaran melalui proses yang dipanggil mining.

Mining adalah sebahagian daripada mekanisme konsensus proof-of-work yang digunakan oleh blockchain Bitcoin untuk memilih peserta yang jujur untuk menambah blok data baharu.

Ia melakukan ini melalui penggunaan SHA-256 hashing. Ribuan sukarelawan rangkaian – dikenali sebagai node mining – bersaing antara satu sama lain menggunakan komputer yang dibina khas untuk menjana trilion hash sesaat.

Pelombong mula-mula mengambil pengepala blok – bahagian yang mengandungi semua maklumat peringkat atas tentang blok termasuk cap waktunya, nilai sasaran untuk pelombong untuk mengalahkan dan komponen utama lain – daripada blok terbaru dalam rantaian dan menyesuaikan nombor sesuatu yang dipanggil nonce. 

Nonce adalah mnemonik yang mewakili nombor yang hanya digunakan sekali. Ia adalah bahagian pengepala blok yang boleh diubah untuk mencipta nilai hash baharu.

Matlamat pertandingan mining berasaskan kriptografi adalah mudah. Pelombong menggunakan mesin mereka untuk menyesuaikan nombor nonce dalam pengepala blok secara automatik dan menjalankannya melalui algoritma hashing SHA-256 untuk menghasilkan nilai.

Mana-mana pelombong yang menghasilkan nilai yang mempunyai bilangan sifar yang sama atau lebih di hadapannya berbanding nilai sasaran memenangi pertandingan. Jika nilai itu tidak mengalahkan nilai sasaran, pelombong menyesuaikan nombor nonce sekali lagi, menghash semula pengepala blok dan menghasilkan nilai baharu.

Proses ini diulang sehingga seseorang berjaya.

Bitcoin yang baru dicetak diberikan kepada setiap pelombong yang berjaya berdasarkan jadual pengeluaran tetap yang telah diprogramkan ke dalam kod sumber Bitcoin oleh penciptanya, Satoshi Nakamoto. 

Kriptografi memainkan peranan penting dalam memproses transaksi Bitcoin dan menjaga keselamatan rangkaian melalui proses mining. Anda boleh melihat artikel Pusat Pembelajaran Kraken Apakah itu Bitcoin Mining? untuk mengetahui lebih lanjut.

Tandatangan digital adalah penting untuk membolehkan pengirim membuktikan mereka memiliki kunci peribadi yang sepadan dengan kunci awam tertentu tanpa perlu mendedahkan kunci peribadi mereka kepada seseorang.

Bitcoin menggunakan algoritma tandatangan digital lengkung elips (ECDSA) untuk meluluskan dan menghantar transaksi secara kriptografi daripada dompet crypto.

Ini melibatkan pengirim mengambil mesej transaksi yang di-hash – yang terdiri daripada alamat dompet penerima, jumlah BTC yang dihantar, sebarang yuran yang dilampirkan dan dari mana Bitcoin itu berasal – menambah kunci peribadi mereka kepadanya dan mencipta tandatangan digital menggunakan satu lagi proses matematik sehala.

Lebih khusus lagi, ia melibatkan proses yang serupa dengan penciptaan kunci awam yang disebutkan di atas daripada kunci peribadi, dengan penambahan beberapa langkah tambahan.

Nombor rawak dicipta (serupa dengan kunci peribadi), yang kemudiannya didarab dengan titik penjana yang sama yang digunakan untuk mencipta kunci awam dompet, untuk mencipta titik baharu pada lengkung elips. Mari kita panggil ini Titik A. 

Koordinat X Titik A kemudiannya didarab dengan kunci peribadi pengirim dan ditambah kepada mesej transaksi yang di-hash. Semua ini kemudiannya dibahagikan dengan nombor rawak yang dijana pada permulaan untuk menghasilkan nilai baharu. Nilai ini berfungsi sebagai tandatangan digital.

Untuk mengesahkan tandatangan digital, penerima memperoleh dua titik pada lengkung elips. Pertama, mesej dibahagikan dengan nilai tandatangan digital untuk mendapatkan titik penjana. Kemudian, koordinat X titik penjana dibahagikan dengan nilai tandatangan digital untuk mendedahkan titik kedua pada lengkung.

Akhirnya, memplot garisan melalui dua titik ini menghasilkan titik ketiga dan terakhir pada lengkung elips. Titik terakhir ini sepatutnya mempunyai koordinat X yang sama persis dengan Titik A, dengan itu membuktikan tandatangan digital dicipta menggunakan kunci peribadi yang sepadan yang betul.

Syukurlah, dompet crypto digital melakukan semua proses pengesahan ini secara automatik, tanpa sebarang input diperlukan daripada pengguna.

Kriptografi memainkan peranan penting bukan sahaja dalam menjamin rangkaian cryptocurrency daripada rasuah, tetapi juga menyediakan cara yang tidak dapat disangkal untuk membuktikan pemilikan dana tanpa memaksa pengguna untuk menyerahkan maklumat kunci peribadi sensitif mereka.

Tanpa itu, rangkaian cryptocurrency kemungkinan besar akan terpaksa bergantung kepada perantara terpusat yang dipercayai untuk menjamin maklumatnya dan memudahkan pembayaran— sesuatu yang sama sekali bercanggah dengan sifat terdesentralisasi cryptocurrency berasaskan blockchain awam.

Sekarang anda memahami teknologi yang menggerakkan cryptocurrencies, tiba masanya untuk memulakan perjalanan crypto anda dengan pertukaran aset digital yang dipercayai dan telus.

Bersedia untuk mengambil langkah seterusnya dalam perjalanan crypto anda dengan pertukaran yang dipercayai dan telus? Klik butang di bawah untuk bermula dengan Kraken hari ini!