Bagaimana mata wang kripto menggunakan kriptografi?

Ketika protokol Bitcoin mula beroperasi pada tahun 2009, dunia diperkenalkan dengan jenis sistem mata wang 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 sedia ada dan dikeluarkan oleh bank pusat masing-masing di setiap negara. 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 mata wang kripto yang dicipta selepas pelancaran Bitcoin, dijamin dan dikeluarkan menggunakan amalan saintifik “kriptografi.” 

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

Kriptografi ialah kajian tentang penyulitan dan nyahsulit maklumat. Ringkasnya, ia adalah amalan mengubah mesej supaya hanya penghantar dan penerima atau penerima yang dituju dapat memahaminya.

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

Salah satu contoh terawal kriptografi bermula dari abad ke-7 S.M. apabila orang Yunani purba membungkus jalur kulit dengan mesej rahsia yang ditulis di atasnya di sekeliling kayu – kaedah penyulitan yang dikenali sebagai skytale. Setelah dibuka, jalur kulit itu akan mempunyai coretan huruf di sepanjangnya yang hanya boleh ditafsirkan oleh seseorang yang mempunyai kayu serupa dengan diameter yang sama.

Semasa perang, kriptografi memainkan peranan penting dalam memastikan komunikasi selamat yang mungkin dipintas antara pasukan yang berpecah. Dalam Perang Dunia Kedua, penggunaan kriptografi untuk menyahsulit transmisi radio Nazi yang disulitkan daripada mesin sifir Enigma terbukti penting dalam menamatkan pencerobohan di Eropah.

Bergerak pantas ke hari ini, kriptografi kini memainkan peranan asas dalam keselamatan dan pengeluaran mata wang kripto seperti bitcoin. 

Kriptografi adalah komponen penting mata wang kripto, digunakan untuk: 

• Mencipta pasangan kunci dompet kripto
• Mengeluarkan bitcoin baharu melalui proses perlombongan
• Menandatangani mesej transaksi secara digital

Jumlah keseluruhan sumber pengkomputeran yang diarahkan kepada perlombongan bitcoin inilah yang membantu mengamankan rangkaian daripada serangan siber. Ini secara kolektif dikenali sebagai “kadar hash” sesebuah rangkaian. Semakin ramai pelombong di rangkaian, semakin tinggi kadar hash dan semakin besar jumlah kuasa pengkomputeran yang diperlukan untuk mengatasi rangkaian dengan majoriti 51%.

Serangan 51% adalah salah satu ancaman terbesar kepada rangkaian blockchain awam. Ejen berniat jahat yang mampu mengumpulkan sumber yang mencukupi untuk mengawal sekurang-kurangnya 51% kadar hash blockchain memperoleh keupayaan untuk menyekat transaksi masuk, menukar susunan transaksi dan membelanjakan dana dua kali ganda. Walau bagaimanapun, dengan menjadikan proses itu sukar dari segi pengkomputeran, rangkaian bitcoin menghalang pelaku jahat daripada mengawal rangkaian.

Pencincangan SHA-256 juga bertanggungjawab untuk menjadikan transaksi berasaskan blockchain kekal tak berubah. 

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

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

Oleh sebab hash adalah deterministik – bermaksud 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 baharu sepenuhnya. Sukarelawan lain dalam sistem akan dapat melihat Merkle Root yang diubah berbanding dengan blok yang sah dan menolaknya, secara sebulat suara mencegah rasuah.

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

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

Bitcoin menggunakan kriptografi lengkung elips (ECC) dan Algoritma Hash Selamat 256 (SHA-256) untuk menjana kunci awam daripada kunci peribadi masing-masing.

Kunci awam digunakan untuk mencipta alamat dompet kripto untuk 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 bagi pasangan kunci dan disimpan dalam dompet kripto. Secara teknikal, dompet kripto menyimpan akses seseorang kepada dana kripto mereka – bukan mata wang kripto sebenar itu sendiri. Dana itu sendiri hanyalah entri data yang direkodkan pada blockchain dan boleh dikenal pasti serta dibuka kunci menggunakan kunci yang disimpan dalam dompet anda. 

ECC adalah penggunaan lengkung matematik istimewa yang simetri secara mendatar. Jika anda melukis mana-mana garis melalui lengkung ini, ia akan bersilang dengan bentuk tersebut sehingga maksimum tiga kali. ECC adalah bahagian penting mata wang kripto dan itulah yang membolehkan pengguna menjana kunci awam.

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

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 kripto baharu.

Kunci awam kemudian 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 yang khusus. Mencari kunci peribadi sambil mengetahui kunci awam adalah hampir mustahil kerana betapa sukarnya untuk meneka nombor 256-bit rawak. Terdapat kira-kira satu dalam 150,000 bilion bilion bilion bilion bilion bilion bilion bilion peluang untuk berjaya.

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

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

Untuk membuat alamat dompet bitcoin, koordinat x dan y melalui algoritma SHA-256. 

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

Kod ini dibentangkan 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 tersebut dan mendedahkan kunci peribadi. Begitu juga dengan cubaan untuk mengetahui kunci awam yang digunakan untuk mencipta alamat dompet bitcoin. Hanya pemegang kunci awam mempunyai maklumat tersebut dan boleh menggunakannya untuk membuktikan pemilikan alamat dompet bitcoin.

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

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

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

Unit bitcoin baharu memasuki peredaran melalui proses yang dipanggil perlombongan.

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

Ini dilakukan melalui penggunaan pencincangan SHA-256. Ribuan sukarelawan rangkaian – yang dikenali sebagai nod perlombongan – bersaing antara satu sama lain menggunakan komputer yang dibina khas untuk menjana trilion cincangan sesaat.

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

Nonce ialah mnemonik yang mewakili nombor yang hanya digunakan sekali. Ia adalah sebahagian daripada pengepala blok yang boleh diubah untuk mencipta nilai cincangan baharu.

Tujuan pertandingan perlombongan berasaskan kriptografi adalah mudah. Pelombong menggunakan mesin mereka untuk melaraskan nombor nonce secara automatik dalam pengepala blok dan melalukannya melalui algoritma pencincangan SHA-256 untuk menghasilkan nilai.

Pelombong yang menghasilkan nilai yang mempunyai bilangan sifar yang sama atau lebih di hadapannya berbanding dengan nilai sasaran akan memenangi pertandingan. Jika nilai tersebut tidak mengalahkan nilai sasaran, pelombong melaraskan nombor nonce sekali lagi, mencincang 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 memastikan rangkaian selamat melalui proses perlombongan. Anda boleh menyemak artikel Kraken Learn Center Apakah itu Perlombongan Bitcoin? untuk mengetahui lebih lanjut.

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

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

Ini melibatkan penghantar mengambil mesej transaksi cincang – yang terdiri daripada alamat dompet penerima, jumlah BTC yang dihantar, sebarang yuran yang dilampirkan dan dari mana bitcoin itu berasal – menambah kunci peribadi mereka padanya dan mencipta tandatangan digital menggunakan proses matematik satu arah yang lain.

Secara lebih khusus, ia melibatkan proses yang serupa dengan penciptaan kunci awam daripada kunci peribadi yang disebut di atas, dengan penambahan beberapa langkah tambahan.

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

Koordinat X Titik A kemudian didarabkan dengan kunci peribadi penghantar dan ditambahkan pada mesej transaksi cincang. Kesemua 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 lengkungan 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 lengkungan.

Akhir sekali, memplot garis melalui kedua-dua titik ini menghasilkan titik ketiga dan terakhir pada lengkungan elips. Titik terakhir ini sepatutnya mempunyai koordinat X yang sama seperti Titik A, dengan itu membuktikan bahawa tandatangan digital dicipta menggunakan kunci peribadi sepadan yang betul.

Syukurlah, dompet kripto digital melaksanakan semua proses pengesahan ini secara automatik, tanpa memerlukan sebarang input daripada pengguna.

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

Tanpa kriptografi, rangkaian mata wang kripto berkemungkinan terpaksa bergantung kepada perantara berpusat yang dipercayai untuk mendapatkan maklumatnya dan memudahkan pembayaran — sesuatu yang bercanggah sepenuhnya dengan sifat terdesentralisasi mata wang kripto berasaskan blok rantaian awam.

Kini setelah anda memahami teknologi yang menggerakkan mata wang kripto, tiba masanya untuk bermula dengan pertukaran aset digital yang paling telus dan dipercayai.

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