Cum utilizează criptomonedele criptografia?

Când protocolul Bitcoin a fost lansat în 2009, lumea a avut parte de un nou tip de sistem monetar, care este securizat și emis într-un mod complet diferit față de banii tradiționali.

Monedele fiat precum dolarul american sau yenul japonez sunt securizate prin încrederea în sistemul bancar tradițional și emise de banca centrală a fiecărei țări. Orice monedă nouă intră în circulație pe baza unei politici monetare flexibile, decisă de fiecare guvern național. Într-un anumit sens, monedele fiat sunt susținute de încrederea în puterea financiară a țărilor individuale și în forțele militare care protejează această putere.

Bitcoin, pe de altă parte, și ulterior toate criptomonedele care au fost create după lansarea Bitcoin, sunt securizate și emise utilizând practica științifică a „criptografiei”. 

În cele din urmă, Bitcoin funcționează pe o politică monetară predeterminată, controlată de computer, pe care nicio persoană, companie sau guvern nu o poate schimba. În loc să-și plaseze încrederea în guvern sau instituții, utilizatorii Bitcoin își pun încrederea în criptografie și în setul transparent de reguli al protocolului, care îi permite să funcționeze fiabil, indiferent de prețul său de piață sau de sentimentul pieței.

Criptografia este studiul criptării și decriptării informațiilor. Pe scurt, este practica de a altera un mesaj astfel încât doar expeditorul și destinatarul sau destinatarii intenționați să-l poată înțelege.

Dacă un mesaj criptat ar fi interceptat de altcineva decât destinatarul intenționat, criptografia ar face aproape imposibil pentru interceptor să înțeleagă ce informații conținea.

Unul dintre cele mai vechi exemple de criptografie datează din secolul al VII-lea î.Hr., când vechii greci înfășurau fâșii de piele cu mesaje secrete scrise pe ele în jurul unor bețe – o metodă de criptare cunoscută sub numele de scytale. Odată desfășurată, fâșia de piele ar fi avut o serie de litere scrise pe ea pe care doar o persoană cu un băț similar de același diametru le putea descifra.

În timpul războiului, criptografia a jucat un rol vital în securizarea comunicațiilor care puteau fi interceptate între forțele dispersate. În cel de-al Doilea Război Mondial, utilizarea criptografiei pentru a decripta transmisiile radio naziste criptate de la mașina de cifrare Enigma s-a dovedit esențială pentru a pune capăt invaziei în Europa.

Azi, criptografia joacă un rol fundamental în securitatea și emiterea criptomonedelor precum Bitcoin. 

Criptografia este o componentă importantă a criptomonedelor, utilizată pentru: 

• Crearea perechilor de chei pentru portofelele crypto
• Emiterea de noi Bitcoin prin procesul de mining
• Semnarea digitală a mesajelor tranzacțiilor

Suma totală de resurse computaționale direcționate către mining-ul Bitcoin este ceea ce ajută la securizarea rețelei împotriva atacurilor cibernetice. Aceasta este cunoscută colectiv sub numele de „hash rate” al unei rețele. Cu cât sunt mai mulți mineri în rețea, cu atât hash rate-ul este mai mare și cu atât este necesară o cantitate mai mare de putere de calcul pentru a copleși rețeaua cu o majoritate de 51%.

Un atac de 51% este una dintre cele mai mari amenințări la adresa rețelelor blockchain publice. Agenții malițioși care sunt capabili să acumuleze suficiente resurse pentru a controla cel puțin 51% din hash rate-ul unui blockchain obțin capacitatea de a bloca tranzacțiile de intrare, de a schimba ordinea tranzacțiilor și de a dubla cheltuielile. Cu toate acestea, prin dificultatea computațională a procesului, rețeaua Bitcoin împiedică actorii răi să preia controlul rețelei.

Hashingul SHA-256 este, de asemenea, responsabil pentru a face tranzacțiile bazate pe blockchain imutabile. 

Odată ce tranzacțiile sunt grupate în blocuri noi și verificate de toți ceilalți voluntari din rețea, fiecare mesaj de tranzacție este hashuit folosind algoritmul criptografic SHA-256. 

Aceste tranzacții deja hash-uite sunt apoi hash-uite sistematic în perechi pentru a crea ceea ce este cunoscut sub numele de „Merkle Tree”. Perechile de tranzacții sunt hash-uite împreună până când, în cele din urmă, toate tranzacțiile din bloc sunt reprezentate de o singură valoare hash. Această valoare unică devine Merkle Root și este stocată în antetul blocului.

Deoarece hash-urile sunt deterministe – ceea ce înseamnă că aceeași intrare va crea întotdeauna aceeași valoare de ieșire unică – orice tentativă a actorilor răi de a altera un bloc de tranzacții va duce la o valoare Merkle Root complet nouă. Alți voluntari din sistem ar putea vedea Merkle Root-ul alterat comparativ cu blocul valid și l-ar respinge, prevenind unanim corupția.

Natura deterministă a algoritmilor criptografici permite utilizatorilor rețelei să efectueze tranzacții cu Bitcoin fără a fi nevoie de un intermediar de încredere pentru a verifica și procesa plățile.

Rămânând descentralizate și eliminând implicarea umană, tranzacțiile pot fi procesate semnificativ mai rapid, iar comisioanele sunt adesea mult mai mici decât soluțiile bancare tradiționale.

Bitcoin utilizează criptografia cu curbe eliptice (ECC) și algoritmul de hash sigur 256 (SHA-256) pentru a genera chei publice din cheile lor private respective.

O cheie publică este utilizată pentru a crea o adresă de portofel crypto pentru primirea tranzacțiilor de intrare, în timp ce cheia privată este necesară pentru a semna tranzacții și a demonstra proprietatea asupra fondurilor.

Te poți gândi la cheia privată ca la numărul tău PIN bancar și la cheia publică ca la numărul tău de cont bancar. Un hacker are nevoie de ambele pentru a face ceva neplăcut finanțelor tale.

Cheia privată este partea crucială a perechii de chei și este stocată într-un portofel crypto. Tehnic, un portofel crypto stochează accesul unei persoane la fondurile sale crypto – nu criptomoneda în sine. Fondurile în sine sunt pur și simplu intrări de date înregistrate pe blockchain și pot fi identificate și deblocate utilizând cheile stocate în portofelul tău. 

ECC este utilizarea unei curbe matematice speciale care este simetrică orizontal. Dacă desenezi orice linie prin această curbă, aceasta va intersecta forma de până la maximum trei ori. ECC este o parte importantă a criptomonedei și este ceea ce permite utilizatorilor să genereze o cheie publică.

Pentru a genera o pereche de chei Bitcoin, trebuie mai întâi să creezi o cheie privată.

O cheie privată Bitcoin este un număr de 256 de biți generat aleatoriu (între 1 și 2²⁵⁶, sau doi la puterea a două sute cincizeci și șase – un număr incredibil de mare!). Pe servicii precum Kraken, acest număr este creat automat la configurarea unui nou portofel crypto.

Cheia publică este apoi generată din acest număr utilizând înmulțirea curbei eliptice. Aceasta implică preluarea unui punct de plecare pe o curbă eliptică (cunoscut ca punct generator) și înmulțirea acestuia cu numărul cheii private aleatorii pentru a produce un nou punct pe curbă.

Acest nou punct devine cheia publică cu coordonate x și y specifice. Găsirea cheii private cunoscând cheia publică este aproape imposibilă din cauza cât de dificil ar fi să ghicești un număr aleatoriu de 256 de biți. Există aproximativ o șansă de unu la 150.000 de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde să ghicești corect.

Teoretic vorbind, ar fi nevoie de un computer cuantic cu mai mult de 13.000.000 de qubiți fizici pentru a găsi acest număr într-o zi. Până în prezent, unul dintre cele mai avansate computere cuantice din lume, procesorul IBM Eagle, posedă doar 127 de qubiți (sau 0,00097% din cantitatea de qubiți necesari).

Cu alte cuvinte, sistemele utilizate de criptomonede sunt, cel puțin deocamdată, complet sigure.

Pentru a crea o adresă de portofel bitcoin, coordonatele x și y sunt procesate prin algoritmul SHA-256. 

Această funcție hash criptografică a fost dezvoltată și publicată de Agenția Națională de Securitate a Statelor Unite (NSA) în 2001 și, în esență, transformă orice intrare (în acest caz, coordonatele cheii publice) într-un cod unic de 256 de biți, cu lungime fixă.

Acest cod este prezentat în format hexazecimal de 64 de caractere, care conține o combinație de numere de la 0 la 9 și litere de la A la F.

Funcțiile criptografice ECC și SHA-256 sunt cunoscute ca funcții „cu sens unic” sau „deterministe”. Aceasta înseamnă că ele funcționează doar într-un singur sens și nu pot fi inversate pentru a dezvălui intrările originale.

Deși este posibil să creezi o cheie publică dintr-o cheie privată, este imposibil să inversezi procesul și să dezvălui cheia privată. Același lucru este valabil și pentru încercarea de a descoperi ce cheie publică a fost utilizată pentru a crea o adresă de portofel bitcoin. Doar deținătorul cheii publice deține acea informație și o poate utiliza pentru a dovedi proprietatea adresei de portofel bitcoin.

Dorești o modalitate mai bună de a înțelege acest lucru? Imaginează-ți că cineva ar fi amestecat o varietate de vopsele de culori diferite dintr-o selecție de, așa cum am menționat anterior, 150.000 de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de miliarde de opțiuni pentru a crea o singură culoare unică. 

Dacă ai ști cantitățile exacte de vopsele potrivite, ai putea reproduce exact aceeași culoare. Dar dacă nu ai ști? Încercarea de a inversa procesul ar fi aproape imposibilă. 

Acesta este, în esență, modul în care funcționează aceste funcții criptografice cu sens unic și ceea ce permite ca intrările lor să fie de nerecunoscut atunci când sunt comparate cu ieșirea.

Unități noi de bitcoin intră în circulație printr-un proces numit minare.

Minarea face parte din mecanismul de consens proof-of-work utilizat de blockchain-ul Bitcoin pentru a selecta participanți onești care să adauge blocuri noi de date.

Acest lucru se realizează prin utilizarea hash-ului SHA-256. Mii de voluntari ai rețelei – cunoscuți ca noduri de minare – concurează unii împotriva altora utilizând computere special construite pentru a genera trilioane de hash-uri pe secundă.

Minerii iau mai întâi antetul blocului – partea care conține toate informațiile de nivel superior despre bloc, inclusiv marcajul său temporal, valoarea țintă pe care minerii trebuie să o depășească și alte componente cheie –  din cel mai recent bloc din lanț și ajustează numărul a ceva numit un nonce. 

Nonce este un mnemotehnic care reprezintă un număr utilizat o singură dată. Este partea dintr-un antet de bloc care poate fi modificată pentru a crea o nouă valoare hash.

Scopul competiției de minare bazată pe criptografie este simplu. Minerii utilizează mașinile lor pentru a ajusta automat numărul nonce din antetul blocului și îl rulează prin algoritmul de hash SHA-256 pentru a produce o valoare.

Oricare miner produce o valoare care are același număr sau mai multe zerouri la început față de valoarea țintă câștigă competiția. Dacă valoarea nu depășește valoarea țintă, minerii ajustează din nou numărul nonce, refac hash-ul antetului blocului și produc o nouă valoare.

Acest proces este repetat până când cineva are succes.

Bitcoinul nou creat este acordat fiecărui miner de succes pe baza unui program de emitere fix, pre-programat în codul sursă al Bitcoin de către creatorul său, Satoshi Nakamoto. 

Criptografia joacă un rol vital în procesarea tranzacțiilor bitcoin și în menținerea securității rețelei prin procesul de minare. Poți consulta articolul din Centrul de Învățare Kraken Ce este minarea Bitcoin? pentru a afla mai multe.

Semnăturile digitale sunt cruciale pentru a permite expeditorilor să demonstreze că dețin cheia privată corespunzătoare unei chei publice specifice fără a fi nevoiți să-și divulge cheia privată nimănui.

Bitcoin utilizează un algoritm de semnătură digitală pe curba eliptică (ECDSA) pentru a aproba criptografic și a trimite tranzacții dintr-un portofel criptografic.

Acest lucru implică faptul că expeditorul preia un mesaj de tranzacție hash – care include adresa portofelului destinatarului, suma de BTC trimisă, eventualele comisioane atașate și de unde a provenit inițial bitcoinul – adaugă cheia sa privată la acesta și creează o semnătură digitală utilizând un alt proces matematic unidirecțional.

Mai precis, implică un proces similar cu crearea menționată anterior a unei chei publice dintr-o cheie privată, cu adăugarea câtorva pași suplimentari.

Este creat un număr aleatoriu (similar cu o cheie privată), care este apoi înmulțit cu același punct generator utilizat pentru a crea cheia publică a portofelului, pentru a crea un nou punct pe o curbă eliptică. Să numim acest lucru Punctul A. 

Coordonata X a Punctului A este apoi înmulțită cu cheia privată a expeditorului și adăugată la mesajul de tranzacție hash. Toate acestea sunt apoi împărțite la numărul aleatoriu generat la început pentru a produce o nouă valoare. Această valoare servește drept semnătură digitală.

Pentru a verifica semnătura digitală, destinatarul deduce două puncte pe o curbă eliptică. În primul rând, mesajul este împărțit la valoarea semnăturii digitale pentru a obține punctul generator. Apoi, coordonata X a punctului generator este împărțită la valoarea semnăturii digitale pentru a revela al doilea punct de pe curbă.

În cele din urmă, trasarea unei linii prin aceste două puncte produce un al treilea și ultim punct pe curba eliptică. Acest punct final ar trebui să aibă exact aceeași coordonată X ca Punctul A, dovedind astfel că semnătura digitală a fost creată utilizând cheia privată corespunzătoare corecte.

Din fericire, un portofel criptografic digital efectuează întregul proces de verificare în mod automat, fără a fi necesară nicio intervenție din partea utilizatorului.

Criptografia joacă un rol esențial nu doar în securizarea rețelelor de criptomonede împotriva corupției, ci și în furnizarea unui mijloc irefutabil de a dovedi proprietatea fondurilor fără a forța utilizatorii să renunțe la informațiile lor sensibile despre cheile private.

Fără ea, rețelele de criptomonede ar fi probabil forțate să se bazeze pe intermediari centralizați și de încredere pentru a-și securiza informațiile și a facilita plățile — ceva ce contrazice complet natura descentralizată a criptomonedelor publice bazate pe blockchain.

Acum că înțelegi tehnologia care alimentează criptomonedele, este timpul să începi cu cea mai transparentă și de încredere bursă de active digitale.

Ești gata să faci următorul pas în călătoria ta criptografică cu bursa de încredere și transparentă? Fă clic pe butonul de mai jos pentru a începe cu Kraken astăzi!