Tecnología de cifrado Blockchain

La tecnología de cifrado digital es la clave para el uso y desarrollo de la tecnología blockchain. Una vez que se descifre el método de cifrado, la seguridad de los datos de la cadena de bloques se verá desafiada y ya no existirá la manipulación de la cadena de bloques. Los algoritmos de cifrado se dividen en algoritmos de cifrado simétricos y algoritmos de cifrado asimétricos. Blockchain utiliza principalmente algoritmos de cifrado asimétrico. Según los problemas en los que se basan los algoritmos de cifrado asimétrico, los sistemas de criptografía de clave pública generalmente se pueden dividir en tres categorías: problemas diferenciales de enteros grandes, problemas de logaritmos discretos y problemas de curvas elípticas. En primer lugar, los algoritmos de cifrado que introducen técnicas de cifrado blockchain generalmente se dividen en cifrado simétrico y cifrado asimétrico. El cifrado asimétrico se refiere a la tecnología de cifrado integrada en la cadena de bloques para cumplir con los requisitos de seguridad y los requisitos de verificación de propiedad. El cifrado asimétrico suele utilizar dos cifrados asimétricos llamados claves pública y privada en el proceso de cifrado y descifrado. Los pares de claves asimétricas tienen dos características: primero, después de que una clave (clave pública o privada) cifra la información, solo puede descifrar la otra clave correspondiente. En segundo lugar, la clave pública se puede revelar a otros, pero la clave privada es confidencial y otros no pueden calcular la clave privada correspondiente a través de la clave pública. El cifrado asimétrico generalmente se divide en tres tipos principales: problemas diferenciales de enteros grandes, problemas de logaritmos discretos y problemas de curvas elípticas. La clase de problema de diferencial de enteros grandes se refiere al uso del producto de dos números primos grandes como un número cifrado. Debido a que la apariencia de los números primos es irregular, las soluciones sólo pueden encontrarse mediante prueba y error constantes. La clase de problema de logaritmos discretos se refiere a un algoritmo de cifrado distribuido asimétrico basado en la dificultad de los logaritmos discretos y funciones hash unidireccionales sólidas. La curva elíptica se refiere al uso de curvas elípticas planas para calcular un conjunto de valores especiales asimétricos. Bitcoin utiliza este algoritmo de cifrado. Los escenarios de aplicación de la tecnología de cifrado asimétrico en blockchain incluyen principalmente cifrado de información, firma digital y autenticación de inicio de sesión. (1) En el escenario de cifrado de información, el remitente (indicado como A) cifra la información con la clave pública del receptor (indicado como B) y la envía.

B, B descifra la información con su propia clave privada. El cifrado de transacciones de Bitcoin entra en este escenario. (2) En el escenario de la firma digital, el remitente A usa su propia clave privada para cifrar la información y la envía a B. B usa la clave pública de A para descifrar la información y luego se asegura de que A envíe la información. (3) En el escenario de autenticación de inicio de sesión, el cliente usa la clave privada para cifrar la información de inicio de sesión y la envía al servidor, y el servidor usa la clave pública del cliente para descifrar y autenticar la información de inicio de sesión. Tenga en cuenta la diferencia entre los tres esquemas de cifrado anteriores: el cifrado de información es el cifrado de clave pública y el descifrado de clave privada, lo que garantiza la seguridad de la información. La firma digital es el cifrado de clave privada y el descifrado de clave pública, lo que garantiza la propiedad de la firma digital. Cifrado de clave privada autenticado y descifrado de clave pública. Tomando el sistema Bitcoin como ejemplo, su mecanismo de cifrado asimétrico se muestra en la Figura 1: El sistema Bitcoin generalmente genera un número aleatorio de 256 bits como clave privada llamando al generador de números aleatorios en la parte inferior del sistema operativo. La cantidad total de claves privadas de Bitcoin es muy grande y es extremadamente difícil atravesar todos los espacios de claves privadas para obtener las claves privadas de Bitcoin, por lo que la criptografía es segura. Para facilitar la identificación, la clave privada binaria de Bitcoin de 256 bits se convertirá mediante el algoritmo hash SHA256 y Base58 para formar una clave privada de 50 caracteres, que es conveniente para que los usuarios la identifiquen y escriban. La clave pública de Bitcoin es un número aleatorio de 65 bytes generado por la clave privada mediante el algoritmo de curva elíptica Secp256k1. Las claves públicas se pueden utilizar para generar direcciones utilizadas en transacciones de Bitcoin. El proceso de generación es que la clave pública se procesa a través de SHA256 y RIPEMD160 para generar un resultado abstracto de 20 bytes (es decir, el resultado de Hash160), y luego se convierte a través del algoritmo hash SHA256 y Base58 para formar una dirección Bitcoin de 33 caracteres. . El proceso de generación de clave pública es irreversible, es decir, la clave privada no puede derivarse de la clave pública. Las claves públicas y privadas de Bitcoin generalmente se almacenan en archivos de billetera de Bitcoin, siendo la clave privada la más importante. Perder una clave privada significa perder todos los activos de Bitcoin de la dirección correspondiente. En los sistemas Bitcoin y blockchain existentes, las técnicas de cifrado de claves múltiples privadas se han derivado en función de las necesidades de uso reales para satisfacer escenarios cada vez más sensibles y complejos, como las firmas múltiples.