Kryptografi: En kort historie fra symmetri til bitcoin

Introduksjon til kryptografi

«Det er ingenting du kan vite som ikke er kjent.

Ingenting du kan se som ikke vises.

Alt du trenger er … OFFENTLIG KEY CRYPTOGRAPHY !!! ”

– med unnskyldning til Lennon-McCartney

Kryptografi. 16. århundre fransk krypteringsmaskin i form av en bok med armene til Henry II.

Fransk krypteringsmaskin fra 1500-tallet i form av en bok med armene til Henry II.

Uten kryptografi med offentlig nøkkel mislykkes kryptovaluta. Kryptografi med offentlig nøkkel beviser eierskap og håndhever personvern. Den ankom relativt nylig, skjønt, dukket opp på scenen på midten av 1970-tallet samtidig med PC-revolusjonen.

Kunsten og vitenskapen om kryptografi koder (dvs. kryptere) meldinger slik at ingen kan lese dem unntatt det tiltenkte publikum. Bare den riktige mottakeren dekoder (dvs. dekrypterer) meldingen, og opprettholder personvernet mellom kommunikatørene.

En nøkkel brukes til å kryptere og dekryptere meldinger. I asymmetrisk kryptografi (et annet navn for kryptografi med offentlig nøkkel) er nøkkelen til å kryptere en melding forskjellig fra nøkkelen for å dekryptere meldingen.

I symmetrisk kryptering er nøkkelen til å dekryptere en melding den samme som nøkkelen som brukes til å kryptere den. Denne strategien skaper et nøkkelfordelingsproblem: avsenderen må ikke bare sende meldingen, men også finne en sikker måte å sende nøkkelen også. Når en skurk avlytter nøkkelen og meldingen begge deler, går personvernet i oppløsning.

Whitfield-Diffie Key Distribution Solution

Lingvistikk, språk og puslespill ferdigheter styrte kryptografi gjennom det meste av historien, men fra midten av det tjuende århundre og utover har matematikk vært dominerende.

På 1970-tallet ved Stanford University fant Whitfield Diffie, Martin Hellman og Ralph Merkle en matematisk løsning på nøkkelfordelingsproblemet. I løsningen brukte de modulære aritmetiske og enveisfunksjoner. (Blant andre prestasjoner bidro Ralph Merkle også sterkt til kryptovaluta som oppfinner av Merkle-trær.)

Modulær aritmetikk håndterer rester og inneholder et sett med tall som brytes rundt til begynnelsen etter et bestemt punkt. Det vil si at 7 mod 3 er lik 1 fordi 1 er det som gjenstår etter å ha delt 3 i 7. En 12-timers klokke gir det vanligste eksemplet på den modulære aritmetikkens omsluttende natur. Hvis klokka er 08.00 nå, er det ikke 6 timer frem til klokken 14, men 14:00 Hovedpoenget å huske er at modulær aritmetikk oppfører seg ikke-intuitivt og gir uventede resultater.

I matematikk utfører enveisfunksjoner lett, men motstår sterkt reversering. Tenk på en bolle med suppe servert i en restaurant. Kokken fulgte lett oppskriften for å lage den, kanskje til og med improvisere noen ingredienser for hånden. Du kan godt oppdage denne smaken og krydderne, men uten oppskriften og de nøyaktige ingrediensene kokken brukte, har du vanskelig for å duplisere den suppeskålen.

I Whitfield-Diffie-algoritmen deler korrespondenter offentlig informasjon om nøkkelen, men holder privat informasjon som hindrer en avlytter i å reprodusere den nøkkelen. Teamet presenterte løsningen offentlig i juni 1976 på National Computer Conference.

Skriv inn asymmetrisk kryptografi

Whitfield-Diffie løser nøkkelfordelingsproblemet, men bruker fortsatt symmetrisk kryptering.

Etter å ha fått vite om Whitfield-Diffie-løsningen, begynte Ron Rivest, Adi Shamir og Leonard Adelman ved MIT Laboratory for Computer Science å bygge videre på disse matematiske begrepene for å oppdage en løsning for asymmetrisk kryptering. I april 1977 lyktes de. Dette ble kjent som RSA etter navnene på skaperne.

I asymmetrisk kryptering publiserer du en offentlig nøkkel som alle kjenner. Folk bruker dette til å kryptere meldinger som bare du kan dekryptere fordi du kjenner den private nøkkelen. Enkelt sagt, en offentlig nøkkel er bare et tall opprettet ved å multiplisere to tall med den private nøkkelen. Hvis tallene som brukes er tilstrekkelig store, er det beregningsintensivt og tidkrevende å oppdage disse to tallene.

Kryptering for resten av oss

Kryptografi. Patentsøknad for en elektrisk kodemaskin, 1923.

Patentsøknaden for en elektrisk kodemaskin, 1923.

Bruk av RSA-kryptering utfordret ressursene til datamaskinene i de dager. Kryptering tilhørte bare de mektige og velstående – militæret, regjeringer, store selskaper osv. Paul Zimmerman så for seg kryptering tilgjengelig for alle med en personlig datamaskin. Han implementerte Pretty Good Privacy (PGP) og ga det ut til publikum gratis i juni 1991.

Zimmerman overvant den ressurskrevende beregningsmessige langsomheten til asymmetrisk kryptering ved å implementere en hybridalgoritme. Selve meldingen brukte en symmetrisk nøkkel, og asymmetrisk kryptografi krypterte nøkkelen for å trygt sende den med meldingen.

Hei, Hal Finney

Kryptografi. Hemmelig dekoderring.

Hemmelig dekoderring

Den første ansatte Phil Zimmerman ansatt i PGP var Hal Finney. Hal Finney ville bli den første personen som viste interesse da en ukjent person som kalte seg Satoshi Nakamoto ankom stedet i 2008 og foreslo noe han kalte Bitcoin.

Flere forsøk på å skape private digitale penger beskyttet av asymmetrisk kryptering mislyktes gjennom 1990-tallet. I Amsterdam opprettet David Chaum DigiCash, men krevde at alle transaksjoner ble validert av et sentralisert selskap. DigiCash mislyktes da Chaums selskap gikk konkurs i 1998. Den britiske forskeren Adam Back opprettet HashCash i 1997 ved å bruke en Proof of Work-metode for å lage nye mynter. HashCash mislyktes fordi en mynt bare kunne brukes en gang. Brukerne trengte å lage nye mynter hver gang de ønsket å kjøpe noe.

Hal Finney løste HashCash-problemet ved å lage det første gjenbrukbare beviset på arbeidssystemet (RPOW). Han gjorde sitt forsøk på et digitalt pengeprosjekt med noe han kalte CRASH (for Crypto cASH). (Leksjon: ring et dataprogram CRASH og forvent at det mislykkes.)

Hei, Bitcoin

Hal Finney ble den første personen etter Satoshi som kjørte en Bitcoin-node og var den første mottakeren av Bitcoin fra den første transaksjonen på nettverket.

Hal oppmuntret Satoshi med visdom fra en erfaren proff som ikke har blitt truet av kynisme: «Tenk deg at Bitcoin lykkes og blir det dominerende betalingssystemet i bruk over hele verden. Da skulle den totale verdien av valutaen være lik den totale verdien av all formuen i verden … Selv om oddsen for at Bitcoin lykkes i denne grad er liten, er de virkelig 100 millioner mot en? Noe å tenke på. ”

Senere fikk Hal Finney ALS dødelig sykdom og la ut noen avskjedsord til samfunnet 19. mars 2013:

“Etter noen dager gikk bitcoin ganske stabilt, så jeg lot den gå. Det var dagene da vanskeligheten var 1, og du kunne finne blokker med en CPU, ikke engang en GPU. Jeg gruvet flere blokker de neste dagene. Men jeg skrudde av den fordi den fikk datamaskinen til å gå varm, og viftestøyen plaget meg … Den neste jeg hørte om Bitcoin var sent i 2010, da jeg ble overrasket over å finne ut at den ikke bare fortsatte, bitcoins hadde faktisk en verdi. Jeg støvte av meg den gamle lommeboken, og var lettet over å oppdage at bitcoinsene mine fortsatt var der. Da prisen steg opp til ekte penger, overførte jeg myntene til en frakoblet lommebok, der de forhåpentligvis vil være verdt noe for mine arvinger. “

Avsluttende tanker og videre lesing

Historien om kryptografi fra Whitfield-Diffie til Bitcoin og videre fortsetter å utvikle seg. Matematikk gir grunnlaget. Moderne matte låser opp muligheter uhørt før midten av det tjuende århundre. Matematisk forskning fortsetter, og når kvanteberegning blir vanlig, vil nye matematiske muligheter dukke opp.

Utover matematikk driver desentralisering historien om moderne kryptografi. Alle fortjener privatliv. Da Rivest, Shamir og Adelman opprettet kryptografi med offentlig nøkkel, var det bare kraftige og sentraliserte organisasjoner som fikk fordel umiddelbart. Phil Zimmermans Pretty Good Privacy (PGP) utvidet markedet til å omfatte alle som vil bruke kryptografi på en personlig datamaskin. Med Bitcoin får alle som bruker kryptovaluta personvernet til offentlig nøkkelkryptografi som en integrert komponent i systemet.

Videre lesning

Mange kilder gir ytterligere detaljert informasjon om historien om kryptografi og dens fremvekst i kryptovaluta:

En populær bok om kryptografihistorien er Simon Singh Kodeboken: Vitenskapen om hemmelighold fra det gamle Egypt til kvantekryptografi.

De tidlige kapitlene til Nathaniel Popper’s Digital Gold: Bitcoin and the Inside Story of Misfits and Millionaires Trying to Reinvent Money dekke den tidlige historien om kryptovaluta.

Arkiv, artikler og et vell av primærmateriale kan bli funnet her.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map