رمزنگاری چیست ؟ کریپتوگرافی در ارزهای دیجیتال

در مقاله پول چیست با مفهوم پول و تاریخچه آن آشنا شدیم و دریافتیم که مدیریت نادرست پول توسط دولت‌ها و نهادهای متمرکز، منجر به ایجاد تورم و بحران‌های مالی می‌شود. ایجاد پول غیر متمرکز یکی از راهکارهای ارائه شده برای حل این مشکل بود که از قدیم مورد توجه دانشمندان بوده است.ایجاد سیستمی غیر متمرکز به دلیل عدم رشد تکنولوژی در زمان‌های گذشته امکان‌پذیر نبود. در سیستم غیر متمرکز، کاربرانی که یکدیگر را نمی‌شناسند و به هم اعتماد ندارند، مدیریت ثبت تراکنش‌ها و اطلاعات را بر عهده دارند. بنابراین باید حساب کاربران در سیستم به صورت امن ایجاد شود و سایر کاربران به این حساب دسترسی نداشته باشند.

علاوه بر امنیت حساب‌های کاربری، تراکنش‌های ارسال شده به شبکه نیز باید قابل بررسی و تایید باشند و سایر کاربران نتوانند اطلاعات تراکنش یک کاربر را دستکاری کنند یا از بین ببرند. رمزنگاری (Cryptography)، علم مطالعه رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات به شکل امن است که به طور گسترده در شبکه بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال برای تامین امنیت اطلاعات حساب‌ها و تراکنش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله به بررسی این موضوع که رمزنگاری چیست و روش‌های مختلف آن می‌پردازیم. بعد از فهمیدن این موضوع که رمزنگاری چیست، در بخش‌های بعدی کاربردهای رمزنگاری در ارزهای دیجیتال به طور کامل مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

رمزنگاری چیست ؟

در پاسخ به سروال رمزنگاری چیست باید گفت که رمزنگاری علم انتقال اطلاعات بین دو کاربر به صورت امن است. از قرن‌ها پیش رمزنگاری با اهداف مختلف در بین تمدن‌های دنیا به کار برده می‌شد. عمده کاربرد رمزنگاری در آن زمان‌ها مربوط به ارسال پیغام‌های محرمانه بود، امروزه نیز اصلی‌ترین هدف رمزنگاری همین مساله است. به طور کلی می‌توان هدف رمزنگاری را حفاظت از اطلاعات مهم در شرایط مختلف عنوان کرد.

رمزنگاری در طول زمان دستخوش تحولات بسیار زیادی شده است. بسیاری از ریاضیدانان و دانشمندان حوزه رمزنگاری به طور دائم به دنبال ارائه راهکارهای جدید برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام‌ها هستند. جنگ‌های جهانی اول و دوم در قرن بیستم میلادی یکی از دوره‌هایی بودند که باعث تحولات زیادی در علم رمزنگاری شد. 

در این دوره سرعت انتقال اطلاعات رشد چشمگیری نسبت به گذشته داشت اما امنیت انتقال اطلاعات چالش بزرگی برای کشورهای مختلف بود. بسیاری از اوقات افشا شدن یک عدد توسط دشمن، می‌توانست خسارت‌های سنگینی به کشورها وارد کند. به این دلیل، ارتش‌های مختلف به رمزنگاری و ایجاد راهکارهای جدید در این علم روی آوردند و سعی در گسترش این حوزه کردند. 

امروزه حجم اطلاعاتی که در بستر وب جابجا می‌شود بسیار بالا است و حجم عظیمی از این اطلاعات علاوه بر ارزش اطلاعاتی، ارزش مادی دارند. بنابراین، استفاده از روش‌های مطمئن رمزنگاری برای حفظ امنیت اطلاعات بسیار مهم است. رمزنگاری دارای انواع گوناگونی است که هر کدام از آن‌ها کاربردهای متفاوتی دارند. در ادامه به بررسی این روش‌ها می‌پردازیم.

رمزنگاری کلید متقارن چیست ؟

همانگونه که گفته شد هدف رمزنگاری تامین امنیت اطلاعات است. برای انجام این کار نیاز است که اطلاعات در سمت مبدا، رمزگذاری شود و در طرف دریافت کننده رمزگشایی شود. رمزگذاری باید به گونه‌ای باشد که تغییر اطلاعات قابل شناسایی باشد، ارسال کننده پیام مشخص شود و هیچ کاربری به جز دریافت کننده اطلاعات قادر به مشاهده اطلاعات نباشد. رمزنگاری کلید متقارن (Symmetric key cryptography) اولین نوع رمزنگاری است که تا مدت‌ها به عنوان تنها مدل رمزنگاری شناخته می‌شد.

در این مدل فرستنده و گیرنده اطلاعات، از یک کلید مشترک استفاده می‌کنند تا اطلاعات را رمزگذاری و رمزگشایی کنند. در بسیاری از پیام رسان‌ها برای انتقال داده‌ها و جلوگیری از هک یا هرگونه رفتار مخرب احتمالی از این روش استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در پیام‌رسان‌ها مانند تلگرام یا واتس اپ، هنگامی که یک پیام برای کسی ارسال می‌کنید پیام شما رمزگذاری شده و تبدیل به مجموعه‌ای از حروف و اعداد بی معنی می‌شود و در مقصد با استفاده از کلیدی که در اختیار گیرنده است، پیام شما رمزگشایی می‌شود. با این کار، در صورتی که پیام شما در بین راه توسط کسی دزدیده شود اطلاعات خاصی دستگیر مهاجم نخواهد شد.

رمزنگاری نامتقارن چیست ؟

مدل رمزنگاری متقارن زمانی کارساز است که نیازی به افشای کلید رمزنگاری نباشد زیرا در این حالت  یک کلید برای رمزگذاری و رمزگشایی وجود دارد و هر کاربری با داشتن آن می‌تواند به اطلاعات ارسال شده به کاربر دسترسی داشته باشد. «رمزنگاری کلید نامتقارن» (Asymmetric key cryptography) برای حل این مشکل معرفی شد. تفاوت اصلی این مدل از رمزنگاری با مدل پیشین وجود دو کلید متفاوت برای رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات است.

همانطور که پیش‌تر گفته شد، در رمزنگاری متقارن فرستنده و گیرنده از یک کلید مشترک استفاده می‌کنند اما در رمزنگاری نامتقارن یک «کلید عمومی» (Public key) و یک «کلید خصوصی» (Private key) وجود دارد. کلید عمومی برای رمزگذاری و کلید خصوصی برای رمزگشایی استفاده می‌شود و ساخت این کلیدها به گونه‌ای است که از آن‌ها می‌توان برای تایید شخص ارسال کننده اطلاعات و صحت اطلاعات استفاده کرد.

این مدل از رمزنگاری در ارزهای دیجیتال بسیار پرکاربرد است. به عنوان مثال، در شبکه بیت کوین حساب کاربری با استفاده از سیستم رمزنگاری ایجاد می‌شود. در این روش کلید خصوصی که مجموعه‌ای از اعداد است به صورت رندوم تولید می‌شود و کلید عمومی مرتبط با آن توسط الگوریتم‌های رمزنگاری تولید می‌شوند. آدرس هر کاربر در شبکه با استفاده از روش‌های رمزنگاری از کلید عمومی ساخته می‌شود. 

کاربران با استفاده از آدرس عمومی ارز دیجیتال برای فرد مورد نظرشان رمز ارز ارسال می‌کنند. کاربر دریافت کننده نیز می‌تواند با کلید خصوصی خود به اطلاعات حساب دسترسی داشته باشد و آن‌ها را خرج کند. توابع استفاده شده برای ایجاد کلید عمومی از کلید خصوصی به گونه‌ای است که برای رسیدن به آن نیاز به مقدار غیرقابل تصوری انرژی محاسباتی و صرف زمان زیاد است. بنابراین در عمل امکان دسترسی به کلید خصوصی کاربر با داشتن کلید عمومی یا آدرس او وجود ندارد.

هشینگ چیست ؟

یکی دیگر از روش‌های رمزنگاری که در ارزهای دیجیتال نیز کاربرد دارد هشینگ است. هشینگ به معنی استفاده از توابع هش برای ایجاد یک خروجی با اندازه ثابت از ورودی دلخواه است. به عنوان مثال در بیت کوین، آدرس کیف پول، از قرار دادن کلید عمومی کاربر در توابع هش به دست می‌آید. هش دارای کاربردهای مختلفی برای حفظ اطلاعات است. در بیت کوین و بسیاری از بلاک چین‌ها نیز برای ساخت آدرس‌ها یا ساخت بلاک از هش استفاده می‌شود. برای اطلاعات بیشتر پیشنهاد می‌شود مقاله هشینگ چیست را مطالعه کنید.

کریپتوکارنسی مفهومی متشکل از رمزنگاری (Cryptography) و پول (Currency) است و بررسی مفهوم آن پس از درک این دو مفهوم به راحتی قابل انجام است. در مقاله کریپتوکارنسی چیست وارد مباحث مربوط به کریپتوکارنسی‌ها و ارزهای دیجیتال می‌شویم و تفاوت این دو مفهوم را باهم دیگر مورد بحث و بررسی قرار می‌دهیم.