Bezpieczeństwo blockchain wynika z tego, iż działa on w oparciu o kryptografię. Dzięki jej wykorzystaniu można cieszyć się zaletami tejże technologii, takimi jak decentralizacja czy transparentność. Ta gałąź matematyki pełni fundamentalną rolę, niosąc za sobą szereg korzyści dla sieci i jej użytkowników. W tym artykule chcielibyśmy opowiedzieć Ci na temat działania kryptografii asymetrycznej. Dzięki temu dowiesz się, jak działają klucze publiczne i prywatne oraz na jakich rozwiązaniach matematycznych są oparte. 

Kryptografia asymetryczna – definicja i działanie

Kryptografia asymetryczna nazywana jest inaczej kryptografią klucza publicznego. Wykorzystuje się w jej ramach parę powiązanych ze sobą kluczy w celu kodowania i dekodowania treści. Zapewnia to integralność danych, autentyczność oraz poufność komunikacji. Wiadomości zakodowane przez nadawcę przy użyciu klucza prywatnego są dekodowane przez odbiorcę przez klucz publiczny. Procesy odbywają się automatycznie. Uwierzytelnianie są one za pomocą podpisu cyfrowego. Potwierdza on zgodę strony podpisującej oraz stanowi dowód np. pochodzenia lub statusu.

Kryptografia klucza publicznego znajduje swoje szerokie zastosowanie w komunikacji, działaniu stron internetowych oraz kryptowalutach. W blockchain służy ona do podpisywania transakcji oraz zabezpieczania środków – klucz prywatny jest niezbędny, by mieć dostęp do aktywów zapisanych na danym adresie.

Ciekawostka: Przed kryptografią asymetryczną wykorzystywano kryptografię symetryczną. W jej ramach szyfrowanie i deszyfrowanie odbywało się za pomocą jednego klucza. Odbiorca oraz nadawca musieli pilnować tego, aby dany klucz (tzw. tajny) nie trafił w niepowołane ręce. Przekształcali oni używając go niezrozumiały tekst (ciphertext) w czytelną wiadomość (plaintext). 

Algorytmy kryptografii klucza publicznego

W kryptografii asymetrycznej klucz publiczny tworzy się na bazie klucza prywatnego. Wśród metodologii tworzenia kluczy można wyróżnić: 

• RSA (Rivest-Shamir-Adleman) – jest to jeden z najczęściej występujących algorytmów. Polega na operacji matematycznej faktoryzacji liczb całkowitych będących iloczynem liczb pierwszych. Klucze RSA mają długość 1024 lub 2048 bitów, jednak wraz z postępem mocy obliczeniowej komputerów, powoli odchodzi się od pierwszych z wymienionych. 

• Kryptografia krzywej eliptycznej (ECC) – stanowi ona alternatywę dla RSA. Aby rozszyfrować tę metodę, potencjalny atakujący musiałby dokonać obliczenia dyskretnego logarytmu krzywej eliptycznej (ECDPL – Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem), co jest znacznie trudniejsze niż faktoryzacja w RSA. To czyni ją znacznie bezpieczniejszą i wydajniejszą. 

Historia kryptografii asymetrycznej

Ten rodzaj kryptografii miał swoje początki już w XX wieku. W 1977 roku Whitfield Diffie i Martin Hellman, naukowcy z Uniwersytetu Stanforda pierwszy raz opublikowali pracę naukową na ten temat w czasopiśmie „New Directions in Cryptography”.  Opisany wcześniej algorytm RSA stworzony przez naukowców z MIT – Rona Rivesta, Adi Shamira oraz Leonarda Adlemana został opublikowany w Communications of the ACM w 1978 roku. Z czasem kryptografia klucza publicznego zdobywała coraz większe uznanie, co przełożyło się na stworzenie regulacji oraz standaryzacji związanych z wykorzystaniem jej w różnorodnych protokołach. 

Podsumowanie – przyszłość kryptografii asymetrycznej

Wzmożona potrzeba bezpieczeństwa w przestrzeni cyfrowej skłania coraz większą ilość sektorów do wykorzystywania kryptografii w celu ochrony przed zagrożeniami. Rozwój w tym obszarze jest nieodzowny – codziennie powstają nowe rodzaje ataków internetowych. Kolejnym krokiem milowym, który kryptografia będzie musiała pokonać, jest postępujący rozwój w zakresie komputerów kwantowych, które mają ogromną moc obliczeniową i byłyby w stanie rozwiązać szyfrowanie za pomocą np. algorytm RSA. Niemniej jednak, wraz z postępem nauki oraz adopcją blockchain, zabezpieczenia kryptograficzne stają się coraz silniejsze i pomimo ogromnego zaawansowania technologicznego, można dopuścić stwierdzenie, iż jest jeszcze wiele do odkrycia w tym obszarze.