کریپتوگرافی یا رمزنگاری در کریپتو به چه معناست؟

احتمالا رمزنگاری یا کریپتوگرافی بیشترین کلمه‌هایی باشند که در فضای ارزهای دیجیتال با آن‌ها روبرو شده‌اید و آن‌ها را در مقالات گوناگون مشاهده کرده‌اید. این کلمات کلیدی به قدری در فلسفه رمزارزها مهم هستند که گاهی به صورت نام اختصاری بر روی ارزهای دیجیتال قرار می‌گیرند و به طور احتمالا شنیده‌اید که عده‌ای می‌گویند، فعال حوزه کریپتو هستند یا آنکه در فضای کریپتو فعالیت می‌کنند.

به نظر شما کاربرد رمزنگاری در ارزهای دیجیتال چیست؟ چرا کریپتوگرافی در این ارزها آنقدر مهم است که باعث شده آن‌ها کریپتوکارنسی یا ارزهای رمزنگاری شده یا رمزارز بنامند؟ در این مقاله قصد داریم به اهمیت و معنای رمزنگاری در فضای کریپتوکارنسی‌ها یا همان ارزهای دیجیتال بپردازیم. اگر به مسائل پایه‌ای یا فلسفه رمزارزها علاقمند هستید، توصیه می‌کنیم که تا انتهای این مقاله با داموند همراه باشید.

اهمیت کریپتوگرافی Cryptography در فضای کریپتوکارنسی

همانطور که می‌دانید سیستم‌های غیرمتمرکزی همچون بلاک چین یا ارزهای دیجیتال، با هدف حذف نهادهای مرکزی و نظارت کننده به وجود آمده‌اند. این سیستم‌ها معمولا هیچگونه صاحبی ندارند و مشارکت‌کنندگان در آن‌ها می‌توانند بدون نظارت یک نهاد واسطه با یکدیگر به تعامل بپردازند.

یک مثال بسیار خوب از این قضیه، بیت کوین است. یک سیستم پول الکترونیکی غیرمتمرکز و غیر قابل سانسور که هیچ بانک یا نهاد دولتی صاحب آن نیست و هیچ اداره مرکزی بر درستی کار شبکه نظارت نمی‌کند. اما سوالی که پیش می‌آید این است که این سیستم‌های غیرمتمرکز چگونه امنیت و پایداری خود را حفظ می‌کنند؟

جواب این سوال در رمزنگاری نهفته شده است. در اینگونه سیستم‌ها تمام ارتباطات میان دو فرد به صورت موثری رمزنگاری شده است. همین قضیه باعث می‌شود تا تبادلات بین دو فرد بدون اعتماد به یک سازمان واسطه انجام شود. هر دو طرف به کدها و رمزنگاری‌های انجام شده اعتماد می‌کنند و در نتیجه نیازی به واسطه وجود نخواهد داشت.

رمزنگاری استفاده شده در سیستم‌های غیرمتمرکز همچون بیت کوین و بلاک چین طی سال‌های طولانی ارتقا یافته‌اند و از مدرن‌ترین شیوه‌ها برای حفاظت و پایداری شبکه‌های غیرمتمرکز استفاده می‌شود. برای آشنایی بیشتر با این سیستم‌ها، ابتدا باید تاریخچه کوتاهی از کریپتوگرافی را بدانید.

تاریخچه کریپتوگرافی

رمزنگاری علم نوشتن کدها و رمزها به منظور ایمن کردن ارتباطات است، رمزنگاری یکی از عناصر مهمی است که ایجاد رمزارزهای مدرن و بلاکچین را ممکن ساخته است. تکنیک‌های کریپتوگرافی که امروز از آن‌ها استفاده می‌شود،تاریخچه‌ای طولانی دارند. افراد از زمان باستان از رمزنگاری برای انتقال ایمن اطلاعات بهره می‌بردند.

ریشه‌ های باستانی رمزنگاری

تکنیک‌های اولیه رمزنگاری از دوره باستان وجود داشته‌اند و تمدن‌های جدیدتر نیز به شیوه‌های گوناگون از رمزنگاری استفاده می‌کردند. جابجایی علائم، رایج‌ترین شکل از رمزنگاری بود که در نوشته‌های تمدن‌های باستانی مصر و بین‌النهرین از آن استفاده می‌شد. قدیمی‌ترین مثال کشف شده از این نوع کریپتوگرافی در مقبره یکی از فرعون‌های مصر به نام آمن هوتب دوم یافت شده است که تقریبا 3900 سال پیش زندگی می‌کرده.

هدف از جابجایی علائم در کتیبه‌های آمن هوتب مخفی کردن اطلاعات نبود، بلکه نوعی ارتقای زبان و زیبانگاری بود. قدیمی‌ترین مثال کشف شده از رمزنگاری که به منظور حفاظت از اطلاعات حساس انجام شده بود، مربوط به 3500 سال قبل و زمانی است که تمدن بین‌النهرین از رمزنگاری به منظور پنهان کردن فرمول‌های سفالگری خود استفاده کرد.

بعد از استفاده‌های اینچنینی، از رمزنگاری به صورت گسترده در حفاظت از اطلاعات مهم نظامی استفاده شد، هدفی که در روزهای فعلی نیز به آن پرداخته می‌شود. در یونان باستان پیام‌ها بر روی پوست پیچیده شده به دور یک استوانه با سایز خاص نوشته می‌شد، این کار به نوعی پیام را کریپتوگرافی می‌کرد، چرا که اگر دریافت‌کننده پیام استوانه‌ای با همان شکل نداشت، قادر به خواندن پیام نبود. به همین شکل، جاسوس‌ها نیز در هند باستان از پیام‌های کد شده استفاده می‌کردند که قدمت این کار به قرن دوم قبل از میلاد بازمی‌گردد.

شاید پیچیده‌ترین رمزنگاری دوره باستان مربوط به رومی‌ها باشد. برجسته‌ترین مثال از رمزنگاری رومی‌ها با نام رمز سزار شناخته می‌شود که شامل عوض کردن حروف به منظور رمزنگاری پیام بود. در این روش حروف پیام، با یک عدد ثابت به جلو یا عقب برده می‌شدند و به جای حرف‌های اصلی نامه از چند حرف الفبا قبل‌تر یا بعدتر (برحسب عدد رمز) استفاده می‌شد. بنابراین شخصی که عدد رمز را می‌دانست، می‌توانست پیام را رمزگشایی کند.

پیشرفت‌های Cryptography در قرون وسطی و رنسانس

در طی قرون وسطی، اهمیت رمزنگاری افزایش پیدا کرد، اما رمزنگاری برپایه جابجایی حروف که رمز سزار یکی از مثال‌های آن بود، به عنوان استاندارد کار باقی ماند. آنالیز رمزها، علمی است که هدف آن شکستن کدها و رمزهاست و از همان ابتدا با علم رمزنگاری ارتباطات نزدیکی دارد. ال کندی یک عرب بین‌النهرینی نامدار است که تکنیکی به منظور شکستن رمزهای بر پایه جابجایی حروف کشف کرد و باعث آسیب‌پذیری این شیوه رمزنگاری گردید. برای اولین بار مردم با یک روش سیستماتیک شروع به شکستن رمزهای اینچنینی کردند و به همین دلیل پیشرفت روش‌های رمزنگاری و دست‌یابی به تکنیک‌های پیشرفته‌تر تبدیل به یک امر ضروری گشت.

در سال 1465، لئون آلبرت روش رمز چندالفبایی را ایجاد کرد، که دربرابر تکنیک رمزشکنی ال کندی مقاوم بود. در رمز چند الفبایی پیام با استفاده از دو حرف جداگانه رمزگشایی می‌شود. یکی از این حروف در پیام اصلی نوشته می‌شود و حرف دوم که کاملا از حرف اول متفاوت است در پیام رمزگشایی شده ظاهر می‌شود. رمزهای چندالفبایی که ترکیبی از رمزهایی جابجایی سنتی بودند، به صورت فوق‌العاده‌ای امنیت اطلاعات و رمزها را بالا بردند و یک شخص تا زمانی که یکی از کلمات درون نوشته‌ها را نمی‌دانست، نمی‌توانست با روش ال کندی به رمزگشایی آن‌ها بپردازد.

روش‌های جدید رمزنگاری اطلاعات در دوره رنسانس به وجود آمدند که شامل روش محبوب و جدید رمزنگاری باینری (دودویی) بود که در سال 1623 توسط دانشمند مشهور سر فرانسیس بیکن ابداع شد.

پیشرفت‌ های رمزنگاری در قرن‌ های اخیر

علم رمزنگاری طی قرن‌ها به پیشرفت خود ادامه داد. یکی از پیشرفت‌های فوق‌العاده در رمزنگاری به صورت نظری توسط توماس جفرسون در 1790 مطرح شد و شاید هیچگاه به مرحله ساخت نرسید. اختراع او که سایفر ویل نام داشت، شامل 36 حلقه از کلمات بود که بر روی یک چرخ متحرک نصب شده بودند و می‌توانست برای یک کریپتوگرافی پیچیده مورد استفاده قرار گیرد. این مفهوم چنان پیشرفته بود که تا جنگ جهانی دوم به عنوان پایه کریپتوگرافی ارتش آمریکا مورد استفاده قرار می‌گرفت.

جنگ جهانی دوم عرصه ظهور یکی از کاملترین نمونه‌های رمزنگاری آنالوگ بود که ماشین انیگما نام داشت. این دستگاه همانند سایفر ویل بود و توسط جبهه متحدین به کار گرفته می‌شد. این ماشین از چرخ‌های گردان به منظور رمزنگاری یک پیام استفاده می‌کرد و اینکار باعث می‌شد خواندن این پیام بدون استفاده از یک انیگمای دیگر غیرممکن شود. سرانجام تکنولوژی ابتدایی کامپیوترها به منظور شکست رمز انیگما مورد استفاده قرار گرفت و رمزشکنی موفق پیام‌های انیگما هنوز هم به عنوان یک عامل اصلی در پیروزی نهایی جبهه متفقین در نظر گرفته می‌شود.

رمزنگاری در عصر کامپیوتر

همراه با ظهور کامپیوترها رمزنگاری به صورت گسترده‌ای از عصر آنالوگ پیشرفته‌تر شد. رمزنگاری 128 بیتی ریاضی خیلی قوی‌تر از هر رمز باستانی یا میان‌دوره‌ای بود و هم‌اکنون به عنوان استانداردی برای بیشتر دستگاه‌های حساس و سیستم‌های کامپیوتری در نظر گرفته می‌شود. اوایل سال 1993 شکل کاملا جدیدی از کریپتوگرافی با نام رمزنگاری کوانتومی توسط دانشمندان کامپیوتر توسعه یافت که هدفشان ارتقای سطح امنیت با رمزنگاری مدرن بود.

در عصر حاضر از این تکنیک‌های رمزنگاری به منظور ایجاد شبکه‌های غیرمتمرکز و ایجاد رمزارزها استفاده می‌شود. رمزارزها از چندین تکنیک کریپتوگرافی پیشرفته شامل توابع هش، کریپتوگرافی کلید عمومی و امضای دیجیتال بهره می‌برند. از این تکنیک‌ها به منظور تضمین امنیت داده‌های ذخیره شده بر روی بلاکچین‌ها و در نتیجه اعتبارسنجی تراکنش‌ها استفاده می‌شود.

یک شکل به خصوص از رمزنگاری به نام Elliptical Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) از سیستم‌های بیت‌کوین و سایر رمزارزها پشتیبانی می‌کند و با فراهم آوردن امنیت بیشتر تضمین می‌کند که دارایی‌های درون شبکه فقط توسط صاحبان واقعی آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

قدمت رمزنگاری به 4000 سال قبل می‌رسد و به نظر نمی‌رسد به این زودی‌ها متوقف شود. تا زمانی که داده‌های حساس نیاز به حفاظت داشته باشند، رمزنگاری به پیشرفت خود ادامه خواهد داد. با اینکه سیستم‌های کریپتوگرافی که امروزه در بلاکچین‌های رمزارزها استفاده می‌شوند، پیشرفته‌ترین شکل از علم هستند، اما باز هم بخشی از یک سنت هستند که در طول تاریخ بشریت پیشرفت یافته است.

رمزارز یا کرپتوکارنسی چیست؟

همانطور که از نام آن مشخص است، رمزارز یک ارز دیجیتالی است که به وسیله رمزنگاری ایمن شده است. یکی از کاربردهای اولیه آن کار به عنوان معیار مبادله در سیستم اقتصادی همتا به همتا (P2P) است، که با اتکا به کریپتوگرافی از کلاه‌برداری و جعل جلوگیری می‌کند.

بیشتر سیستم‌های رمزارزی غیرمتمرکز هستند و توسط شبکه‌ای توزیع شده از کامپیوترها (نودها) در سراسر جهان، نگه‌داری می‌شوند. با این حال درجات گوناگونی از غیرمتمرکزسازی وجود دارد و برخی از رمزارزها از سایر آن‌ها متمرکزتر هستند. (که به ساختار شبکه و توزیع نودهای آن بستگی دارد)

غیرمتمرکز بودن به این معناست که رمزارزها توسط یک نهاد واحد کنترل نمی‌شوند و متکی به یک نهاد نظارتی مرکزی همچون حکومت‌ها و بانک‌ها نیستند. تراکنش‌های مالی مستقیما بین کاربران (P2P) انجام می‌شود و هیچگونه نیازی به نهادهای واسطه نیست.

برخلاف سیستم‌های اقتصادی متمرکز، صدور و مدیریت واحد‌های رمزارزی به وسیله معماری شبکه تعیین می‌شود که بر پایه الگوریتم‌های برنامه‌نویسی شده و اثبات‌های رمزارزی کار می‌کند. به عبارت دیگر یک سری قوانین از پیش تعیین شده (پروتکل) وجود دارد که تعیین می‌کند سیستم رمزارزی چگونه باید به کار گرفته شود.

تمام تراکنش‌ها به وسیله شبکه‌ای از نودهای متصل به یکدیگر اعتبارسنجی شده و تراکنش‌های تایید شده به صورت دائمی در یک دفتر ثبت توزیع‌شده به نام بلاکچین ثبت و ضبط می‌شوند. بلاکچین یک عنصر اصلی و تکنولوژی زیرساختی بیشتر سیستم‌های رمزارزی است.

رمزنگاری مورد استفاده در رمزارز ها

در ارزهای دیجیتال از توابع هش و ایجاد هش به منظور حفظ امنیت و پایداری شبکه استفاده می‌شود. اینکه تابع هش چیست را در مقاله‌ای جداگانه به صورت کامل توضیح داده‌ایم و فقط به همین توضیح خلاصه اکتفا می‌کنیم که با تابع هش می‌توان هر داده‌ای را چه یک کلمه باشد و چه فایلی از اطلاعات باشد، به یک رشته با طول ثابت تبدیل کرد. به این رشته هش می‌گویند.

امکان تبدیل هش به داده اولیه وجود ندارد و توابع هش اصطلاحا یک طرفه هستند. بنابراین امنیت این نوع رمزنگاری بسیار بالاست و امکان جعل و دستکاری در شبکه از بین می‌رود. این سیستم تا به حال امتحان خود را پس داده است و توانسته مدت زیادی امنیت و پایداری شبکه‌های غیرمتمرکزی همچون بیت کوین و اتریوم را حفظ کند.

دلایل استفاده از کریپتوگرافی در ارزهای دیجیتال

• جلوگیری از دستکاری داده‌ها در بلاکچین‌ها
• حفاظت از داده‌ها در قراردادهای هوشمند
• اثبات مالکیت بر یک ارز دیجیتال بدون نیاز به یک سازمان واسطه
• حفظ امنیت و پایداری در سیستم‌هایی که بدون مرکز و مالک هستند
• امکان تعامل بین دو طرف بدون نیاز به اعتماد به یکدیگر را فراهم می‌آورند.
• از جعل رمزارزها جلوگیری می‌کنند و همین قضیه موجب ارزشمندی بیشتر آن‌ها می‌شود.

سخن پایانی

رمزارزها چشم انداز آینده بشریت هستند. سیستم‌های غیرمتمرکز بخش بزرگی از زندگی ما در آینده را شکل خواهند داد و انقلابی در روش‌های رایج زندگی بشر به وجود خواهند آورد. می‌توان گفت که پایه و ستون فقرات تمام این سیستم‌ها رمزنگاری یا کریپتوگرافی است.

رمزنگاری یکی از قدیمی‌ترین کارهایی است که انسان‌ها برای حفاظت از اطلاعات مهم انجام داده‌اند و در حال حاضر از شیوه‌های مدرن آن برای ایجاد ارتباط میان انسان‌ها استفاده می‌شود. به لطف کریپتوگرافی مدرن افراد می‌توانند بدون نیاز به واسطه و حتی بدون نیاز به اعتماد با یکدیگر به تبادل و تعامل بپردازند.

در دنیای شبکه‌های غیرمتمرکز مهم نیست که طرف مقابل خود را می‌شناسید یا خیر؛ فقط کافی است که به کدها و رمزهای موجود در سیستم اعتماد کنید و درستی انجام کارها را به آن‌ها بسپارید. بنابراین قدرت شما برای تعامل با دیگر افراد جهان کاملا نامحدود خواهد بود.

در این مقاله سعی کردیم به زبان ساده درباره تاریخچه رمزنگاری و اهمیت آن در رمزارزها و شبکه‌های غیرمتمرکز صحبت کنیم و نوع کریپتوگرافی استفاده شده در ارزهای دیجیتال را توضیح دهیم. به نظر شما رمزنگاری استفاده شده در این سیستم‌ها تا چه زمانی می‌تواند قدرت خود را حفظ کند؟ آیا راهی برای شکستن این رمزها به وجود می‌آید؟ آیا سیستم‌های غیرمتمرکز می‌توانند پایداری خود را به مدت نامحدود حفظ کنند؟ نظر شما چیست؟