Kriptografinis maišymas buvo neatsiejama kibernetinio saugumo spektro dalis. Tiesą sakant, jis yra plačiai naudojamas įvairiose technologijose, įskaitant „Bitcoin“ ir kitus kriptovaliutų protokolus.

Šiame straipsnyje apimsime kriptovaliutos maišos operacijas, kuriose sužinosime apie kriptografinius maišus, jų pavyzdžius, istoriją ir pan..

Straipsnis skirtas tiems, kurie nori sužinoti daugiau techninių požiūrių į šią temą. Tačiau nebijokite, jei nesate techniškas, nes mes stengsimės kuo geriau supaprastinti koncepciją.

Kriptografija visada buvo kompiuterių mokslo pagrindas. Be jos mes niekada negalėsime saugiai bendrauti ar dalytis informacija. Tai geriausiai apibrėžiama kaip informacijos apsaugos metodas.

Kas yra kriptografinis maišymas?

Kriptografijoje maišos yra metodas, naudojamas duomenims paversti unikalia teksto eilute. Duomenys paverčiami labai efektyviu metodu, kai duomenys maišomi per kelias sekundes. Be to, nėra jokių duomenų tipo ar dydžio apribojimų – maišymas veikia juos visus.

Taigi, kuo maišymas yra toks populiarus ir unikalus? Taip yra todėl, kad jo negalima pakeisti!

Taip, tai yra vienos krypties funkcija (kriptografinio maišos funkcija) ir skirta veikti tik taip.

Vienos krypties funkcijoje duomenys, patekę į maišos algoritmą, išleidžia unikalią eilutę. Tačiau unikali eilutė negali būti naudojama iššifruoti pradinius duomenis, grąžinant juos į maišymo funkciją. Dėl tokio naudingumo ir savybių kriptografinis maišymas yra toks naudingas saugant informaciją ir duomenis.

Be to, patikrinkite

  • Kaip sukurti „Blockchain“ sistemoje „Python“
  • Pradedančiųjų vadovas: kriptografijos naudojimas kriptovaliuta

Maišos metodui taikoma dar viena funkcija. Bet kuris pateiktas duomenų elementas suteiks tą patį maišos išvestį.

Dėl šių funkcijų tai labai naudinga kriptovaliutoms, tokioms kaip bitkoinas.

Kaip veikia maiša?

Kriptografinis maišymas

Kad geriau suprastume maišymą, taip pat turime išmokti, kaip tai veikia. Maišymas yra matematinė operacija, kuriai atlikti reikia mažiau skaičiavimo galios. Tačiau skaičiavimo galia, reikalinga reversui, yra brangi, todėl dabartinės kartos kompiuteriai to negali padaryti.

Tačiau kvantiniai kompiuteriai gali pakeisti kompiuterio maišymą. Tačiau jau yra maišos metodų, atsparių kvantams.

Maišymo tikslais yra daugybė algoritmų. Tai apima šiuos dalykus.

  • Tiesioginis pranešimas (MD5)
  • Saugios maišos funkcija (SHA1)
  • Saugios maišos funkcija (SHA-256)

Ne visos maišos funkcijos yra 100% saugios. Pavyzdžiui, SHA1 lengva nulaužti, todėl nerekomenduojama naudoti praktiškai. Viena iš dažniausiai naudojamų maišos funkcijų yra MD5 ir SHA-256.

MD5 dažniausiai naudojamas atsisiųstiems failams patikrinti. Taigi, jei atsisiunčiate failą, galite apskaičiuoti jo kontrolinę sumą naudodami kontrolinės sumos skaičiuoklę. Jei maišos eilutė sutampa su siuntėjo pateikta eilute, tai reiškia, kad atsisiuntimas atliktas teisingai, be failo sugadinimo. Trumpai tariant, tai patikrina failo vientisumą.

Kur dažniausiai naudojamas maišas?

Maišymas dažniausiai naudojamas slaptažodžiams. Paimkime pavyzdį, kad tai suprastume.

Kuriant el. Pašto paskyrą, jūsų el. Pašto paslaugų teikėjas paprašys jūsų el. Pašto adreso ir slaptažodžio. Aišku, jie neišsaugo el. Pašto adreso ir slaptažodžio paprastu paprastu tekstu. Jei taip, tai pažeidžia jūsų informacijos privatumą ir saugumą. Norėdami įsitikinti, kad tą informaciją sunku iššifruoti, jie naudoja jūsų slaptažodžio maišos funkciją, kad net kiekvienas, dirbantis pas el. Pašto paslaugų teikėją, negalėtų jos iššifruoti..

Taigi, jei bandysite prisijungti kitą kartą, maišos funkcija jį iššifruos ir atitiks išsaugotą, taigi suteiks jums prieigą prie savo el. Pašto.

Kiti naudojimo būdai yra parašo generavimas ir tikrinimas bei failo vientisumo tikrinimas.

Žinoma, yra ir kitų maišos programų. Kitas populiariausias maišos naudojimas yra kriptovaliutos, kurias aptarsime toliau.

Kaip maiša naudojama kriptovaliutose

Maišymo tikslais maišos dažniausiai naudojamos kriptovaliutose. Taigi, „Bitcoin“ kasyba yra SHA-256 maišos funkcijų patikrinimo procesas. Tai reiškia, kad maišymą galima naudoti naujoms operacijoms rašyti, sugrąžinti jas į ankstesnį bloką ir laiko žymes

Teigiama, kad tinklas pasiekia sutarimą, kai prie blokų grandinės pridedamas naujas blokas. Tokiu būdu jis patvirtina bloke esančias operacijas. Be to, papildymas niekam neįmanoma jo pakeisti. Visa tai įmanoma dėl maišos ir todėl ji naudojama blokų grandinės vientisumui palaikyti.

„Bitcoin“ naudoja „Proof-of-Work“ sutarimo metodą, kuris mainais naudoja SHA-256 vienpusio maišos funkciją.

Maišos funkcijos pavyzdys

Dabar pažvelkime į kriptografinio maišos funkcijos pavyzdį.

Kad mums ir jums būtų lengviau, mes naudosime internetinius SHA-256 įrankius.

Čia yra jo nuoroda: SHA256 internete

Dabar, jei įvesite 101Blockchains kaip įvestį, tai suteiks šią išvestį.

Įvestis: 101Blockchains.com

Išvestis: fbffd63a60374a31aa9811cbc80b577e23925a5874e86a17f712bab874f33ac9

kriptografinis maišymas

Naudojant SHA256 maišos funkciją

Dabar, jei įvesite paprastą „Hello World“, jis duos tokį išvestį.

Įvestis: Labas pasauli

Išvestis: a591a6d40bf420404a011733cfb7b190d62c65bf0bcda32b57b277d9ad9f146e

Tarp abiejų išėjimų matysite, kad abi išvesties reikšmės yra vienodo ilgio, t. Y. 256 bitai, t. Y. 64 simbolių ilgio.

Dabar įveskite 101blockchain į įvestį. Atkreipkite dėmesį, kad mes pašalinome „s“ iš „101Blockchains“, kurie buvo naudojami pirmajam maišos generavimui.

Įvestis: 101Blokavimo grandinė

Išvestis: c4d67db72f3d18eaca2e8e8498271de353d25874e4448be4887f2563576c6fe8

Jei palyginsite jį su mūsų pirmąja maišos išvestimi, pamatysite didžiulį skirtumą, net kai iš įvesties pašalinome tik vieną raidę.

Taigi, ką mes sužinojome iš pavyzdžio? Apibendrinkime toliau.

  • Visi išėjimai yra vienodo ilgio
  • Dėl nedidelių įvesties pokyčių gaunami visiškai skirtingi išėjimai
  • Išvesties negalima pakeisti įvestimi.

Kriptografinio maišos funkcijos savybės

Norėdami geriau suprasti kriptografinį maišymą ar maišymą apskritai, apžvelkime kriptografinio maišos funkcijos savybes.

Deterministinis

Žinoma, kad kriptografinės maišos funkcijos yra deterministinės. Tai reiškia, kad tam tikros įvesties išvestis bus tokia pati. Paprasčiau tariant, jei tą patį įvestį per šimtą kartą naudosite maišos funkciją, išvestis visais atvejais bus tokia pati.

Deterministinė savybė yra svarbi, nes ji įgalina vienos krypties funkcijos sampratą. Jei tai neveiktų taip, būtų neįmanoma jo naudoti maišant informaciją. Be to, atsitiktinis to paties įvesties rezultatas gali padaryti nenaudingą visą procesą.

Išankstinis vaizdas atsparus

Kriptografinio maišos funkcija yra atspari prieš vaizdą, o tai reiškia, kad kartą sugeneruota maišos vertė nieko neatskleidžia apie įvestį.

Tai yra svarbi savybė, nes ji suteikia daug svarbos.

Skaičiavimo požiūriu efektyvus

Maišos funkcijos yra skaičiavimo požiūriu efektyvios. Tai reiškia, kad neatsižvelgiant į įvesties ilgį ir sudėtingumą, ji greitai sugeneruos maišos išvestį. Efektyvumas yra sveikintinas paslaugoms, kurios nori naudoti maišos funkciją saugoti neskelbtiną informaciją. Tačiau tai yra tik skaičiavimo požiūriu efektyvus vienas būdas, ty nuo įvesties iki išvesties. Kadangi tai nėra grįžtama, jokiam kompiuteriui negalima jo pakeisti.

Bet jei norite kalbėti apie skaičius, gali prireikti bet kurio šiuolaikinio kompiuterio, kol atspėsite įvestį iš nurodytos maišos vertės. Be to, kai šiuolaikiniai kompiuteriai tampa galingi kiekvieną dieną, maišos funkcijos tampa efektyvesnės nei bet kada.

Negali būti pakeista inžinerija

Maišos funkcijų negalima pakeisti. Tai reiškia, kad jis yra saugus. Kaip turėtumėte žinoti, kad kriptografinės maišos funkcijos yra sukurtos su negrįžtamųjų funkcijų prielaida. Matematinės lygtys ir procesas, naudojami kuriant išvestį, yra supaprastinti ir jų negalima pakeisti. Technine prasme maišos funkcija nepalaiko atvirkštinės operacijos.

Atsparus susidūrimui

Atsparumas susidūrimui yra paskutinė savybė, kurią ketiname aptarti. Ši savybė užtikrina, kad nėra dviejų skirtingų įvestų to paties išėjimo.

Kaip jau turėtumėte žinoti, kad įvestis gali būti bet kokio ilgio. Pagal šį apibrėžimą įvestis gali būti begalinis skaičius. Dabar išvestis, kuri yra fiksuoto ilgio, kiekvieną kartą turi būti kitokia. Fiksuoto ilgio apribojimas taip pat reiškia, kad išėjimai yra baigtinių skaičių, nors baigtinis skaičius yra milžiniškas. Tai kelia matematinį iššūkį atskirti kiekvieno įvesties išvestį.

Geros naujienos yra tai, kad dauguma populiarių maišos funkcijų yra atsparios susidūrimams.

Populiarios maišos klasės – maišos algoritmų sąrašas

Tai veda mus į kitą skyrių, kur aptariame populiarias maišos klases. Išvardinsime tris maišos klases, kurios yra gana populiarios kriptografijos srityje.

  • Pranešimo santrauka (MD)
  • Saugaus maišos funkcija (SHF)
  • Tiesioginis RIPE pranešimas (RIPEMD)

Peržengsime juos po vieną.

Pranešimo santrauka (MD)

„Message Digest“ yra maišos funkcijų šeima, naudojama visoje interneto istorijoje.

Šeima susideda iš maišos funkcijų, tokių kaip MD2, MD4, MD6 ir populiariausios MD5. Visos MD maišos funkcijos yra 128 bitų maišos funkcijos, o tai reiškia, kad santraukos dydžiai yra 128 bitai.

Kaip jau aptarėme anksčiau, MD5 santraukos maišos funkcijas naudoja programinės įrangos tiekėjai, norėdami patikrinti failų, kuriuos vartotojai atsisiuntė per failų serverius, vientisumą. Kad tai veiktų, teikėjas suteikia atsisiuntėjui prieigą prie MD5 failų kontrolinės sumos. Norėdami patikrinti failo vientisumą, naudojama MD5 kontrolinė suma, kuri apskaičiuoja kontrolinę sumą ir tada patikrina pateiktą maišos vertę. Jei reikšmė skiriasi nuo minėto failo vientisumo patikrinimo, nepavyko ir vartotojui reikia atsisiųsti visą failą arba jo dalį.

MD5 nėra toks saugus, kaip kitos maišos funkcijos. 2004 m. Buvo atlikta analitinė maišos funkcijos ataka, kuri buvo atlikta tik per vieną valandą. Tai buvo padaryta naudojant kompiuterio klasterį. Dėl to MD nebuvo toks naudingas saugant informaciją ir todėl naudojamas tokioms užduotims kaip failo vientisumo tikrinimas.

Jei norite sužinoti daugiau apie MD5, apsilankykite MD5 Wiki puslapyje – MD5.

Saugios maišos funkcija (SHA)

„Secure Hash Functions“ yra dar viena maišos funkcijų šeima, kuri yra gana populiari. Jį sukūrė ir paskelbė Nacionalinis standartų ir technologijų institutas (NIST). Jie išleido keturias SHA versijas, įskaitant SHA-0, SHA-1, SHA-2 ir SHA-3.

Kaip turėjote atspėti, vėlesnės versijos pašalina kai kurias senesnių SHA versijų problemas ar trūkumus. Pavyzdžiui, SHA-1 buvo išleistas po to, kai buvo nustatytas SHA-0 silpnumas. SHA-1 buvo išleistas 1995 m.

SHA-1 padarė savo pavadinimą, kai jis buvo išleistas. Tuo metu jį naudojo įvairios programos, įskaitant „Secure Socket Layer“ (SSL).

Tačiau laikui bėgant išnaudotojai taip pat aptiko SHA-1 susidūrimus, dėl kurių jis buvo nenaudingas. NIST pateikė savo saugių maišos funkcijų SHA-2 šeimą, kurioje buvo naudojami keturi SHA variantai, įskaitant SHA-256, SHA-224, SHA-512 ir SHA-384. Šiuose keturiuose variantuose du buvo pagrindiniai, įskaitant SHA-256 ir SHA-512. Skirtumas tarp jų yra tas, kad SHA-512 vartojo 64 baitų žodžius, o SHA-256 – tik 32 baitų žodžius..

SHA-2 maišos funkcijų šeima vis dar plačiai naudojama. Tačiau buvo ir SHA-3, kurį sugalvojo ir išleido ne NSA dizaineriai 2012 m. Viešo konkurso metu. Anksčiau jis buvo žinomas kaip „Keccak“. Keccak privalumai buvo geresnis pasipriešinimas atakoms ir efektyvus darbas.

Tiesioginis RIPE pranešimas (RIPEMD)

RIPE Message Direct (RIPEMD) yra maišos funkcijų šeima, išleista 1992 m. Be to, RIPE reiškia RACE Integrity Primitives Evaluations.

Ją kuria ir valdo atvira mokslininkų bendruomenė. Šeimoje yra penkios funkcijos, įskaitant RIPEMD, RIPEMD-160, RIPEMD-128, RIPEMD-320 ir RIPEMD-256. Tačiau dažniausiai naudojama funkcija yra RIPEMD-160.

RIPEMD dizainas pagrįstas „Message Direct“.

Skirtumas tarp maišos, šifravimo ir druskos

Šiame skyriuje trumpai apžvelgsime skirtumą tarp maišos, šifravimo ir sūdymo.

Pradėkime nuo šifravimo.

Šifravimas yra pirminės informacijos šifravimas naudojant viešąjį raktą ir atrakinimas naudojant privatųjį raktą. Tai yra dvipusė funkcija.

Kita vertus, maišos funkcija yra vienos krypties funkcija, naudojama tikrinimo tikslais sukrauti informaciją.

Paskutinis terminas yra „sūdymas“.

Sūdymas yra panašus į maišymą, tačiau čia slaptažodžiui pridedama unikali vertė, kad būtų sukurta kitokia maišos reikšmė. Čia druskos vertė turi būti unikali ir likti paslėpta.

Išvada

Tai veda mus iki mūsų maišos kriptografijoje pabaigos. Mes bandėme suprasti maišymą į vidų ir iš jo, pirmiausia sužinoję, ką jis gali pasiūlyti, tada greitai sužinoję, kaip jis veikia, jo tipus ir pan.!

Kaip matote, yra daugybė maišos naudojimo atvejų, įskaitant kriptovaliutą, apsaugą slaptažodžiu, parašo patikrinimą ir pan. Nors maišymas yra unikalus savaip, jo efektyvumas saugant informaciją kasdien mažėja dėl galingų kompiuterių visame pasaulyje..

Mokslininkai taip pat stengiasi išlaikyti esamą padėtį išlaisvindami galingesnę maišos funkciją, kuri yra atspari kvantams ir gali atlaikyti skaičiavimo galios progresavimą visame pasaulyje.

Taigi, ką jūs manote apie maišymą? Pakomentuokite žemiau ir praneškite mums.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me