Что такое биткоин-закрытый ключ и открытый ключ?

Чтобы понять важность закрытого и открытого ключей для Биткоин, необходимо рассмотреть тему асимметричной криптографии. Это формирует основу для обеспечения как прав собственности, так и идентификации пользователей в блокчейне.

Поскольку это сложная техническая тема, мы дадим вам простое и практическое введение в тему криптографии в следующей статье. Мы также объясним значение закрытого и открытого ключа биткойнов . Следующие версии также действительны для всех публичных блокчейнов. Однако для упрощения эта тема будет объяснена с использованием биткойнов (BTC).

Table of Contents

Проблема

Биткоин и любой другой публичный блокчейн сталкиваются с центральной проблемой. Хотя блокчейн является общедоступной одноранговой сетью, код которой имеет открытый исходный код, права собственности должны храниться в неизменяемом цифровом виде и защищенными от несанкционированного доступа. Имущество может быть присвоено только одному человеку, без доступа к нему других. Это должно быть реализовано без ущерба для децентрализованной архитектуры сети. Здесь на помощь приходит криптография.

Введение в криптографию

Основная идея криптографии — защитить данные от несанкционированного доступа с помощью шифрования. Термин происходит от криптологии и охватывает науку, которая разрабатывает методы и алгоритмы для шифрования данных. Только уполномоченное лицо должно иметь возможность получить доступ к данным путем дешифрования и снова зашифровать данные с помощью шифрования.

Симметричная и асимметричная криптография

В принципе, можно различать симметричные и асимметричные криптографические процедуры. Один и тот же цифровой ключ используется для шифрования и дешифрования в симметричных процедурах. И отправитель, и получатель используют один и тот же ключ (в примере: черный) для шифрования зашифрованного сообщения (красный).

Однако эта процедура совершенно не подходит для криптовалют, так как только одно лицо должно владеть биткойном или другой криптовалютой. Ключ, который должен быть разделен между несколькими людьми, противоречит принципу собственности. По этой причине Биткойн использует асимметричную криптографию.

Он использует пару ключей, состоящую из открытого и закрытого ключей, поэтому его также называют криптографией с открытым и закрытым ключом. В отличие от симметричной криптографии, есть два ключа, в которых открытый ключ может быть свободно раскрыт, а закрытый ключ является секретным. Зашифрованные данные можно расшифровать только с помощью закрытого ключа.

Как показано на следующем рисунке, сообщение зашифровано с помощью черного ключа и расшифровано с помощью желтого ключа (закрытый ключ). И у отправителя, и у получателя есть открытый и закрытый ключи для шифрования и дешифрования (другого) зашифрованного сообщения.

Как работает асимметричная криптография?

В основе асимметричной криптографии лежит математический алгоритм, с помощью которого генерируются и связываются открытый и закрытый ключи. Из-за этой математической связи информацию, зашифрованную открытым ключом, можно расшифровать только с помощью соответствующего закрытого ключа.

Здесь важно знать, что используемые здесь математические функции практически необратимы. Это означает, что они могут быть рассчитаны в одном направлении, но не в другом. Что касается криптовалют, это означает, что открытый ключ может быть получен из закрытого ключа, но никак иначе. В противном случае кто угодно мог получить закрытый ключ из открытого ключа.

Процесс можно пояснить следующим образом на примере. Если отправитель хочет отправить зашифрованные данные получателю, он должен запросить открытый ключ получателя. После получения отправитель может зашифровать свои данные открытым ключом (получателя) и отправить данные. Тогда только владелец закрытого ключа сможет расшифровать данные.

Значение закрытого ключа биткоин

Обычно очень немногие пользователи Биткоина используют закрытый или открытый ключ. В большинстве случаев закрытые ключи биткоинов хранятся в файле кошелька и управляются программным обеспечением биткойн-кошелька. Биткоин-адрес — это единственное представление открытого ключа (в форме хеш-функции), которое пользователь обычно видит.

Тот факт, что пользователь обычно не вступает в контакт с парой асимметричных ключей, следует приветствовать с точки зрения удобства использования. Однако отсутствие видимости не означает, что пара ключей не нужна вообще или требуется очень редко. Это не тот случай. Закрытый ключ и открытый ключ требуются всякий раз, когда должна быть отправлена транзакция. В то время как открытый ключ биткойнов используется для получения биткойнов, закрытый ключ используется для подписи транзакций биткойнов.

Таким образом, закрытый ключ имеет центральное значение для Биткоина. Он представляет собой право собственности на биткоин (BTC) и требуется для генерации цифровых подписей и адресов биткойн-кошельков. Следовательно, любой, у кого есть копия закрытого ключа биткоинов, также имеет контроль над биткоинами, назначенными адресу кошелька (открытый ключ). Это также причина, по которой закрытый ключ Биткоин является секретом и никогда не должен передаваться третьим лицам!

Еще одна важная часть процесса доставки биткоинов, о которой мы пока лишь вкратце упомянули, — это цифровые подписи. Они свидетельствуют о том, что полученная информация идентична отправленным данным. Для биткоин-транзакций требуется, чтобы в цепочку блоков была включена действующая цифровая подпись .

Он может быть сгенерирован только с помощью закрытого ключа и подтверждает право собственности на выпущенные BTC. Предоставляя открытый ключ и подпись, любой в сети Биткоин может проверить и подтвердить транзакцию, не раскрывая закрытый ключ.

Резюме

Асимметричная криптография не используется для сохранения секретности транзакций Биткоина. Скорее, он используется для создания цифровых подписей.

Примечательно, что закрытые ключи Биткоин полностью независимы от протокола Биткоин. Они генерируются программным обеспечением кошелька пользователя без привязки к блокчейну или Интернету.

Значение открытого ключа Биткоин

Как уже упоминалось, закрытый ключ Биткоин выполняет еще одну функцию. Открытый ключ генерируется из него с использованием криптографии эллиптических кривых . Подробное описание функционирования криптографии на основе эллиптических кривых намного превосходит формат этой статьи.

Для базового понимания достаточно знать, что процедура также называется односторонней функцией с «лазейкой», потому что она может выполняться просто в одном направлении (умножение), но невозможна в другом направлении (деление). На практике это означает, что только владелец закрытого ключа Биткоин может получить открытый ключ. Он может быть уверен, что никто не сможет отменить функцию и получить закрытый ключ из открытого ключа.

Фактическая задача открытого ключа Биткоина состоит в том, чтобы сгенерировать биткойн-адрес , который владелец может отправить другим членам сети BTC, чтобы получать транзакции по этому адресу. Для генерации биткоин-адреса используется необратимая криптографическая хеш-функция .

Для повседневного использования важно знать, что вы можете создать бесконечное количество биткойн-адресов (используя программное обеспечение кошелька или генератор биткойн-адресов). Это даже рекомендуется, поскольку использование разных адресов, по крайней мере, затрудняет отслеживание биткоинов.