Криптография в TON (The Open Network)
Криптография – это дисциплина о способах обеспечения приватности, подлинности и цельности информации. Эта наука вмещает в себя такие составляющие как: идентификация, кодирование информации, электронно-цифровые подписи (ЭЦП) и другое.
Цели криптографии
Конфиденциальность информации при различных операциях с теми или иными информационными данными – основная цель криптографии. Ещё одна цель – возможность для лиц или организаций, имеющих право на доступ к определённой информации, получить и расшифровать эти данные.
Главные термины и понятия криптографии
Шифрование – операция изменения исходного текста в зашифрованный текст при помощи применения криптографической последовательности и ключа шифрования.
Дешифрование – это обратный процесс трансформации зашифрованного текста в оригинальный текст с использованием ключа и алгоритма криптографии.
Криптографические алгоритмы – функции, обеспечивающие процессы шифровки и дешифровки данных.
Криптографические ключи – приватные данные, использующиеся алгоритмами криптографии. Ключи делятся на асимметричные и симметричные и используются при совершении различных операций. Таких как:
- Проверка и установка ЭЦП;
- Расшифровка или шифрование сообщений;
- Определение кода аутентичности (подлинности).
Кроме основных процессов дешифрования и шифрования информации, криптография содержит в себе такие методы как:
Хеширование – функция изменения информации любой длины в статичное значение, представляющее собой уникальный отпечаток исходного набора данных. Хеш-функции имеют особенность необратимости исходных данных, то есть исходную информацию невозможно восстановить по их хешу.
Аутентификация – процедура верификации подлинности определённого устройства либо пользователя. Методы криптографической аутентификации содержат в себе применение токенов, сертификатов и протоколов криптографии (например, SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security).
Принципы криптографии
Целостность информации – гарантия того, что информация после её передачи не будет повреждена или изменена.
Аутентификация – верификация и проверка личности обеих участвующих сторон.
Конфиденциальность – предотвращение утечки информации и защита от несанкционированного доступа.
Неотказуемость – обеспечение того факта, что отправитель не может оспаривать то, что отдельное сообщение отправлено именно им (зачастую это реализуется с помощью использования цифровых подписей, идёт привязка к автору сообщения).
Исторические эпохи развития криптографии
Моноалфавитный шифр
Этот вид шифрования информации использовали ещё в Древнем Египте и Риме. Одним из примеров считается шифр Цезаря.
Полиалфавитные шифры
Этот метод начали применять в эпоху средневековья. По-другому его называют многоалфавитный шифр. Суть данного метода состоит в том, что для кодирования простого символа используются шифры простой замены, в соответствии с определённым правилом.
Классическая криптография
Содержит в себе шифры времен мировых войн, например «Enigma». Enigma – это специальная шифровальная машина, изобретённая немецким инженером А. Шебриусом в 1918 году. Она применялась для шифрования и дешифрования конфиденциальных писем, сообщений и иной важной секретной информации.
Современная криптография
Применяет ассиметричные и симметричные шифры, а также функции хеширования. Основывается на алгоритмах математики и вычислительной сложности.
Виды современной криптографии
Асимметричная и симметричная криптография – два основополагающих вида алгоритмов криптографии, которые применяются для того чтобы обеспечивать защищённость информации.
Симметричная криптография (криптография с секретным ключом) использует один ключ для кодирования и декодирования информации. Такой ключ, как правило, известен лишь отправителю и получателю данных. Симметричная криптография производит операции быстро и результативно, поэтому она идеально подходит для обработки больших объёмов информации. Главный недостаток заключается в необходимости защищённо переслать ключ между сторонами, что не всегда возможно.
К основным известным схемам симметричной криптографии следует отнести: AES (Advanced Encryption Standard), DES (Data Encryption Standard), RC4, 3DES (Triple DES).
Асимметричная криптография (криптография с публичным (открытым) ключом) применяет два ключа: первый – публичный, а второй – приватный. Публичный ключ обычно не скрыт от других, а приватный ключ – конфиденциален. К тому же информация, которая закодирована открытым (публичным) ключом расшифровывается при помощи соответствующего закрытого (приватного) ключа и наоборот. Главным достоинством асимметричного метода криптографии является отсутствие необходимости предварительной передачи ключа, в связи с тем, что публичный ключ свободно распространён.
К основным известным механизмам асимметричной криптографии следует отнести: ECC (Elliptic Curve Cryptography), RSA (Rivest-Shamir-Adleman), DSA (Digital Signature Algorithm).
Зачастую применяется совокупность обеих технологий (симметричной и асимметричной криптографии). В связи с этим на базе симметричного и асимметричного кодирования было создано гибридное шифрование.
Гибридное шифрование — это подход, совмещающий в себе симметричное совместно с асимметричным шифрованием для обеспечения высокого уровня защищённости и эффективности в передаче данных. В этой комбинации используется асимметричное шифрование для безопасного обмена ключами и симметричное шифрование для самого процесса кодирования информации. Этот метод разработан Николаем Дуровым и командой программистов Telegram.
Основная проблема, которую решает гибридное кодирование, состоит в использовании сильных сторон обоих способов. Асимметричное кодирование предоставляет высокий уровень безопасности при обмене ключами между двумя сторонами, однако оно менее эффективно и требует больше вычислительных ресурсов для шифрования и расшифрования больших объёмов данных. Симметричное же шифрование, напротив, обеспечивает быструю обработку информации, однако требует надёжного способа передачи ключей между отправителем и получателем.
Стандартный процесс гибридного шифрования начинается с того, что отправитель создаёт симметричный ключ. После этого симметричный ключ шифруется с использованием открытого ключа получателя, (ключа, являющегося частью асимметричной пары ключей). Закодированный симметричный ключ отправляется вместе с зашифрованными данными получателю. Когда получатель принимает сообщение, он расшифровывает симметричный ключ, используя свой приватный ключ, и затем применяет данный ключ с целью расшифровки информации.
Роль и применение криптографии в блокчейне TON (The Open Network)
Криптография является неотъемлемой частью технологии блокчейна TON, играя ключевую роль в обеспечении безопасности, конфиденциальности и целостности данных. Она используется для верификации транзакций через шифрование каждого элемента и запись в распределённый реестр, что делает данные устойчивыми к атакам. Цифровые подписи подтверждают подлинность транзакций и легитимность участников сети.
Смарт-контракты защищены криптографией, обеспечивая их автоматическое и надёжное выполнение. Криптографические ключи играют важную роль в аутентификации пользователей, управлении доступом и поддержке конфиденциальности данных. Система использует современные алгоритмы, включая RSA и AES, для защиты информации при её хранении и передаче.
Асимметричное шифрование позволяет обмен информацией без раскрытия ключей доступа, укрепляя доверие среди пользователей. Хеш-функции повышают уникальность записей в реестре, защищая их от подделки и несанкционированного изменения. Это способствует увеличению пропускной способности сети и делает блокчейн TON привлекательным для различных коммерческих приложений.
Криптография не только укрепляет безопасность сети, но и создает условия для её дальнейшего развития и расширения, внедрения новых технологий и сервисов.