สกุลเงินดิจิทัลใช้การเข้ารหัสอย่างไร?

เมื่อโปรโตคอล Bitcoin เปิดตัวในปี 2009 โลกได้มีการนำเสนอระบบสกุลเงินประเภทใหม่ที่มีความปลอดภัยและออกในวิธีที่แตกต่างจากเงินแบบดั้งเดิมอย่างสิ้นเชิง

สกุลเงินฟีอัต เช่น ดอลลาร์สหรัฐหรือเยนญี่ปุ่น ได้รับการประกันโดยความไว้วางใจในระบบธนาคารแบบดั้งเดิมและออกโดยธนาคารกลางของแต่ละประเทศ สกุลเงินใหม่ใด ๆ จะเข้าสู่การหมุนเวียนตามนโยบายการเงินที่ยืดหยุ่นซึ่งกำหนดโดยรัฐบาลภายในประเทศแต่ละแห่ง ในแง่หนึ่ง สกุลเงินฟีอัตได้รับการสนับสนุนโดยความไว้วางใจในอำนาจทางการเงินของประเทศต่าง ๆ และกองทัพที่ปกป้องอำนาจนั้น

Bitcoin ในทางกลับกัน และต่อมา cryptocurrencies ทั้งหมดที่ถูกสร้างขึ้นหลังจากการเปิดตัวของ Bitcoin ได้รับการประกันและออกโดยใช้การปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ของ "การเข้ารหัส" 

ท้ายที่สุด Bitcoin ทำงานบนพื้นฐานของนโยบายการเงินที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ซึ่งไม่มีบุคคล บริษัท หรือรัฐบาลใดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แทนที่จะวางใจในรัฐบาลหรือสถาบัน ผู้ใช้ Bitcoin วางใจในการเข้ารหัสและชุดกฎที่โปร่งใสของโปรโตคอลที่อนุญาตให้มันทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ไม่ว่าจะเป็นราคาตลาดหรือความรู้สึกของตลาด

การเข้ารหัสคือการศึกษาการเข้ารหัสและการถอดรหัสข้อมูล โดยสรุป มันคือการปฏิบัติในการเปลี่ยนแปลงข้อความเพื่อให้เฉพาะผู้ส่งและผู้รับที่ตั้งใจหรือผู้รับที่ตั้งใจเท่านั้นที่สามารถเข้าใจได้

หากข้อความที่เข้ารหัสถูกดักจับโดยบุคคลอื่นที่ไม่ใช่ผู้รับที่ตั้งใจ การเข้ารหัสจะทำให้แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่ผู้ดักจับจะเข้าใจว่าข้อมูลนั้นมีอะไรอยู่

หนึ่งในตัวอย่างแรก ๆ ของการเข้ารหัสย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสต์ศักราชเมื่อชาวกรีกโบราณพันแถบหนังที่มีข้อความลับเขียนอยู่รอบ ๆ แท่ง – วิธีการเข้ารหัสที่เรียกว่า scytale เมื่อคลี่ออก แถบหนังจะมีตัวอักษรที่เขียนอยู่ซึ่งเฉพาะคนที่มีแท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันเท่านั้นที่สามารถถอดรหัสได้

ในช่วงสงคราม การเข้ารหัสมีบทบาทสำคัญในการรักษาการสื่อสารที่อาจถูกดักจับระหว่างกองกำลังที่กระจายอยู่ ในสงครามโลกครั้งที่สอง การใช้การเข้ารหัสเพื่อถอดรหัสการส่งสัญญาณวิทยุที่เข้ารหัสจากเครื่องเข้ารหัส Enigma ถือเป็นจุดเปลี่ยนที่สำคัญในการยุติการรุกรานในยุโรป

ก้าวไปข้างหน้าในวันนี้และการเข้ารหัสมีบทบาทพื้นฐานในความปลอดภัยและการออก cryptocurrencies เช่น bitcoin 

การเข้ารหัสเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของสกุลเงินดิจิทัล ใช้เพื่อ: 

• สร้างคู่กุญแจกระเป๋าเงินดิจิทัล
• ออก Bitcoin ใหม่ผ่านกระบวนการขุด
• ลงนามในข้อความธุรกรรมทางดิจิทัล

ผลรวมทั้งหมดของทรัพยากรการคำนวณที่มุ่งไปที่การขุดบิตคอยน์คือสิ่งที่ช่วยรักษาความปลอดภัยเครือข่ายจากการโจมตีทางไซเบอร์ สิ่งนี้เรียกรวมกันว่า "อัตราแฮช" ของเครือข่าย ยิ่งมีคนขุดในเครือข่ายมากเท่าไหร่ อัตราแฮชก็จะสูงขึ้นและจำนวนพลังการคำนวณที่ต้องใช้ในการควบคุมเครือข่ายด้วยเสียงข้างมาก 51% ก็จะมากขึ้นเท่านั้น

การโจมตี 51% เป็นหนึ่งในภัยคุกคามที่ใหญ่ที่สุดต่อเครือข่ายบล็อกเชนสาธารณะ ตัวแทนที่เป็นอันตรายที่สามารถรวมทรัพยากรได้เพียงพอเพื่อควบคุมอย่างน้อย 51% ของอัตราแฮชของบล็อกเชนจะมีความสามารถในการบล็อกธุรกรรมขาเข้า เปลี่ยนลำดับของธุรกรรม และใช้จ่ายเงินสองครั้ง อย่างไรก็ตาม โดยการทำให้กระบวนการนี้ยากต่อการคำนวณ เครือข่ายบิตคอยน์จึงป้องกันไม่ให้ผู้ไม่ดีเข้าควบคุมเครือข่าย

การแฮช SHA-256 ยังมีหน้าที่ทำให้ธุรกรรมที่ใช้บล็อกเชนไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ 

เมื่อธุรกรรมถูกรวมอยู่ในบล็อกใหม่และได้รับการตรวจสอบโดยอาสาสมัครคนอื่น ๆ ในเครือข่าย ข้อความธุรกรรมแต่ละรายการจะถูกแฮชโดยใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัส SHA-256 

ธุรกรรมที่ถูกแฮชแล้วเหล่านี้จะถูกแฮชร่วมกันเป็นคู่เพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่า "Merkle Tree" คู่ของธุรกรรมจะถูกแฮชร่วมกันจนกระทั่งในที่สุดธุรกรรมทั้งหมดภายในบล็อกจะถูกแทนที่ด้วยค่าแฮชเดียว ค่าตัวเดียวนี้จะกลายเป็น Merkle Root และถูกเก็บไว้ในส่วนหัวของบล็อก

เนื่องจากแฮชเป็นแบบกำหนด – หมายความว่าข้อมูลนำเข้าที่เหมือนกันจะสร้างค่าผลลัพธ์ที่ไม่ซ้ำกันเสมอ – การพยายามของผู้ไม่ดีในการเปลี่ยนแปลงบล็อกของธุรกรรมจะส่งผลให้เกิดค่า Merkle Root ใหม่ทั้งหมด อาสาสมัครคนอื่นในระบบจะสามารถเห็น Merkle Root ที่ถูกเปลี่ยนแปลงเมื่อเปรียบเทียบกับบล็อกที่ถูกต้องและปฏิเสธมัน โดยไม่เห็นด้วยเพื่อป้องกันการทุจริต

ธรรมชาติที่กำหนดของอัลกอริธึมการเข้ารหัสช่วยให้ผู้ใช้เครือข่ายสามารถทำธุรกรรมบิตคอยน์ได้โดยไม่ต้องมีคนกลางที่เชื่อถือได้ในการตรวจสอบและประมวลผลการชำระเงิน

โดยการรักษาความกระจายศูนย์และการลดการมีส่วนร่วมของมนุษย์ ธุรกรรมสามารถประมวลผลได้เร็วขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและค่าธรรมเนียมมักจะถูกกว่าการแก้ปัญหาธนาคารแบบดั้งเดิม

Bitcoin ใช้ การเข้ารหัสลับแบบโค้งเอลลิปติก (ECC) และ อัลกอริธึมแฮชที่ปลอดภัย 256 (SHA-256) เพื่อสร้างกุญแจสาธารณะจากกุญแจส่วนตัวที่เกี่ยวข้อง.

กุญแจสาธารณะใช้เพื่อสร้างที่อยู่กระเป๋าเงินคริปโตสำหรับรับธุรกรรมขาเข้า ในขณะที่กุญแจส่วนตัวจำเป็นต้องใช้ในการลงนามธุรกรรมและพิสูจน์ความเป็นเจ้าของเงินทุน.

คุณสามารถคิดว่ากุญแจส่วนตัวเหมือนกับหมายเลข PIN ของธนาคารของคุณ และกุญแจสาธารณะเหมือนกับหมายเลขบัญชีธนาคารของคุณ. แฮกเกอร์ต้องการทั้งสองอย่างเพื่อทำสิ่งที่ไม่เหมาะสมกับการเงินของคุณ.

กุญแจส่วนตัวเป็นส่วนที่สำคัญของคู่กุญแจและถูกเก็บไว้ในกระเป๋าเงินคริปโต. ทางเทคนิคแล้ว กระเป๋าเงินคริปโตเก็บการเข้าถึงเงินทุนคริปโตของบุคคล – ไม่ใช่สกุลเงินดิจิทัลจริงๆ. เงินทุนเองเป็นเพียงข้อมูลที่บันทึกไว้ในบล็อกเชนและสามารถระบุและปลดล็อกได้โดยใช้กุญแจที่เก็บไว้ในกระเป๋าเงินของคุณ. 

ECC คือการใช้โค้งทางคณิตศาสตร์พิเศษที่มีความสมมาตรในแนวนอน. หากคุณวาดเส้นใด ๆ ผ่านโค้งนี้ มันจะตัดกับรูปทรงได้สูงสุดสามครั้ง. ECC เป็นส่วนสำคัญของสกุลเงินดิจิทัลและเป็นสิ่งที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างกุญแจสาธารณะได้.

ในการสร้างคู่กุญแจ Bitcoin คุณต้องสร้างกุญแจส่วนตัวก่อน.

กุญแจส่วนตัวของ bitcoin คือหมายเลข 256 บิตที่สร้างแบบสุ่ม (ระหว่าง 1 ถึง 2²⁵⁶ หรือสองยกกำลังสองร้อยห้าสิบหก – หมายเลขที่ใหญ่มาก!). ในบริการเช่น Kraken หมายเลขนี้จะถูกสร้างโดยอัตโนมัติเมื่อคุณตั้งค่ากระเป๋าเงินคริปโตใหม่.

กุญแจสาธารณะจะถูกสร้างจากหมายเลขนี้โดยใช้การคูณโค้งเอลลิปติก. นี่เกี่ยวข้องกับการนำจุดเริ่มต้นบนโค้งเอลลิปติก (ที่รู้จักกันในชื่อจุดสร้าง) และคูณมันด้วยหมายเลขกุญแจส่วนตัวแบบสุ่มเพื่อผลิตจุดใหม่บนโค้ง.

จุดใหม่นี้กลายเป็นกุญแจสาธารณะพร้อมพิกัด x และ y เฉพาะ. การหากุญแจส่วนตัวในขณะที่รู้กุญแจสาธารณะแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยเพราะความยากลำบากในการเดาหมายเลข 256 บิตแบบสุ่ม. มีโอกาสประมาณหนึ่งใน 150,000 ล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้านในการทำให้ถูกต้อง

ในทางทฤษฎี มันจะต้องใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มี 13,000,000 qubits ทางกายภาพ มากกว่าเพื่อค้นหาหมายเลขนี้ในหนึ่งวัน จนถึงปัจจุบัน หนึ่งในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทันสมัยที่สุดในโลก IBM Eagle processor มีเพียง 127 qubits (หรือ 0.00097% ของจำนวน qubits ที่ต้องการ)

พูดอีกอย่างหนึ่ง ระบบที่ใช้โดยสกุลเงินดิจิทัลนั้น อย่างน้อยในตอนนี้ ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์

ในการสร้างที่อยู่กระเป๋า bitcoin จะต้องนำพิกัด x และ y ผ่านอัลกอริธึม SHA-256 

ฟังก์ชันแฮชเข้ารหัสนี้ถูกพัฒนาและเผยแพร่โดยหน่วยงานความมั่นคงแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NSA) ในปี 2001 และเปลี่ยนข้อมูลใด ๆ (ในกรณีนี้คือพิกัดกุญแจสาธารณะ) ให้เป็นรหัสที่ไม่ซ้ำกันและมีความยาวคงที่ 256 บิต

รหัสนี้ถูกนำเสนอในรูปแบบเลขฐานสิบหก 64 ตัวอักษร ซึ่งประกอบด้วยตัวเลข 0 ถึง 9 และตัวอักษร A-F

ฟังก์ชันการเข้ารหัส ECC และ SHA-256 เป็นที่รู้จักในชื่อฟังก์ชัน "trapdoor" หรือ "deterministic" ซึ่งหมายความว่ามันทำงานได้เพียงทางเดียวและไม่สามารถย้อนกลับไปเปิดเผยข้อมูลนำเข้าต้นฉบับได้

แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะสร้างกุญแจสาธารณะจากกุญแจส่วนตัว แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะย้อนกลับกระบวนการและเปิดเผยกุญแจส่วนตัว เช่นเดียวกันกับการพยายามค้นหาว่ากุญแจสาธารณะใดถูกใช้ในการสร้างที่อยู่กระเป๋า bitcoin เฉพาะผู้ถือกุญแจสาธารณะเท่านั้นที่มีข้อมูลนั้นและสามารถใช้เพื่อพิสูจน์ความเป็นเจ้าของที่อยู่กระเป๋า bitcoin

ต้องการวิธีที่ดีกว่าในการเข้าใจเรื่องนี้หรือไม่? ลองนึกภาพว่ามีคนผสมสีที่แตกต่างกันจากตัวเลือกที่เรากล่าวถึงก่อนหน้านี้ 150,000 ล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้านล้านตัวเลือกเพื่อสร้างสีที่ไม่ซ้ำกันหนึ่งสี 

หากคุณรู้ปริมาณที่แน่นอนของสีที่ถูกต้อง คุณจะสามารถสร้างสีเดียวกันได้ แต่ถ้าคุณไม่รู้ล่ะ? การพยายามย้อนกลับกระบวนการจะเป็นไปได้ยากมาก 

นี่คือวิธีการทำงานของฟังก์ชันการเข้ารหัส trapdoor เหล่านี้และสิ่งที่ทำให้ข้อมูลนำเข้าของพวกเขาไม่สามารถจดจำได้เมื่อเปรียบเทียบกับผลลัพธ์

หน่วยใหม่ของ bitcoin จะเข้าสู่ การหมุนเวียน ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า การขุด

การขุดเป็นส่วนหนึ่งของกลไกฉันทามติแบบ proof-of-work ที่ใช้โดยบล็อกเชนของ Bitcoin เพื่อเลือกผู้เข้าร่วมที่ซื่อสัตย์ในการเพิ่มบล็อกข้อมูลใหม่.

ทำได้โดยการใช้การแฮช SHA-256. อาสาสมัครในเครือข่ายหลายพันคน – ที่รู้จักกันในชื่อ โหนด การขุด – แข่งขันกันเองโดยใช้คอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นเพื่อสร้างแฮชหลายล้านล้านต่อวินาที.

นักขุดจะเริ่มต้นด้วยส่วนหัวของบล็อก – ส่วนที่มีข้อมูลระดับสูงทั้งหมดเกี่ยวกับบล็อก รวมถึงเวลาประทับ, ค่าที่นักขุดต้องเอาชนะ และส่วนประกอบสำคัญอื่น ๆ – จากบล็อกล่าสุดในสายโซ่และปรับจำนวนของสิ่งที่เรียกว่า nonce. 

Nonce เป็นคำช่วยจำที่แทนที่ หมายเลขที่ใช้เพียงครั้งเดียว. มันเป็นส่วนหนึ่งของส่วนหัวของบล็อกที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อสร้างค่าที่แฮชใหม่.

เป้าหมายของการแข่งขันการขุดที่ใช้การเข้ารหัสนั้นเรียบง่าย. นักขุดใช้เครื่องของพวกเขาเพื่อปรับหมายเลข nonce โดยอัตโนมัติในส่วนหัวของบล็อกและรันผ่านอัลกอริธึมการแฮช SHA-256 เพื่อผลิตค่า.

นักขุดคนใดก็ตามที่ผลิตค่าที่มีศูนย์ที่ด้านหน้ามากกว่าหรือเท่ากับค่าที่ตั้งเป้าหมายจะชนะการแข่งขัน. หากค่าที่ผลิตไม่เอาชนะค่าที่ตั้งเป้าหมาย นักขุดจะปรับหมายเลข nonce อีกครั้ง, แฮชส่วนหัวของบล็อกใหม่และผลิตค่าที่ใหม่.

กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำจนกว่าจะมีใครบางคนประสบความสำเร็จ.

Bitcoin ที่ถูกสร้างขึ้นใหม่จะถูกมอบให้กับนักขุดที่ประสบความสำเร็จแต่ละคนตามตารางการออกที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งถูกโปรแกรมไว้ในโค้ดต้นฉบับของ Bitcoin โดยผู้สร้างของมัน, Satoshi Nakamoto. 

การเข้ารหัสมีบทบาทสำคัญในการประมวลผลธุรกรรม Bitcoin และรักษาความปลอดภัยของเครือข่ายผ่านกระบวนการการขุด. คุณสามารถตรวจสอบบทความของ Kraken Learn Center การขุด Bitcoin คืออะไร? เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม.

ลายเซ็นดิจิทัลมีความสำคัญต่อการอนุญาตให้ผู้ส่งพิสูจน์ว่าพวกเขาเป็นเจ้าของกุญแจส่วนตัวที่สอดคล้องกับกุญแจสาธารณะเฉพาะโดยไม่ต้อง เปิดเผยกุญแจส่วนตัวของพวกเขาให้กับใคร.

Bitcoin ใช้อัลกอริธึมลายเซ็นดิจิทัลแบบวงรี (ECDSA) เพื่ออนุมัติและส่งธุรกรรมจากกระเป๋าเงินคริปโตอย่างเข้ารหัส.

สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการที่ผู้ส่งนำข้อความธุรกรรมที่แฮช – ซึ่งประกอบด้วยที่อยู่กระเป๋าเงินของผู้รับ, จำนวน BTC ที่ถูกส่ง, ค่าธรรมเนียมที่แนบมา และที่มาของ Bitcoin – เพิ่มกุญแจส่วนตัวของพวกเขาเข้าไปและสร้างลายเซ็นดิจิทัลโดยใช้กระบวนการทางคณิตศาสตร์แบบทางเดียวอีกหนึ่งขั้นตอน.

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่คล้ายกับการสร้างกุญแจสาธารณะจากกุญแจส่วนตัวที่กล่าวถึงข้างต้น โดยมีการเพิ่มขั้นตอนพิเศษอีกไม่กี่ขั้นตอน.

หมายเลขสุ่มจะถูกสร้างขึ้น (คล้ายกับกุญแจส่วนตัว) ซึ่งจะถูกคูณกับจุดสร้างเดียวกันที่ใช้ในการสร้างกุญแจสาธารณะของกระเป๋าเงิน เพื่อสร้างจุดใหม่บนวงรี. เรามาเรียกจุดนี้ว่าจุด A 

พิกัด X ของจุด A จะถูกคูณกับกุญแจส่วนตัวของผู้ส่งและบวกกับข้อความธุรกรรมที่ถูกแฮช ทั้งหมดนี้จะถูกแบ่งด้วยหมายเลขสุ่มที่สร้างขึ้นในตอนเริ่มต้นเพื่อผลิตค่าใหม่ ค่านี้ทำหน้าที่เป็นลายเซ็นดิจิทัล

เพื่อยืนยันลายเซ็นดิจิทัล ผู้รับจะต้องสร้างจุดสองจุดบนโค้งเอลลิปติก ก่อนอื่น ข้อความจะถูกแบ่งด้วยค่าลายเซ็นดิจิทัลเพื่อให้ได้จุดสร้าง จากนั้น พิกัด X ของจุดสร้างจะถูกแบ่งด้วยค่าลายเซ็นดิจิทัลเพื่อเปิดเผยจุดที่สองบนโค้ง

สุดท้าย การวาดเส้นผ่านสองจุดนี้จะผลิตจุดที่สามและจุดสุดท้ายบนโค้งเอลลิปติก จุดสุดท้ายนี้ควรมีพิกัด X ที่เหมือนกันกับจุด A ซึ่งพิสูจน์ว่าลายเซ็นดิจิทัลถูกสร้างขึ้นโดยใช้กุญแจส่วนตัวที่ถูกต้อง

โชคดีที่กระเป๋าเงินดิจิทัลทำกระบวนการตรวจสอบทั้งหมดนี้โดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องการข้อมูลจากผู้ใช้

การเข้ารหัสมีบทบาทสำคัญไม่เพียงแต่ในการป้องกันเครือข่ายสกุลเงินดิจิทัลจากการทุจริต แต่ยังให้วิธีการที่ไม่สามารถโต้แย้งได้ในการพิสูจน์ความเป็นเจ้าของเงินโดยไม่บังคับให้ผู้ใช้ต้องเปิดเผยข้อมูลกุญแจส่วนตัวที่ละเอียดอ่อน

หากไม่มีมัน เครือข่ายสกุลเงินดิจิทัลอาจถูกบังคับให้พึ่งพาตัวกลางที่เชื่อถือได้และรวมศูนย์เพื่อรักษาข้อมูลและอำนวยความสะดวกในการชำระเงิน ซึ่งเป็นสิ่งที่ขัดแย้งกับธรรมชาติที่กระจายอำนาจของสกุลเงินดิจิทัลที่ใช้บล็อกเชนสาธารณะ

ตอนนี้ที่คุณเข้าใจเทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนสกุลเงินดิจิทัลแล้ว ถึงเวลาเริ่มต้นด้วยการแลกเปลี่ยนสินทรัพย์ดิจิทัลที่โปร่งใสและเชื่อถือได้ที่สุด

พร้อมที่จะก้าวไปสู่ขั้นตอนถัดไปในเส้นทางคริปโตของคุณกับการแลกเปลี่ยนที่เชื่อถือได้และโปร่งใส? คลิกปุ่มด้านล่างเพื่อเริ่มต้นกับ Kraken วันนี้!