Что лежит в основе криптовалют?

Что лежит в основе криптовалют?

Метод обмена ключами Диффи-Хеллмана

На протяжении большей части истории криптография занималась лингвистическим анализом и решением головоломок, однако со второй половины XX века на первый план вышли математические методы.
В 1970-х сотрудники Стэнфордского университета Уитфилд Диффи, Мартин Хеллман и Ральф Меркл нашли формальное математическое решение проблемы обмена ключами. В нем они использовали модульные арифметические и односторонние функции.
Модульная арифметика занимается сравнением чисел по модулю и имеет дело с периодическими функциями, значения которых повторяются через некоторые интервалы.
Например, остаток от деления 7 на 3 («по модулю 3») равен 1. Идею периодических функций помогает понять 12-часовой формат времени. Например, если сейчас 8:00 утра, то через 6 часов будет не 14:00 (как при 24-часовом формате), а 2:00 дня.

Односторонние функции обладают примечательной особенностью: они легко вычисляются для любого аргумента, однако по заданному конечному значению найти сам аргумент почти невозможно.
Представьте тарелку супа в ресторане. Повар без особого труда приготовил его, следуя рецепту. Его можно попробовать на вкус и даже выявить некоторые составляющие, но без точного рецепта и набора ингредиентов сварить суп не получится.
В алгоритме Диффи-Хеллмана участники разглашают некоторую информацию о ключе, но сохраняют в тайне данные, позволяющие воспроизвести этот ключ. Ученые представили свою идею в июне 1976 года на Национальной компьютерной конференции.

Рождение асимметричной криптографии

Алгоритм Диффи-Хеллмана решает ключевую проблему обмена ключами, но по-прежнему использует симметричное шифрование.

Однако конкуренция — душа рынка, а это значит, что в процессе естественного отбора выстоят лучшие криптоактивы, которые, возможно, смогут изменить многие аспекты человеческого бытия.
Внутренняя стоимость биткоина, или Почему люди избавляются от фиатных денег
Многие критикуют биткоин не только за “отсутствие обеспечения», но и за то, что его невозможно “пощупать», поскольку тот существует лишь в цифровом виде.
Нужно сказать, что в этом плане биткоин не привнес ничего «инновационного», особенно если сопоставить оборот наличных денег в виде монет и банкнот с безналичным оборотом в виде цифр в памяти банковских компьютеров.
Что касается «необеспеченности” криптовалют, то это чистой воды миф. Биткоин неспроста часто именуют “цифровым золотом” за исключительную сложность его добычи при жестко ограниченном предложении.

Ознакомившись с решением Диффи-Хеллмана, Рон Ривест, Ади Шамир и Леонард Адельман из Массачусетского технологического института занялись поиском решения для асимметричного шифрования.
В апреле 1977 года им это удалось. Созданный ими алгоритм получил аббревиатуру RSA по фамилиям авторов. В асимметричном шифровании каждая из сторон публикует общедоступный открытый ключ.
Другая сторона использует его для шифрования сообщений, декодировать которые может только владелец закрытого ключа. Проще говоря, открытый ключ — это число, полученное умножением двух чисел закрытого ключа. Если числа велики, установить их по полученному произведению будет очень трудно.

Шифрование для всех

Раньше из-за высоких требований к мощности компьютера RSA-шифрование было доступно только избранным — правительству, военным, корпорациям.

Фил Циммерман решил открыть его для всех. Он разработал программу Pretty Good Privacy (PGP) и выложил ее в свободный доступ в июне 1991-го.
Циммерман обошел высокие требования к вычислительной мощности, характерные для асимметричного шифрования, реализовав гибридный алгоритм. Сообщение шифровалось симметричным ключом, затем тот кодировался асимметричными методами и отправлялся вместе с сообщением.

Привет, Хэл Финни!

Первым сотрудником, нанятым Филом Циммерманом, стал Хэл Финни. Финни первым же проявил интерес к концепции биткоина, предложенной в 2008 году.
В 1990-х ряд попыток создать частные цифровые деньги, защищенные асимметричным шифрованием, завершился провалом. Дэвид Чаум разработал DigiCash, однако все транзакции проверялись централизованно. Проект потерпел неудачу, а компания в 1998 году объявила о банкротстве.

В 1997-м британский исследователь Адам Бек придумал HashCash. Там для создания новых монет использовался метод Proof-of-Work. Однако HashCash провалился, поскольку монеты можно было использовать только один раз: когда пользователь хотел что-то купить, ему приходилось добывать новые монеты.
Хэл Финни решил проблему HashCash, предложив первую многоразовую систему Proof-of-Work (RPOW). Он попытался создать собственные цифровые деньги под названием CRASH (CRypto CASH), однако проект потерпел неудачу.
Возникновение биткоина
Хэл Финни стал первым после Накамото человеком, запустившим узел сети Bitcoin, и первым получателем платежа в биткоинах. Финни поддерживал создателя биткоина: «Представь, что биткоин станет доминирующим средством платежа в мире. Тогда общая капитализация криптовалюты должна сравняться со стоимостью всего богатства в мире… Даже если вероятность этого невелика, она все же существует.»

В августе 2009-го Финни диагностировали боковой амиотрофический склероз. 19 марта 2013 года он обратился к сообществу с прощальным посланием, в котором описал свой ранний опыт работы с биткоином:
«Спустя несколько дней сеть работала довольно стабильно, поэтому я оставил ее в покое. Тогда сложность равнялась единице, и блоки можно было добывать с помощью обычного центрального процессора.
За следующие дни я создал несколько блоков. Затем я отключил компьютер, поскольку он сильно нагревался и доставал меня шумом вентиляторов… В следующий раз я вспомнил о биткоине в конце 2010- го, когда с удивлением обнаружил, что проект не только жив, но криптовалюта даже имеет определенную цену. Я загрузил свой старый кошелек и с облегчением обнаружил, что мои биткоины целы и невредимы. По мере роста цены я перевел монеты в автономный кошелек и надеюсь, что они принесут пользу моим наследникам».

Заключение

Развитие криптографии не остановилось на биткои- не. В ее основе лежит современная математика, открывающая перспективы, которые невозможно было представить в середине прошлого века.
Исследования продолжаются, и с появлением квантовых компьютеров возникают новые возможности. Помимо математики, важная часть современной криптографии — децентрализация. Каждый человек имеет право на конфиденциальность. Когда Ривест, Шамир и Адельман создали метод шифрования с открытыми ключами, доступ к нему имели только мощные и централизованные организации.
Программа PGP Фила Циммермана значительно расширила спектр возможных применений и позволила любому человеку с персональным компьютером шифровать свои сообщения. Затем появился биткоин, неотъемлемой частью которого стала криптография с открытыми ключами.

Многие книги подробно описывают историю криптографии и специфику ее применения в криптовалютах. В произведении Саймона Сингха «Книга шифров» рассказывается об истории шифрования, насчитывающей более 20 веков.
Также можно порекомендовать книгу Натаниэля Поппера «Цифровое золото: невероятная история биткоина, или как идеалисты и бизнесмены изобретают деньги заново».

Надеемся, что данная статья была полезной для вас. Обсудить ее или задать вопросы вы всегда можете в комментариях.

Подписывайтесь на наш telegram-канал: t.me/blockchainkz_info