Роль криптографии в безопасности блокчейн

Одна криптографическая функция, которая чрезвычайно важна в таком контексте, это хеширование. Хеширование - это процесс, при котором алгоритм, известный как хеш-функция, получает входные данные (любого размера) и возвращает определенный вывод, содержащий значение фиксированной длины.

Независимо от размера ввода данных, вывод всегда будет иметь одинаковую длину. Если вход изменяется, выход будет совершенно другим. Однако, если входные данные не изменяются, полученный в результате хеш всегда будет одинаковым, независимо от того, сколько раз вы запускаете хеш-функцию.

В блокчейнах значение получаемое на выходе, известно как хэш, и он используются в качестве уникального идентификатора для блока данных. Хеш каждого блока генерируется относительно хеша предыдущего блока, и именно это связывает их вместе, образуя цепочку из блоков. Более того, хеш блока зависит от данных, содержащихся в этом блоке, означая что любое изменение данных потребует изменения хеша этого блока.

Хеширование также используется в алгоритмах консенсуса, используемых для проверки транзакций. Например, в Биткойн блокчейне алгоритм Proof of Work (PoW), используемый для достижения консенсуса и для добычи новых монет, использует хеш-функцию SHA-256. Как следует из названия, SHA-256 принимает и возвращает данные хэшем длиной 256 бит или 64 символа.

Помимо обеспечения защиты и записи транзакций в регистрах, криптография также играет роль в обеспечении безопасности кошельков, используемых для хранения криптовалютных единиц. Парные публичные и приватные ключи, которые соответственно позволяют пользователям получать и отправлять платежи, создаются с использованием асимметричного шифрования или криптографии с открытым ключом. Публичные ключи используются для генерации цифровых подписей транзакций, что позволяет аутентифицировать право собственности на отправляемые монеты.

Хотя подробности выходят за рамки данной статьи, природа асимметричной криптографии не позволяет никому, кроме владельца приватного ключа, получить доступ к средствам, хранящимся на криптовалютном кошельке, таким образом эти средства хранятся в безопасности, пока владелец не решит их потратить (пока приватный ключ не передавался или не был скомпрометирован).

Это связано с областью исследования, известной как теория игр, которая математически моделирует принятие рациональных решений участниками в различных ситуациях с заранее определенными правилами и наградами.

В то время как традиционная теория игр может широко применяться в множестве случаев, криптоэкономика специально моделирует и описывает поведение узлов в распределенных блокчейн системах.

Если быть короче, криптоэкономика - это изучение экономики в области блокчейн протоколов и возможных результатов, которые их конструкция может предоставить на основе поведения своих участников. Безопасность криптоэкономики основана на представлении о том, что блокчейн системы предоставляют больше стимулов для честных действий узлов, чем для злонамеренного или ошибочного поведения.

Алгоритм консенсуса Proof of Work, используемый в Биткойн майнинге, является хорошим примером такой структуры стимулов.

Когда Сатоши Накамото создал фреймворк для Биткойн майнинга, он был специально разработан, чтобы быть дорогостоящим и ресурсоемким процессом. Из-за своей сложности и вычислительных требований, PoW майнинг требует значительных затрат денег и времени, независимо от того, где и как находится майнинг-узел.

Таким образом, такая структура является сильным сдерживающим фактором для злонамеренной деятельности и значительным стимулом для честного майнинга. Нечестные или неэффективные узлы будут быстро исключены из блокчейн сети, в то время как честные и эффективные майнеры могут получить существенное вознаграждение за блок.