Kryptografia odgrywa kluczową rolę w technologii blockchain. Rozwój łańcucha bloków nie byłby możliwy bez zastosowania szyfrowania probabilistycznego.
Co to właściwie oznacza? Szyfrowanie probabilistyczne to technika, która wykorzystuje losowość w procesie szyfrowania. W rezultacie każde wejście danych generuje inny wynik przy każdym wykonaniu operacji. Dzięki temu algorytmy probabilistyczne oferują wyższy poziom bezpieczeństwa w porównaniu do szeroko stosowanych technik deterministycznych.
Zastosowanie szyfrowania probabilistycznego ma na celu ulepszenie kryptografii asymetrycznej. Należy zrozumieć, że szyfrowanie probabilistyczne odgrywa istotną rolę w ochronie prywatności w naszym codziennym, cyfrowym życiu, nie tylko w kontekście blockchaina, ale we wszystkich aspektach technologii.
Szyfrowanie probabilistyczne – jak działa?
W swoim działaniu, szyfrowanie probabilistyczne wykorzystuje losowość w algorytmie. To oznacza, że podczas wielokrotnego szyfrowania tego samego tekstu, otrzymujemy różne wyniki. Algorytm probabilistyczny używa generatora liczb losowych, który wpływa na wynik w taki sposób, że zależy on od tychże losowych liczb oraz tekstu jawnego i klucza.
Ten rodzaj szyfrowania jest niezwykle bezpieczny, co często prowadzi do problemów. Szczególnie w przypadku operacji wykonywanych na danych bazodanowych lub porównywania zaszyfrowanych wartości z określonymi ciągami znaków, lub między sobą. Termin “szyfrowanie probabilistyczne” zwykle odnosi się do algorytmów szyfrowania z kluczem publicznym, ale podobne właściwości osiągają także niektóre algorytmy z kluczem symetrycznym. Dlatego, aby zachować semantyczną bezpieczność i ukryć częściowe informacje w tekście jawnym, stosowany algorytm szyfrowania musi być probabilistyczny.
Historia probabilistycznego systemu szyfrowania
Aby lepiej zrozumieć genezę tego algorytmu, przyjrzyjmy się jego historii. Algorytm ten jest wynikiem pracy Ralph Merkle’a, Whitfielda Diffie’ego i Martina Hellmana, którzy jako pierwsi zaproponowali kryptograficzne metody oparte na elementach szyfrowania probabilistycznego. Ich sukces polegał na stworzeniu nowego sposobu zabezpieczania komunikacji, nawet gdy samo środowisko komunikacyjne nie było bezpieczne.
Ten znaczący postęp zaowocował powstaniem jednego z pierwszych asymetrycznych systemów szyfrowania, opartego na algorytmie RSA, który powszechnie wykorzystywany jest w Internecie oraz wielu innych systemach cyfrowych na całym świecie. Niemniej jednak, obecnie wykorzystanie algorytmów probabilistycznych w RSA jest stosunkowo ograniczone.
Bezpieczeństwo systemów kryptograficznych, przy użyciu algorytmów probabilistycznych
Problemem, jaki pojawia się przy probabilistycznych systemach szyfrowania, jest fakt, że ich tworzenie przy użyciu deterministycznych maszyn zawsze pozostawia lukę lub przestrzeń, w której nie możemy w pełni zweryfikować bezpieczeństwa.
Teoretycznie są one doskonałe, jednak w praktyce, na poziomie implementacji algorytmu, nie możemy zagwarantować w pełni jego bezpieczeństwa. Oczywiście, ten problem można rozwiązać za pomocą komputerów kwantowych. Z pewnością zapytasz, jak? Otóż, są one z natury probabilistyczne, co pozwala nam w pełni zweryfikować bezpieczeństwo systemów kryptograficznych.
Podsumowanie
Co jeszcze warto wiedzieć o tej metodzie szyfrowania? Istniejące implementacje są obliczeniowo nieefektywne i nie rekompensują bezpieczeństwa, zwłaszcza jeśli chodzi o zużycie mocy obliczeniowej i wydajność algorytmu. W przypadku szyfrowania probabilistycznego czeka nas jeszcze wiele pracy.
Jeszcze przed nami stoi wyzwanie opracowania zaawansowanych algorytmów, które w pełni wykorzystają potencjał tego modelu szyfrowania. Tymczasem należy kontynuować udoskonalanie istniejących podstaw probabilistycznych, które obecnie zapewniają nam ochronę.