Kryptografia jest ważnym elementem technologii blockchain. Rozwój łańcucha bloków w zasadzie nie byłby możliwy, gdyby nie szyfrowanie probabilistyczne.
Czym więc jest ten rodzaj szyfrowania? To algorytm, który może zastosować losowość do całego mechanizmu szyfrowania. W efekcie dla każdego wejścia danych uzyskamy inny wynik, przy każdej wykonanej interakcji. W taki oto sposób probabilistyczne algorytmy szyfrowania oferują większy poziom bezpieczeństwa niż ten, osiągany przez szeroko wykorzystywane techniki deterministyczne.
Wykorzystanie szyfrowania probabilistycznego ma ulepszyć kryptografię asymetryczną. W tym momencie musisz zapamiętać jedną, bardzo ważną rzecz – szyfrowanie probabilistyczne jest ważnym elementem w przypadku ochrony prywatności naszego codziennego, cyfrowego życia. I nie mówimy tutaj tylko o blockchainie, ale o każdym aspekcie technologii.
Szyfrowanie probabilistyczne – jak działa?
W swoim działaniu wykorzystuje losowość w algorytmie szyfrowania. Tak więc, na przykład podczas kilkukrotnego szyfrowania danego tekstu, mamy różne teksty szyfrowane. Sam algorytm probabilistyczny wywołuje generator liczb losowych i wykorzystuje w swoim działaniu dane wyjściowe tego generatora w taki sposób, że wynik zależy od…liczb losowych oraz tekstu jawnego i klucza.
Ten typ szyfrowania jest tak bezpieczny, że bardzo często powoduje problemy. Szczególnie w momencie, gdy logika jest wykonywana na bazie danych lub gdy zaszyfrowane wartości są porównywane z danym ciągiem znaków, lub między sobą. Zazwyczaj ten termin jest używany w odniesieniu do algorytmów szyfrowania z kluczem publicznym. Jednakże różne algorytmy szyfrowania, szczególnie te z kluczem symetrycznym, osiągają podobne właściwości. Dlatego też, aby być semantycznie bezpiecznym i ukryć częściowe informacje w jawnym tekście, algorytm szyfrowania musi być probabilistyczny.
Historia probabilistycznego systemu szyfrowania
Aby jeszcze lepiej zrozumieć ten algorytm, przyjrzyjmy się jego historii. Algorytm zawdzięczamy Ralphowi Merkle, Whitfieldowi Diffie i Martinowi Hellmanowi. To oni zaproponowali pierwsze propozycje kryptograficzne, które wykorzystywały elementy szyfrowania probabilistycznego w swoim działaniu. Sukces w zasadzie polegał na tym, że ten nowy pomysł zabezpieczał – i to skutecznie- nowy konał komunikacyjny nawet wtedy, kiedy samo środowisko komunikacyjne nie było zabezpieczone.
W efekcie ten jakże duży postęp doprowadził do tego, że stworzono jeden z pierwszych, asymetrycznych systemów szyfrowania z najczęściej używanym elementem probabilistycznym-algorytmem RSA.
Protokół RSA jest nadal wykorzystywany w Internecie, a także wielu systemach cyfrowych na całym świecie. Obecnie jednak, wykorzystanie algorytmów probabilistycznych w RSA jest stosunkowo niewielkie.
Bezpieczeństwo systemów kryptograficznych, przy użyciu algorytmów probabilistycznych
Problem, jaki pojawia się przy probabilistycznych systemach szyfrowania, polega na tym, że ich tworzenie przy użyciu deterministycznych maszyn zawsze tworzy lukę lub przestrzeń, w której nie możemy w pełni zweryfikować bezpieczeństwa.
Teoretycznie – są one doskonałe. W praktyce, na poziomie implementacji algorytmu, nie możemy w pełni zagwarantować jego bezpieczeństwa. Oczywiście, ten problem można rozwiązać za pomocą komputerów kwantowych. Zapytasz pewnie – ale jak? A no tak, że są one z natury probabilistyczne i to dzięki nim możemy w pełni zweryfikować bezpieczeństwo systemów kryptograficznych.
Podsumowanie
Co jeszcze musisz wiedzieć o tej metodzie szyfrowania? Że istniejące implementacje są nieefektywne obliczeniowo i nie rekompensują bezpieczeństwa, szczególnie w odniesieniu do zużytej mocy obliczeniowej i wydajności, jaką oferuje algorytm. W przypadku szyfrowania probabilistycznego jeszcze wiele przed nami.
Dopóki nie opracujemy złożonych algorytmów, które w pełni wykorzystają ten model szyfrowania, zostaje nam ulepszyć już istniejące podstawy probabilistyczne, które chronią nas obecnie.
