Što je kripto tehnologija i kako se koristi u programiranju?

Zanima li vas tehnologija koja podupire mnoge od najsigurnijih i najprivatnijih digitalnih komunikacijskih sustava i transakcija?

Kripto tehnologija, poznata i kao kriptografija, područje je računalne znanosti koje koristi matematičke algoritme za šifriranje i dešifriranje informacija, čineći ih nečitljivima onima bez odgovarajućeg ključa za dešifriranje. Ova se tehnologija ne koristi samo za zaštitu osjetljivih informacija kao što su brojevi kreditnih kartica i vjerodajnice za prijavu, već i za osiguranje komunikacije, uspostavljanje digitalnih identiteta i provjeru digitalnih transakcija.

Zamislite da možete zaštititi svoje osobne podatke i komunikaciju od znatiželjnih očiju ili napraviti sigurne digitalne transakcije bez brige o prijevari ili hakiranju. Kriptografija to omogućuje, a njezine se primjene brzo šire kako bi zadovoljile rastuće zahtjeve digitalnog svijeta.

Nastavite čitati kako biste otkrili više o fascinantnom svijetu kriptotehnologije i njezinom potencijalu da revolucionira način na koji živimo i poslujemo online.

Table of Contents

• Što je kriptografija?
• Vrste kriptografije
• Gdje svakodnevnokoristimo kriptografiju?
• Kako se kriptografija koristi u blockchainu?
• Kako se kriptografija koristi u programiranju?
• Treba li se kriptografija mijenjati zbog kvantnih računala?

Što je kriptografija?

Kriptografija je praksa osiguravanja komunikacije i podataka pomoću matematičkih algoritama. Pojam kriptografija dolazi od grčkih riječi “kryptos”, što znači “skriveno” ili “tajno”, i “graphein”, što znači “pisati”. Ukratko, kriptografija je umjetnost pisanja tajnog koda.

Kriptografija se koristi tisućama godina za zaštitu informacija, a neki od najranijih poznatih primjera datiraju iz starog Egipta i Grčke. Povijesno gledano, kriptografiju su prvenstveno koristile vojne i vladine organizacije za zaštitu osjetljivih informacija. Međutim, s porastom interneta i sve većom količinom informacija koje se elektronički prenose, kriptografija je postala bitna komponenta moderne računalne znanosti i informacijske tehnologije.

Kriptografija se također koristi u stvaranju digitalnih potpisa koji se koriste za provjeru autentičnosti digitalnih dokumenata. To se postiže uporabom privatnog ključa za šifriranje hash dokumenta, a zatim se javnim ključem koristi za njegovo dešifriranje. Time se osigurava da dokument nije neovlašteno mijenjan i da je došao od osobe koja tvrdi da ga je izradila.

Vrste kriptografije

Postoje dvije glavne grane kriptografije: simetrična i asimetrična kriptografija. U simetričnoj kriptografiji, također poznatoj kao kriptografija s tajnim ključem, isti se ključ koristi za šifriranje i dešifriranje podataka. To znači da i pošiljatelj i primatelj moraju imati kopiju ključa kako bi mogli sigurno komunicirati. Primjeri simetrične kriptografije uključuju Standard šifriranja podataka (DES) i Standard naprednog šifriranja (AES).

Asimetrična kriptografija, također poznata kao kriptografija s javnim ključem, koristi par ključeva: javni ključ i privatni ključ. Javni ključ se koristi za šifriranje podataka, a privatni ključ za dešifriranje. To znači da pošiljatelj može šifrirati podatke pomoću javnog ključa primatelja, ali samo primatelj ima privatni ključ potreban za dešifriranje. Primjeri asimetrične kriptografije uključuju RSA i kriptografiju eliptične krivulje (ECC).

Gdje svakodnevnokoristimo kriptografiju?

Kriptografija se koristi u raznim svakodnevnim aplikacijama za zaštitu osjetljivih informacija i sigurnu komunikaciju. Neki primjeri uključuju:

• Internetsko bankarstvo i kupnja: kriptografija se koristi za šifriranje osjetljivih informacija kao što su brojevi kreditnih kartica, vjerodajnice za prijavu i osobni podaci kada se prenose putem interneta. To pomaže spriječiti hakere da presretnu i ukradu informacije.
• Sigurne komunikacije: Kriptografija se koristi za osiguranje različitih oblika elektroničke komunikacije, kao što su e-pošta i razmjena izravnih poruka. To se obično radi upotrebom enkripcije s javnim ključem, koja osigurava da samo namjeravani primatelj može pročitati poruku.
• Virtualne privatne mreže (VPN): VPN-ovi koriste kriptografiju za stvaranje sigurne i šifrirane veze između uređaja korisnika i udaljene mreže. To korisnicima omogućuje siguran pristup resursima na mreži s bilo kojeg mjesta u svijetu, a također pomaže u zaštiti njihovih podataka od presretanja drugih.
• Enkripcija mobilnog telefona: Enkripcija mobilnog telefona koristi se za zaštitu podataka pohranjenih na mobilnim telefonima, poput kontakata, poruka i zapisa poziva. To se obično radi korištenjem enkripcije sa simetričnim ključem, koja koristi jedan ključ za šifriranje i dešifriranje podataka.
• Pohrana u cloudu: mnogi pružatelji usluga pohrane u cloudu koriste enkripciju za osiguranje podataka koji su pohranjeni na njihovim poslužiteljima. To osigurava da neovlaštene strane ne mogu pristupiti podacima, čak i ako su poslužitelji hakirani.
• E-pošta i web preglednici: Klijenti e-pošte, web preglednici ili mobilne aplikacije također koriste različite vrste kriptografije, od šifriranja prijenosnog sloja (HTTPS) do šifriranja poruka u mirovanju.

Kako se kriptografija koristi u blockchainu?

Još jedna važna primjena kriptografije je u blockchain tehnologiji. Blockchain tehnologija je revolucionarni koncept koji ima potencijal promijeniti način na koji razmišljamo o povjerenju i sigurnosti u digitalnim transakcijama. U svojoj srži, blockchain je decentralizirana i distribuirana digitalna knjiga koja bilježi transakcije preko mreže računala. Integritet i sigurnost ove knjige održavaju se korištenjem kriptografije, što je praksa osiguravanja komunikacija i podataka korištenjem matematičkih algoritama. Slijede neki od načina na koje se kriptografija koristi u blockchainu:

Hash funkcija

Jedan od najvažnijih načina na koji se kriptografija koristi u blockchainu je korištenje hash funkcija. Hash funkcija je matematički algoritam koji uzima ulaz (ili “poruku”) i proizvodi izlaz fiksne veličine, koji se naziva “raspršivanje” ili “sažetak”. U blockchainu, svaki blok u lancu sadrži popis transakcija i hash prethodnog bloka. Ovo stvara lanac blokova gdje je svaki blok povezan s prethodnim korištenjem kriptografskih hashova. To osigurava da se blok jednom dodan u lanac ne može modificirati bez narušavanja integriteta cijelog lanca.

Enkripcija javno-privatnog ključa

Kriptografija omogućuje i enkripciju javno-privatnog ključa što je također jedan od temeljnih dijelova blockchain tehnologije. Kako bi sudjelovali u blockchain mreži, korisnici moraju imati par ključeva: javni ključ i privatni ključ. Javni ključ se koristi za šifriranje transakcija, a privatni ključ za dešifriranje. To osigurava da samo vlasnik privatnog ključa može pristupiti njihovoj imovini ili izvršiti transakcije.

Mehanizam konsenzusa

Mehanizam konsenzusa, poput dokaza o radu (PoW) ili dokaza o udjelu (PoS) drugi su načini na koje se kriptografija koristi u blockchainu. PoW koristi računalnu snagu za rješavanje složenih matematičkih problema i teško ga je riješiti, ali ga je lako provjeriti, što osigurava da samo ovlašteni čvorovi mogu dodavati nove blokove u lanac. PoS koristi kriptografiju kako bi dokazao da čvor posjeduje određenu količinu tokena ili kripto imovine.

Dokaz s nultim znanjem

Još jedna zanimljiva uporaba kriptografije u blockchainu je koncept dokaza bez znanja. Dokaz s nultim znanjem je oblik metode šifriranja koji omogućuje jednoj strani da dokaže drugoj da je izjava istinita bez otkrivanja bilo koje druge informacije. U kontekstu blockchaina, dokaz nultog znanja koristi se za dokazivanje autentičnosti korisnika bez otkrivanja njegovog identiteta. To omogućuje poboljšanu privatnost i sigurnost.

Kako se kriptografija koristi u programiranju?

Jedna od najosnovnijih i najvažnijih upotreba kripto tehnologije u programiranju je šifriranje podataka. Šifriranje podataka uključuje korištenje matematičkih algoritama za kodiranje podataka na takav način da ih može pročitati samo netko tko ima odgovarajući ključ za dešifriranje. Ovo se koristi za zaštitu osjetljivih informacija kao što su brojevi kreditnih kartica, vjerodajnice za prijavu i drugi osobni podaci. Na primjer, programer može koristiti AES enkripciju za zaštitu osjetljivih podataka pohranjenih u bazi podataka ili prenesenih preko mreže.

Kriptografija se također koristi za osiguranje komunikacije između različitih strana. To se može učiniti upotrebom enkripcije s javnim i privatnim ključem, gdje se javni ključ koristi za šifriranje podataka, a privatni ključ za dešifriranje. Ovo je temelj tehnologija kao što su SSL i TLS, koje se koriste za sigurnost internetske komunikacije. Programeri koriste ove tehnologije za stvaranje sigurnih veza između poslužitelja i klijenata, na primjer na web stranicama e-trgovine ili sustavima internetskog bankarstva.

Druga važna upotreba kriptografije u programiranju je stvaranje digitalnih potpisa. Digitalni potpis je matematički način osiguravanja autentičnosti digitalnog dokumenta. Obično se stvara korištenjem privatnog ključa za šifriranje hash dokumenta, a zatim se javnim ključem koristi za dešifriranje. Programeri koriste ovu metodu kako bi potvrdili autentičnost dokumenta, te osigurali da je došao od osobe koja tvrdi da ga je stvorila.

Nasumični brojevi se također koriste u kriptografiji. Dobar algoritam šifriranja treba izvor nasumičnih brojeva za generiranje jedinstvenih ključeva koje je teško predvidjeti. Generatori pseudoslučajnih brojeva koriste se u mnogim programskim jezicima i bibliotekama za stvaranje ovih nasumičnih brojeva.

Treba li se kriptografija mijenjati zbog kvantnih računala?

Kvantna računala, sa svojom sposobnošću da određene operacije obavljaju mnogo brže od klasičnih računala, imaju potencijal revolucionirati mnoga područja, uključujući i kriptografiju. Teoretski, kvantno računalo velikih razmjera moglo bi razbiti mnoge algoritme šifriranja koji se trenutno koriste za zaštitu komunikacija i podataka, uključujući one temeljene na RSA i kriptografiji eliptične krivulje (ECC).

Jedan od najpoznatijih kvantnih algoritama koji predstavlja prijetnju trenutnoj kriptografiji je Shorov algoritam, koji može faktorizirati velike cijele brojeve puno brže od bilo kojeg poznatog klasičnog algoritma. Rastavljanje velikih cijelih brojeva na faktore ključni je korak u razbijanju RSA enkripcije, koja se koristi za osiguranje širokog spektra internetskih komunikacija.

Još jedan kvantni algoritam koji bi mogao ugroziti trenutnu kriptografiju je Groverov algoritam, koji je sposoban pretraživati ​​veliki broj mogućnosti mnogo brže od bilo kojeg poznatog klasičnog algoritma. To bi moglo predstavljati prijetnju algoritmima za šifriranje sa simetričnim ključem, kao što je Advanced Encryption Standard (AES), koji se koriste za šifriranje podataka u mirovanju, kao što su podaci pohranjeni u bazi podataka.

Međutim, važno je napomenuti da je praktična upotreba ovih kvantnih algoritama i dalje predmet istraživanja koja su u tijeku, a stvarne mogućnosti kvantnih računala ostaju uglavnom nepoznate. Razvoj kvantnih računala koja mogu izvoditi ove operacije u velikom broju još je daleko i nije jasno hoće li se ikada dogoditi.

Nadalje, područje kriptografije aktivno istražuje postkvantnu kriptografiju, također poznatu kao kvantno otporna kriptografija, koja ima za cilj razviti nove algoritme šifriranja koji bi bili sigurni od napada kvantnih računala. Ovi novi algoritmi temelje se na matematičkim problemima za koje se vjeruje da ih je kvantnim računalima teško riješiti, poput problema učenja s pogreškama (LWE) i problema s najkraćim vektorom (SVP).

Zaključno, dok pojava kvantnih računala ima potencijal razbiti mnoge algoritme šifriranja koji se trenutno koriste, nije jasno koliko će brzo, pa čak ni hoće li biti izgrađeno veliko kvantno računalo. Istraživači u području kriptografije aktivno rade na razvoju kvantno otpornih algoritama koji bi bili sigurni od napada kvantnih računala. Osim toga, važno je primijetiti da se većina komunikacija koje su trenutno šifrirane mogu dešifrirati brutalnom silom i kvantna računala to vjerojatno neće promijeniti.

---