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- 暗号化とデジタル署名
要約
前の2つの記事では、デジタル署名の説明に入る前に、暗号化について幅広く紹介しました。
デジタル署名とその検証は、ビットコインなどの暗号通貨アプリケーションが基づいているブロックチェーンの背後にある主要な概念の1つです。
ブロックチェーンネットワークでは、署名が秘密鍵の所有者からのものであり、トランザクションが有効であることを証明することにより、トランザクションの参加者を正しく識別できることが重要です。
デジタル署名は、認証、データの整合性、および否認防止を提供します。これらはすべて、ブロックチェーンネットワークにとって重要です。その結果、ネットワーク上の誰もが仲介者がいなくてもトランザクションを信頼できます。
暗号化とデジタル署名
前回の記事で見たように、公開鍵暗号は暗号化されたメッセージを作成し、秘密鍵はデジタル署名を作成します。
暗号化の使用
デジタル署名
データの暗号化と復号化に加えて、公開鍵暗号化を使用してデジタル署名を作成し、ブロックチェーンネットワークで認証、データの整合性、および否認防止を提供できます。
次の手順では、次の図に示す公開鍵暗号化に基づくデジタル署名モデルのプロセスについて説明します。
- ブロックチェーンネットワーク上のすべての参加ノードには、数学的に生成された秘密鍵と公開鍵のペアがあります。
- プレーンテキスト形式のメッセージは、ハッシュアルゴリズムに送られ、メッセージダイジェストとも呼ばれるハッシュメッセージが生成されます。ビットコインなどの暗号通貨アプリケーションでは、メッセージには送信者によって発行されたトランザクションが含まれています。
- ハッシュ化されたメッセージは、送信者の秘密鍵によって署名され、プレーンテキスト形式のメッセージと一緒にブロックチェーンネットワークを介して送信されます。
- ブロックチェーンネットワークの参加ノードは、デジタル署名をチェックしてメッセージの検証を試み、検証アルゴリズムを通過して、メッセージの送信元のアドレスの公開鍵と一致することを確認します。
- デジタル署名は送信者の秘密鍵を使用して作成されているため、ネットワークは、対応する送信者の公開鍵を使用して、署名が秘密鍵の所有者からのものであることを簡単に証明できます。
- プレーンテキストメッセージは、ハッシュ値を生成するために別のハッシュアルゴリズムを介して供給されます。このハッシュ値は、上記の検証アルゴリズムの出力からのハッシュ値と比較されます。検証は、送信者が秘密鍵を公開しなくても実行されます。
ビットコインの場合、ネットワークは、送信者が送信するのに十分なビットコインを持っていること、および送信者がまだ別の受信者に送信していないことも確認します。これは、ビットコイン台帳で公開されているトランザクション履歴を実行することで実現されます。
デジタル署名モデル
プレーンテキストメッセージに直接デジタル署名する代わりに、デジタル署名はデータのハッシュで形成されます。ハッシュ化されたメッセージは一意の表現ですが、データのダイジェストは比較的小さくなります。これにより、ブロックチェーンがより効率的になります。
メッセージセキュリティの実現
ここで、ブロックチェーンでデジタル署名を使用することが非常に重要である理由を見ていきましょう。
- 整合性：デジタル署名とハッシュアルゴリズムにより、攻撃者がデータに不正にアクセスしたり変更したりすることがなくなります。これは、検出なしにデータを変更できないことを意味します。
- 認証：デジタル署名は、ブロックチェーンネットワークの送信者と受信者の間の信頼を確立します。受信者は、送信者だけがこのメッセージを送信できたと確信できます。
- 否認防止：デジタル署名は、対応する秘密鍵を所有し、他の誰も所有していない送信者のみが作成できるため、送信者はメッセージの送信を拒否できません。
次は何ですか？
ハッシュについては次の記事で説明するため、あまり説明していません。今のところ、ハッシュは任意のサイズのデータを固定サイズのハッシュにマップする数学的アルゴリズムまたは関数であることを知っておく必要があります。例、
ハッシュの例
要約すると、ハッシュは、データが変更または改ざんされていないことを確認します。
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- ブロックチェーンのブロック解除：公開鍵暗号化
ブロックチェーンは、公開鍵暗号化（非対称鍵アルゴリズム）を使用して、ネットワーク全体のトランザクションメッセージを保護します。ブロックチェーンでは、公開鍵暗号に基づくデジタル署名を使用して、メッセージが特定のpから発信されていることを証明します。
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- ブロックチェーンのブロック解除：ハッシュ
ブロックチェーンをまとめる2つの基本的な暗号化の概念があります。デジタル署名とハッシュにより、ブロックチェーンでのトランザクションは正当な人物によってのみ実行され、レコードは操作されないままになります。
©2018Heng Kiong Yap