Was sind die Hauptverschlüsselungsalgorithmen der Blockchain?

Hash-Funktionen wie SHA-256 gewährleisten die Blockchain-Integrität, während ECDSA- und RSA-Transaktionen und AES Daten verschlüsseln. ZKPS verbessern die Privatsphäre mit Beweisen wie ZK-Snarks.

Apr 12, 2025 at 12:49 am

Die Blockchain -Technologie basiert grundlegend in kryptografischen Prinzipien, um die Sicherheit und Integrität der von ihnen verwalteten Daten zu gewährleisten. Die in Blockchain -Systemen verwendeten Verschlüsselungsalgorithmen sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Privatsphäre und Sicherheit von Transaktionen und des Gesamtnetzes. Dieser Artikel befasst sich mit den wichtigsten Verschlüsselungsalgorithmen, die in der Blockchain -Technologie verwendet werden und ihre Funktionen und Bedeutung untersuchen.

Hash Funktionen

Hash -Funktionen sind ein Eckpfeiler der Blockchain -Verschlüsselung. Sie werden verwendet, um einen einzigartigen digitalen Fingerabdruck von Daten zu erstellen, was für die Aufrechterhaltung der Integrität der Blockchain von wesentlicher Bedeutung ist. Die am häufigsten verwendete Hash-Funktion in Blockchain ist der SHA-256 (sicherer Hash-Algorithmus 256-Bit) . SHA-256 nimmt einen Eingang und erzeugt einen Hash-Wert von 256 Bit (32-Byte). Dieser Hash -Wert ist für die Eingabedaten eindeutig, und selbst eine geringfügige Änderung der Eingabe führt zu einer völlig anderen Hash -Ausgabe.

In Blockchain werden Hash -Funktionen verwendet, um Blöcke miteinander zu verknüpfen. Jeder Block enthält einen Hash des vorherigen Blocks, der eine Kette von Blöcken erzeugt, die nicht geändert werden können, ohne die nachfolgenden Hashes zu ändern. Diese Eigenschaft ist von entscheidender Bedeutung, um die Unveränderlichkeit der Blockchain sicherzustellen. Eine weitere wichtige Hash-Funktion, die in einigen Blockchain-Systemen verwendet wird, ist RIPEMD-160 , das einen 160-Bit-Hash erzeugt und häufig in Verbindung mit SHA-256 für zusätzliche Sicherheitsschichten verwendet wird.

Digitale Signaturen

Digitale Signaturen sind eine weitere kritische Komponente der Blockchain -Verschlüsselung, die zur Überprüfung der Authentizität und Integrität von Transaktionen verwendet wird. Der am weitesten verbreitete Algorithmus für digitale Signaturen in Blockchain ist der digitale Signaturalgorithmus der elliptischen Kurve (ECDSA) . ECDSA basiert auf der elliptischen Kurve Cryptography (ECC), die im Vergleich zu anderen kryptografischen Systemen wie RSA eine starke Sicherheit mit kürzeren Schlüssellängen bietet.

Um zu verstehen, wie ECDSA in Blockchain funktioniert, sollten Sie die folgenden Schritte zur Erstellung und Überprüfung einer digitalen Signatur betrachten:

• Schlüsselgenerierung : Der Benutzer generiert ein Schlüsselpaar: einen privaten Schlüssel und einen öffentlichen Schlüssel. Der private Schlüssel wird zur Unterzeichnung von Transaktionen verwendet, während der öffentliche Schlüssel zur Überprüfung verwendet wird.
• Unterzeichnung : Wenn ein Benutzer eine Transaktion unterschreiben möchte, verwenden er seinen privaten Schlüssel, um eine digitale Signatur zu erstellen. Diese Signatur ist eine Funktion der Transaktionsdaten und des privaten Schlüssels.
• Überprüfung : Jeder kann die Signatur mit dem öffentlichen Schlüssel des Absenders überprüfen. Wenn die Signatur gültig ist, wird bestätigt, dass die Transaktionsdaten nicht geändert wurden und tatsächlich vom Eigentümer des privaten Schlüssels unterzeichnet wurden.

ECDSA wird aufgrund seiner Effizienz und der kleineren Schlüsselgrößen in Blockchain bevorzugt, die für ressourcenbezogene Umgebungen wie mobile Geräte von Vorteil sind.

Kryptographie der Öffentlichkeit

Die öffentliche Kryptographie, die auch als asymmetrische Kryptographie bekannt ist, ist für die sichere Kommunikation in Blockchain-Netzwerken von wesentlicher Bedeutung. Es beinhaltet die Verwendung eines Tastenpaares: eines öffentlichen Schlüssels, der offen geteilt wird, und eines privaten Schlüssels, der geheim gehalten wird. Der am häufigsten verwendete Verschlüsselungsalgorithmus für öffentliche Keys in Blockchain ist RSA (Rivest-Shamir-Adleman) , obwohl ECDSA auch für diesen Zweck verwendet wird.

In Blockchain wird die öffentliche Kryptographie für verschiedene Zwecke verwendet, darunter:

• Adressgenerierung : Öffentliche Schlüssel werden verwendet, um Blockchain -Adressen zu generieren, die zum Empfang von Geldern verwendet werden. Die Adresse wird von der öffentlichen Schlüssel durch eine Reihe von Hash -Funktionen abgeleitet.
• Verschlüsselung : Öffentliche Schlüssel können verwendet werden, um Nachrichten oder Daten zu verschlüsseln, die nur durch den entsprechenden privaten Schlüssel entschlüsselt werden können, um eine sichere Kommunikation sicherzustellen.
• Digitale Signaturen : Wie bereits erwähnt, werden öffentliche Schlüssel verwendet, um die Signaturen von Transaktionen zu überprüfen.

RSA wird aufgrund seiner Robustheit und der einfachen Implementierung wichtiger Managementsysteme häufig eingesetzt. Aufgrund der größeren Schlüsselgrößen für äquivalente Sicherheitsniveaus im Vergleich zu ECC ist RSA jedoch in Blockchain -Anwendungen weniger bevorzugt, bei denen die Effizienz Priorität hat.

Symmetrische Verschlüsselung

Während im Kontext von Blockchain weniger häufig diskutiert wird, spielt die symmetrische Verschlüsselung eine Rolle bei der Sicherung bestimmter Aspekte von Blockchain -Netzwerken. Die symmetrische Verschlüsselung verwendet denselben Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung, wodurch sie schneller als die asymmetrische Verschlüsselung ist, jedoch eine sichere Methode für die Schlüsselverteilung erfordert.

Der am häufigsten verwendete symmetrische Verschlüsselungsalgorithmus in Blockchain ist AES (Advanced Encryption Standard) . AES wird verwendet, um Daten im Ruhestand oder beim Durchlaufen innerhalb des Blockchain -Netzwerks zu verschlüsseln, um sicherzustellen, dass vertrauliche Informationen vertraulich bleiben. AES ist in mehreren Schlüssellängen erhältlich, wobei AES-256 die sichersten und in Blockchain-Anwendungen am häufigsten verwendet wird.

In Blockchain können AES verwendet werden, um sensible Daten innerhalb von Transaktionen zu verschlüsseln oder Kommunikationskanäle zwischen Knoten zu sichern. Aufgrund der Notwendigkeit einer Schlüsselverteilung wird jedoch die symmetrische Verschlüsselung typischerweise in Verbindung mit einer asymmetrischen Verschlüsselung verwendet, um sicherzustellen, dass Tasten sicher ausgetauscht werden können.

Null-Wissen-Beweise

Zero-Knowledge-Proofs (ZKPS) sind eine fortschrittlichere kryptografische Technik, die in einigen Blockchain-Systemen verwendet wird, um die Privatsphäre und Sicherheit zu verbessern. ZKPS erlaubt einer Partei, einer anderen zu beweisen, dass eine Erklärung zutrifft, ohne Informationen über die Gültigkeit der Aussage selbst zu enthüllen. Die bemerkenswerteste Implementierung von ZKPs in Blockchain ist in ZK-Snarks (Zero-Knowledge Locinct Nicht-interaktive Wissensargumente) , die in Kryptowährungen wie ZCASH verwendet werden.

ZK-SNARKs ermöglichen es, Transaktionen zu verifizieren, ohne den Absender, den Empfänger oder die Transaktionsmenge zu enthüllen und ein hohes Maß an Privatsphäre zu bieten. Der Prozess der Verwendung von ZK-Snarks umfasst mehrere komplexe Schritte:

• Setup : Eine vertrauenswürdige Setup -Phase generiert öffentliche Parameter, die für Beweise und Überprüfung verwendet werden.
• Proof -Generierung : Der Prover generiert einen Beweis dafür, dass eine Aussage wahr ist, ohne die Aussage selbst zu enthüllen.
• Überprüfung : Der Überprüfer überprüft den Beweis mithilfe der öffentlichen Parameter, um die Gültigkeit der Erklärung zu bestätigen, ohne zusätzliche Informationen zu erlernen.

Während ZKPs Blockchain -Systemen erhebliche Datenschutzvorteile verleihen, erhöhen sie auch die Rechenkomplexität und erfordern eine sorgfältige Implementierung, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie tragen Hash -Funktionen zur Sicherheit von Blockchain bei?

Hash -Funktionen tragen zur Sicherheit der Blockchain bei, indem sie die Datenintegrität und Unveränderlichkeit sicherstellen. Jeder Block in der Blockchain enthält einen Hash des vorherigen Blocks, der eine Kette erzeugt, die äußerst schwer zu verändern ist. Wenn Daten in einem Block geändert werden, ändert sich der Hash dieses Blocks, was wiederum alle nachfolgenden Hashes ändert und nicht autorisierte Modifikationen leicht erkennbar macht.

2. Warum wird ECDSA in vielen Blockchain -Anwendungen gegenüber RSA bevorzugt?

ECDSA wird in vielen Blockchain -Anwendungen gegenüber RSA bevorzugt, da sie eine äquivalente Sicherheit mit kürzeren Schlüssellängen bietet, was zu schnelleren Berechnungen und geringeren Ressourcenanforderungen führt. Dies macht ECDSA besser für Umgebungen, in denen die Effizienz kritisch ist, z. B. in mobilen Geräten und IoT -Anwendungen.

3. Welche Rolle spielt symmetrische Verschlüsselung in Blockchain?

Die symmetrische Verschlüsselung wie AES wird in Blockchain verwendet, um Daten im Ruhezustand oder beim Transport zu sichern. Es stellt sicher, dass sensible Informationen innerhalb von Transaktionen oder Mitteilungen zwischen Knoten vertraulich bleiben. Aufgrund der Notwendigkeit einer sicheren Schlüsselverteilung wird jedoch häufig in Verbindung mit der asymmetrischen Verschlüsselung in Blockchain -Systemen eine symmetrische Verschlüsselung verwendet.

V.

Null-Wissen-Beweise wie ZK-Snarks verbessern die Privatsphäre in der Blockchain, indem Transaktionen überprüft werden können, ohne den Absender, den Empfänger oder die Transaktionsbetrag anzugeben. Dies bedeutet, dass das Netzwerk zwar die Gültigkeit von Transaktionen bestätigen kann, die Einzelheiten dieser Transaktionen privat bleiben und ein hohes Maß an Anonymität und Sicherheit bieten.