Keccak은 무엇입니까?

Keccak은 NIST 해시 기능 경쟁의 우승자로 선정 된 암호화 해시 기능입니다. Cryptocurrencies의 세계에서 Keccak은 특히 Ethereum Virtual Machine (EVM) 해시 기능의 기초로 사용되는 이더 리움 블록 체인에서 중요한 역할을합니다. 이 기사는 Keccak의 세부 사항, Cryptocurrency 생태계의 중요성 및 Ethereum에서 어떻게 구현되는지를 조사 할 것입니다.

Keccak의 기원과 발전

Keccak은 Guido Bertoni, Joan Daemen, Michaël Peeters 및 Gilles Van Assche가 설계했습니다. 'Keccak'이라는 이름은 시베리아의 케트 사람들이 사용하는 케트 언어에서 파생되었습니다. 이 알고리즘은 2008 년에 처음 소개되었으며 2008 년 NIST 경쟁에 제출되었습니다. 엄격한 테스트 및 평가 후 Keccak은 2012 년에 우승자로 선정되었으며 2015 년 SHA-3으로 표준화되었습니다.

Keccak 의 설계는 해시 기능 설계에 대한 새로운 접근 방식 인 스폰지 구성을 기반으로합니다. 스폰지 구조는 가변 출력 길이를 허용하며 매우 유연하여 광범위한 암호화 응용 프로그램에 적합합니다. 이러한 유연성은 Keccak이 Ethereum에서 사용하도록 선택된 이유 중 하나입니다.

Keccak의 작동 방식

Keccak은 스폰지 기능을 사용하여 작동하며,이 기능은 흡수 단계와 압착 단계의 두 단계로 구성됩니다. 흡수 단계에서 입력 메시지는 고정 크기 블록으로 나누고 Keccak-F 순열 기능에 의해 처리됩니다. 그런 다음 압착 단계는 스폰지의 내부 상태에서 원하는 출력을 추출합니다.

다음은 Keccak이 데이터를 처리하는 방법에 대한 단순화 된 개요입니다.

• 초기화 : 스폰지의 내부 상태는 고정 값으로 초기화됩니다.
• 흡수 단계 : 입력 메시지가 패딩되어 블록으로 나뉩니다. 각 블록은 내부 상태의 첫 번째 부분과 함께 XEAD이며 전체 상태는 Keccak-F 순열 기능에 의해 처리됩니다.
• 압착 단계 : 모든 블록이 처리 된 후, Keccak-F 순열 기능을 반복적으로 적용하고 상태의 일부를 읽음으로써 원하는 출력을 내부 상태에서 추출합니다.

Keccak-F 순열 기능은 Keccak 알고리즘의 핵심입니다. 각 차선은 고정 된 수의 비트입니다 (예 : Keccak-F의 경우 64 비트 [1600]). 순열 기능은 Theta, Rho, Pi, Chi 및 Iota의 5 라운드 작업으로 구성됩니다. 이러한 작업은 출력이 예측할 수없고 다양한 유형의 공격에 저항 할 수 있도록 설계되었습니다.

이더 리움의 Keccak

이더 리움 블록 체인에서 Keccak은 Keccak-256 으로 알려진 이더 리움 가상 머신 (EVM) 해시 기능의 기초로 사용됩니다. 이 기능은 다음을 포함하여 이더 리움 생태계 내에서 다양한 목적으로 사용됩니다.

• 트랜잭션 해싱 : 이더 리움 네트워크의 각 트랜잭션은 KECCAK-256을 사용하여 고유 식별자를 생성합니다.
• 상태 트리 해싱 : 이더 리움 블록 체인의 상태는 트리 데이터 구조에 저장되며 트리의 각 노드는 Keccak-256을 사용하여 해시됩니다.
• 스마트 계약 실행 : Keccak-256은 스마트 계약 내에서 이벤트에 대한 고유 식별자를 생성하고 해시 데이터를 생성하는 데 사용됩니다.

이더 리움에서 Keccak-256 의 사용은 블록 체인이 다양한 유형의 공격에 안전하고 저항력을 유지할 수 있도록합니다. 충돌 공격 및 사전 이미지 공격에 대한 저항과 같은 Keccak의 암호화 속성은 이더 리움 네트워크를 보호하기위한 이상적인 선택입니다.

cryptocurrency 프로젝트에서 Keccak 구현

cryptocurrency 프로젝트를 작업하는 개발자의 경우 Keccak을 구현하는 것이 시스템의 보안을 보장하는 데 중요한 단계가 될 수 있습니다. 다음은 cryptocurrency 프로젝트에서 Keccak을 구현하는 몇 가지 단계입니다.

• 올바른 라이브러리 선택 : Keccak 코드 패키지 및 OpenSSL의 SHA-3 라이브러리와 같은 Keccak을 구현하는 여러 라이브러리가 있습니다. 잘 관리되고 널리 사용되는 라이브러리를 선택하십시오.

• 라이브러리 통합 : 선택한 라이브러리를 프로젝트에 통합하십시오. 여기에는 일반적으로 프로젝트 의존성에 라이브러리를 추가하고 코드로 가져 오는 것이 포함됩니다.

• Keccak 함수 사용 : 라이브러리에서 제공 한 Keccak 함수를 사용하여 데이터를 해시하십시오. 예를 들어, keccak 라이브러리를 사용하는 JavaScript에서는 다음과 같은 문자열을 해시 할 수 있습니다.

   const keccak256 = require('keccak256'); const input = 'Hello, World!'; const hash = keccak256(input); console.log(hash.toString('hex'));

• 테스트 및 확인 : 구현을 철저히 테스트하여 올바른 출력을 생성하는지 확인하십시오. Keccak 팀이 제공하는 테스트 벡터를 사용하여 구현을 확인할 수 있습니다.

• 성능 최적화 : 프로젝트의 요구 사항에 따라 Keccak 구현의 성능을 최적화해야 할 수도 있습니다. 여기에는 하드웨어 가속을 사용하거나 C 또는 Rust와 같은 하위 수준의 언어로 알고리즘을 구현하는 것이 포함될 수 있습니다.

Keccak을 통한 보안 고려 사항

Keccak은 안전한 해시 기능으로 간주되지만 개발자가 다음을 알고 있어야한다는 몇 가지 보안 고려 사항이 여전히 있습니다.

• 충돌 저항 : Keccak은 충돌 공격에 대한 저항력이 높은 것으로 설계되었으며, 두 개의 다른 입력이 동일한 출력 해시를 생성합니다. 그러나 충돌 위험을 최소화하기 위해 충분한 출력 크기 (예 : 256 비트)를 사용하는 것이 여전히 중요합니다.
• Preimage 저항 : Keccak은 또한 프리 이미지 공격에 저항하도록 설계되었으며, 공격자는 특정 출력 해시를 생성하는 입력을 찾으려고합니다. 그러나 프리 이미지 공격이 불가능한 지 확인하기 위해 충분히 큰 입력 크기를 사용하는 것이 중요합니다.
• 사이드 채널 공격 : Keccak의 구현은 타이밍 공격 또는 전력 분석 공격과 같은 사이드 채널 공격에 취약 할 수 있습니다. 개발자는 측면 채널 공격의 위험을 최소화하는 방식으로 Keccak을 구현해야합니다.

Keccak 변형과 그 용도

Keccak은 각각 다른 매개 변수와 사용 사례가있는 여러 변형으로 제공됩니다. cryptocurrency 공간에서 가장 일반적으로 사용되는 변형은 다음과 같습니다.

• KECCAK-224 :이 변형은 224 비트 출력을 생성하며 일부 경량 암호화 응용 프로그램에 사용됩니다.
• KECCAK-256 :이 변형은 256 비트 출력을 생성하며 이더 리움 및 기타 암호 화폐 프로젝트에서 가장 일반적으로 사용되는 변형입니다.
• KECCAK-384 :이 변형은 384 비트 출력을 생성하며 더 높은 수준의 보안이 필요한 응용 프로그램에 사용됩니다.
• KECCAK-512 :이 변형은 512 비트 출력을 생성하며 최고 수준의 보안이 필요한 응용 프로그램에 사용됩니다.

Keccak 의 각 변형은 보안과 성능 간의 다른 균형을 제공하도록 설계되어 개발자는 특정 요구에 가장 적합한 변형을 선택할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

Q : Keccak은 SHA-2와 어떻게 다릅니 까?

A : Keccak과 SHA-2는 모두 암호화 해시 기능이지만 다른 디자인과 속성이 있습니다. Keccak은 스폰지 구조를 기반으로하며 SHA-2는 Merkle – Damgård 구조를 기반으로합니다. Keccak은 또한 SHA-2의 관심사 인 길이 확장 공격과 같은 특정 유형의 공격에보다 유연하고 저항력이 풍부하도록 설계되었습니다.

Q : Keccak이 디지털 서명에 사용할 수 있습니까?

A : 그렇습니다. Keccak은 디지털 서명 체계의 일부로 사용할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 타원 곡선 암호화와 같은 다른 암호화 프리미티브와 함께 완전한 디지털 서명 알고리즘을 만듭니다.

Q : Keccak은 Ethereum 외에 다른 암호 화폐에 사용됩니까?

A : 그렇습니다. Keccak은 다른 여러 암호 화폐 및 블록 체인 프로젝트에 사용됩니다. 예를 들어, iota cryptocurrency는 Curl-P라는 Keccak의 변형을 사용하고 Zcash cryptocurrency는 Keccak을 Equihash 증명 알고리즘의 일부로 사용합니다.

Q : Keccak 구현의 정확성을 어떻게 확인할 수 있습니까?

A : Keccak 구현의 정확성을 확인하려면 Keccak 팀이 제공하는 테스트 벡터를 사용할 수 있습니다. 이 테스트 벡터는 구현이 주어진 입력에 대한 올바른 출력을 생성하는지 확인하는 데 사용할 수있는 입력 출력 쌍입니다. 공식 Keccak 웹 사이트에서 이러한 테스트 벡터를 찾을 수 있습니다.