암호화 임시값이란 무엇이며 재생 공격을 방지하기 위해 어떻게 사용됩니까?

블록체인 시스템의 암호화 임시값 이해

1. 암호화 논스는 특정 암호화 통신이나 거래 내에서 한 번만 사용되는 숫자입니다. 이는 디지털 상호 작용에서 데이터 무결성과 신뢰성을 보장하는 고유 식별자 역할을 합니다. 블록체인 네트워크에서는 임의성을 도입하고 악의적인 행위자가 악용할 수 있는 예측 가능한 패턴을 방지하기 위해 nonce가 자주 사용됩니다.

2. nonce의 주요 역할은 다른 모든 입력이 일정하게 유지되는 경우에도 해시 함수의 출력을 변경하는 기능에 있습니다. 이 속성은 채굴자가 목표 임계값 미만의 해시를 생성하는 임시값을 찾아야 하는 작업 증명 합의 메커니즘에서 매우 중요합니다. 이러한 값을 발견하는 데 필요한 계산 노력은 스팸 및 서비스 거부 공격을 방지합니다.

3. 채굴 외에도 논스는 다양한 암호화폐의 거래 구조에 나타납니다. 각 트랜잭션에는 지정된 주소에서 새로운 작업이 수행될 때마다 증가하는 nonce 필드가 포함되어 있습니다. 이 일련번호 지정은 동일한 명령의 중복 처리를 방지하며, 이는 원장의 정확한 계정 잔액 및 상태 전환을 유지하는 데 필수적입니다.

4. 사용자가 여러 트랜잭션을 연속적으로 빠르게 시작하면 네트워크는 실행 순서를 결정하기 위해 nonce에 의존합니다. 이 메커니즘이 없으면 노드는 메시지를 순서대로 처리하지 않거나 오래된 명령을 수락하여 분산 데이터베이스에 불일치가 발생할 수 있습니다. nonce의 결정론적 진행은 중앙 집중식 조정 없이도 엄격한 순서를 적용합니다.

Nonce가 디지털 거래에서 재생 공격을 완화하는 방법

1. 재생 공격은 공격자가 유효한 데이터 전송을 가로채고 나중에 수신자를 속이기 위해 악의적으로 재전송할 때 발생합니다. 암호화폐 시스템에서 이는 동일한 보낸 사람으로부터 공격자의 주소로 자금을 반복적으로 이체하기 위해 서명된 거래를 다시 제출하는 것을 의미할 수 있습니다.

2. 각 트랜잭션에 고유한 nonce를 통합함으로써 시스템은 동일한 페이로드를 전달하더라도 두 작업이 동일한 암호화 서명을 가질 수 없도록 보장합니다. 블록체인에서 특정 논스를 사용한 거래가 확인되면 동일한 메시지를 브로드캐스트하려는 후속 시도는 논스 중복으로 인해 거부됩니다.

3. 지갑 소프트웨어는 0부터 시작하거나 주소와 관련된 마지막 기록 값부터 자동으로 증분 nonce를 할당합니다. 노드는 디지털 서명의 정확성뿐만 아니라 임시 연속성에 대해서도 들어오는 트랜잭션을 검증합니다. 노드가 이미 처리된 Nonce보다 낮거나 같은 트랜잭션을 수신하면 해당 메시지를 유효하지 않은 것으로 간주하여 삭제합니다.

4. 이 시행은 각 거래 구조에 대한 일회성 정책을 생성합니다. 공격자가 네트워크를 통해 완전히 서명된 전송을 캡처하더라도 대상 체인이 이미 해당 nonce 값을 넘어섰기 때문에 확인 후 이를 재생하면 아무런 효과가 없습니다. 따라서 보안 모델은 암호화에만 의존하는 것에서 상태 저장 검증 논리를 활용하는 것으로 전환됩니다.

주요 암호화폐 전반에 걸친 구현 사례

1. 이더리움은 프로토콜 수준에서 nonce를 광범위하게 사용합니다. 모든 외부 소유 계정은 해당 주소에서 전송된 트랜잭션 수를 나타내는 nonce 수를 유지합니다. 스마트 계약 배포는 또한 nonce 값을 사용하여 동일한 지갑에서 생성된 계약이 해당 주소에서 충돌하지 않도록 합니다.

2. Bitcoin은 계정 기반 nonce를 동일한 방식으로 사용하지 않지만 UTXO(Unspent Transaction Outputs)를 통해 유사한 원칙을 사용합니다. Nonce로 명시적으로 레이블이 지정되지는 않았지만 UTXO 모델은 소비된 입력을 향후 블록에서 사용할 수 없는 것으로 표시하여 본질적으로 재생을 방지합니다.

3. 바이낸스 스마트 체인은 이더리움의 접근 방식을 밀접하게 따르며 기존 지갑 및 개발자 도구와의 호환성을 유지하기 위해 동일한 논스 메커니즘을 채택합니다. 이러한 일관성을 통해 분산형 애플리케이션은 수정 없이 두 네트워크 모두에서 원활하게 작동할 수 있습니다.

4. Monero와 같은 일부 개인정보 보호에 초점을 맞춘 코인은 보다 복잡한 난독화 기술을 구현하지만 여전히 nonce와 유사한 기능을 제공하는 임시 키와 일회성 값에 의존합니다. 이러한 요소는 중복 방지를 유지하면서 트랜잭션 간의 연결 해제를 보장합니다.

자주 묻는 질문

트랜잭션 임시값을 건너뛰면 어떻게 되나요? nonce를 건너뛰면 보류 중인 트랜잭션이 중단됩니다. 노드는 모든 이전 트랜잭션(순서대로)이 확인되거나 무효화될 때까지 nonce가 더 높은 트랜잭션을 처리하지 않습니다. 사용자는 대기열을 지우기 위해 적절한 가스 가격으로 삭제된 거래를 다시 보내야 할 수도 있습니다.

두 개의 다른 트랜잭션이 동일한 주소에서 동일한 nonce를 가질 수 있습니까? 아니요. 각 주소는 해당 nonce를 순차적으로 증가시켜야 합니다. 동일한 nonce로 두 개의 트랜잭션을 제출하면 첫 번째 트랜잭션(일반적으로 가스 요금이 더 높은 트랜잭션)만 승인됩니다. 두 번째는 유효하지 않은 것으로 처리되어 네트워크에서 삭제됩니다.

Nonce는 블록체인에서 볼 수 있나요? 예. Nonce 값은 블록체인에 영구적으로 저장되는 거래 데이터의 일부입니다. 거래 내역을 분석하는 사람은 누구나 투명하고 검증할 수 있지만 보낸 사람에 대한 민감한 정보는 공개하지 않습니다.

하드웨어 지갑은 nonce를 자동으로 관리하나요? 예. 평판이 좋은 하드웨어 지갑은 나가는 트랜잭션 수를 추적하고 최신 네트워크 상태를 기반으로 올바른 nonce를 할당합니다. 오프라인 활동이나 여러 장치 사용으로 인한 충돌을 피하기 위해 블록체인 노드와 동기화됩니다.