블록체인 네트워크 보안에서 암호화의 역할은 무엇입니까?

블록체인 무결성의 기초로서의 암호화

1. 암호화는 SHA-256과 같은 암호화 해싱 기능을 사용하여 블록체인에 기록된 모든 거래가 변조 방지되도록 보장합니다. 각 블록에는 이전 블록의 해시가 포함되어 있어 단일 레코드를 변경하려면 모든 후속 해시를 다시 계산해야 하는 깨지지 않는 체인을 생성합니다.

2. 공개 키 암호화에서 파생된 디지털 서명은 사용자 신원을 인증하고 디지털 자산의 소유권을 확인합니다. 사용자가 거래를 시작하면 개인 키로 서명하고 네트워크는 해당 공개 키를 사용하여 이를 확인하여 승인된 당사자만 자금을 이체할 수 있도록 보장합니다.

3. 블록체인 데이터의 불변성은 암호화 원칙에 직접적으로 의존합니다. 안전한 해싱 및 서명 체계가 없으면 악의적인 행위자가 거래 내역을 변경하거나 사용자를 사칭하여 분산형 시스템에 대한 신뢰를 약화시킬 수 있습니다.

4. 작업 증명과 같은 합의 메커니즘은 암호화 퍼즐을 사용하여 블록 생성을 규제합니다. 채굴자는 스팸 및 시빌 공격을 방지하기 위해 상당한 계산 노력이 필요한 프로세스인 목표 값 미만의 해시를 생성하는 임시값을 찾아야 합니다.

5. 암호화 확약 체계는 영지식 증명과 같은 고급 프로토콜에 사용되어 한 당사자가 정보 자체를 공개하지 않고도 정보에 대한 지식을 증명할 수 있도록 합니다. 이를 통해 Zcash와 같은 네트워크에서 볼 수 있는 개인정보 보호 거래가 가능해집니다.

지갑 보안의 공개 키 인프라

1. 모든 암호화폐 지갑은 한 쌍의 암호화 키, 즉 비밀로 유지되어야 하는 개인 키와 자금 수령을 위한 주소 역할을 하는 공개 키를 중심으로 구축됩니다. 자산 보안은 전적으로 개인 키 보호에 달려 있습니다.

2. ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)는 보안 서명을 생성하기 위해 Bitcoin 및 Ethereum에서 널리 사용됩니다. 그 강점은 엄청난 처리 능력을 가지고도 공개 키에서 개인 키를 파생하는 계산상의 어려움에 있습니다.

3. 개인 키가 노출되거나 분실되면 관련 자금이 도난에 취약해지거나 영구적으로 접근할 수 없게 되므로 자산 관리에서 암호화의 중요한 역할이 강조됩니다.

4. 하드웨어 지갑은 개인 키를 격리된 환경에 저장하고 암호화 모듈을 사용하여 잠재적으로 손상된 장치에 키를 노출시키지 않고 거래에 서명함으로써 보안을 강화합니다.

5. 다중 서명 체계는 여러 개인 키를 사용하여 단일 거래를 승인하고 여러 당사자에게 신뢰를 분산시킵니다. 이러한 설정은 기관 보관 솔루션과 분산형 자율 조직(DAO)에서 일반적입니다.

해시 함수 및 데이터 영속성

1. 암호화 해시 함수는 입력 데이터를 높은 감도의 고정 크기 출력으로 변환합니다. 입력에서 한 문자를 변경하면 완전히 다른 해시가 생성되는데, 이는 눈사태 효과라고 알려진 속성입니다.

2. 머클 트리는 거래 해시를 블록 헤더에 저장된 단일 루트 해시로 집계합니다. 이 구조를 통해 대규모 데이터세트를 효율적이고 안전하게 검증할 수 있어 경량 클라이언트가 전체 블록체인을 다운로드하지 않고도 거래를 확인할 수 있습니다.

3. 해시 함수의 결정론적 특성은 노드 간 일관성을 보장합니다. 모든 참가자는 동일한 입력이 동일한 출력을 생성하는지 독립적으로 검증하여 데이터 무결성에 대한 네트워크 전체의 합의를 유지할 수 있습니다.

4. 사전 이미지 저항은 해시에서 원본 데이터의 리버스 엔지니어링을 방지하여 검증을 허용하는 동시에 거래 세부 정보를 보호합니다. 이 기능은 감사 가능성을 희생하지 않고 개인 정보를 보호하는 데 필수적입니다.

5. 충돌 저항성은 두 개의 서로 다른 입력이 동일한 해시를 생성하지 않도록 보장하여 감지 없이 ​​하나의 트랜잭션을 다른 트랜잭션으로 대체할 가능성을 제거합니다.

자주 묻는 질문

암호화 해시는 이중 지출을 어떻게 방지합니까? 각 거래는 고유하게 해시되어 블록에 포함됩니다. 거래를 변경하면 해시가 변경되고 체인이 끊어지기 때문에 자금을 재사용하려는 모든 시도는 네트워크의 합의 규칙에 의해 즉시 감지됩니다.

양자 컴퓨터가 블록체인 암호화를 해독할 수 있나요? 현재 양자 컴퓨팅 기능은 위협을 최소화하지만 향후 발전으로 인해 ECDSA 및 유사한 알고리즘이 손상될 수 있습니다. 연구원들은 이미 이 시나리오에 대비하기 위해 포스트퀀텀 암호화 방법을 개발하고 있습니다.

누군가가 디지털 서명을 위조할 수 없는 이유는 무엇입니까? 디지털 서명은 한 방향으로 계산하기는 쉽지만 역방향으로 계산하는 것은 사실상 불가능한 수학적 문제에 의존합니다. 개인 키에 액세스하지 않으면 유효한 서명을 생성하는 것이 계산상 불가능합니다.

두 블록에 동일한 해시가 있으면 어떻게 되나요? 충돌은 시스템에 대한 신뢰를 약화시키지만 SHA-256과 같은 최신 해시 기능은 이를 천문학적으로 불가능하게 만들도록 설계되었습니다. 정상적인 조건에서는 성공적인 SHA-256 충돌이 기록되지 않았습니다.