הבנה מעמיקה של טכנולוגיות ההצפנה של בלוקצ'יין

הטכנולוגיה של בלוקצ’יין היא חדשנות מהפכנית, שמשנה את האופן שבו אנו מטפלים ומחליפים מידע. בלב שלה נמצא רשת מבוזרת לחלוטין ומבוססת עמיתים, שמבטיחה את בטיחותם ושלמותם של הנתונים בעזרת טכנולוגיות הצפנה. במאמר זה נעמיק בטכנולוגיות ההצפנה של הבלוקצ’יין, בדגש על SHA-256 והצפנת עקום אליפטי (ECC).

ראשית, נבין את SHA-256. SHA-256 הוא פונקציית גיבוב, והוא חלק ממשפחת ה-Secure Hash Algorithm (אלגוריתם הגיבוב הבטוח). אופן הפעולה של SHA-256 הוא בכך שהוא מקבל נתונים ראשוניים, ולאחר סדרת חישובים, מייצר ערך גיבוב באורך קבוע. ערך הגיבוב הוא מחרוזת שנראית אקראית, והמאפיין שלה הוא שגם שינוי קטן בנתונים הראשוניים יגרום לשינוי משמעותי בערך הגיבוב המתקבל. מאפיין זה הופך את SHA-256 לכלי חשוב בבלוקצ’יין. לדוגמה, כל בלוק בבלוקצ’יין מכיל מידע על מספר עסקאות, והמידע הזה עובר חישוב על ידי SHA-256 שמייצר ערך גיבוב, המשמש כ"טביעת אצבע" ייחודית לבלוק. כל ניסיון לשנות את המידע על העסקאות בבלוק ישנה את ערך הגיבוב, וכך שאר הצמתים ברשת יוכלו לגלות את השינוי.

עם זאת, SHA-256 לבדו אינו מספיק כדי להבטיח את אבטחת הבלוקצ’יין. למרות שהוא יכול להבטיח את שלמות הנתונים, הוא אינו מונע גישה בלתי מורשית. לכן, הבלוקצ’יין משתמש גם בהצפנה א-סימטרית כמו הצפנת עקום אליפטי (ECC).

ECC היא טכנולוגיית הצפנה במפתח ציבורי, שהבטיחות שלה מבוססת על הקושי של בעיית הלוגריתם הדיסקרטי על עקומות אליפטיות. ב-ECC, לכל משתמש יש זוג מפתחות: מפתח ציבורי ומפתח פרטי. המפתח הציבורי נגיש לכולם, ואילו המפתח הפרטי נשמר בסוד ורק לבעל המפתח יש גישה אליו. כאשר משתמש רוצה לשלוח הודעה מוצפנת, הוא משתמש במפתח הציבורי של הנמען להצפנת ההודעה, ושולח את ההודעה המוצפנת. הנמען יכול להשתמש במפתח הפרטי שלו כדי לפענח את ההודעה ולקבל את המידע המקורי. מכיוון שהמפתח הפרטי נשמר בסוד, רק הנמען יכול לפענח את ההודעה, מה שמבטיח את סודיות המידע. בנוסף, ECC משמשת גם ליצירת חתימות דיגיטליות, להבטחת שלמות הנתונים ואי-הכחשה. חתימה דיגיטלית נוצרת באמצעות המפתח הפרטי של השולח, וכל אחד יכול לאמת את תקפות החתימה בעזרת המפתח הציבורי שלו. אם הנתונים שונו, החתימה לא תהיה תקפה, וכך ניתן לגלות שינויים במידע.

זהו מבוא בסיסי לטכנולוגיות ההצפנה של הבלוקצ’יין. למעשה, יש עוד הרבה טכנולוגיות ומושגים מורכבים בתחום זה. עם זאת, הבנת SHA-256 ו-ECC עוזרת להבין כיצד הבלוקצ’יין מבטיח את בטיחותם ושלמותם של הנתונים. למרות שהטכנולוגיות הללו עשויות להיות מורכבות, המטרה שלהן היא פשוטה: יצירת עולם דיגיטלי בטוח ואמין.

בהמשך, נדון בכמה טכנולוגיות הצפנה חשובות נוספות שמיושמות בבלוקצ’יין.

אחת מהן היא עץ מרקל (Merkle Tree), שנקרא גם עץ גיבוב, שהוא מבנה נתונים המשמש לאחסון ואימות כמויות גדולות של נתונים בבלוקצ’יין. בתחתית עץ מרקל (צמתי עלה) נמצאים ערכי הגיבוב של הנתונים, ובקצה העליון (צומת השורש) נמצא גיבוב של כל ערכי הגיבוב של צמתי העלה. מבנה זה מאפשר לאמת במהירות האם נתון כלשהו בבלוקצ’יין השתנה, באמצעות בדיקת ערך הגיבוב של שורש העץ. שיטה זו יעילה מאוד לטיפול ואימות מידע רב, והיא חלק חשוב בבניית מערכת בלוקצ’יין.

טכנולוגיה חשובה נוספת היא הוכחת אפס-ידע (Zero-Knowledge Proofs, ZKP). הוכחת אפס-ידע היא שיטה שמאפשרת לצד אחד (המוכיח) להוכיח לצד שני (המאמת) שהוא מחזיק במידע מסוים, מבלי לחשוף אף פרט מהמידע עצמו. שיטה זו יעילה מאוד לשמירת פרטיות המשתמשים, מכיוון שהיא מאפשרת לאמת שהמוכיח מחזיק במידע מסוים, מבלי לחשוף את תוכנו. היישום של ZKP בבלוקצ’יין מאפשר קיום עסקאות פרטיות ושמירה על פרטיות המשתמשים.

לבסוף, חשוב לזכור שלמרות שטכנולוגיות ההצפנה של הבלוקצ’יין חזקות מאוד, הן אינן מבטיחות לחלוטין את בטיחות המערכת. לדוגמה, אם מפתח פרטי