O que o Bitcoin nos oferece é uma promessa rígida: o programa será executado exatamente como especificado.
Andreas M. Antonopoulos
Criptografia de Chave Pública/Privada
Definição de Criptografia
Criptografia é a prática de transformar informações em um segredo que só as pessoas certas podem ler.
- Criptografia é o processo de transformar informações em uma forma codificada para que apenas alguém com a chave correta possa lê-las.
- Descriptografia é o processo de transformar essa informação codificada de volta em algo legível.
Na criptografia tradicional, duas pessoas que querem se comunicar de forma privada precisam primeiro compartilhar a mesma chave secreta, semelhante a uma senha compartilhada. Uma pessoa usa essa chave para criptografar a mensagem antes de enviá-la, e a outra pessoa usa a mesma chave para descriptografar e ler.
O problema desse sistema é que ambas as pessoas já precisam compartilhar a chave secreta. Se outra pessoa tiver acesso a essa chave, poderá ler qualquer mensagem interceptada.
O Bitcoin resolve esse problema usando uma abordagem diferente chamada criptografia de chave pública, onde os usuários não precisam compartilhar chaves secretas antecipadamente.
A criptografia de chave pública/privada resolve o problema do compartilhamento de segredos. Em vez de compartilhar uma senha, cada pessoa tem duas chaves: uma chave pública e uma chave privada.
- A chave pública pode ser compartilhada com qualquer pessoa.
- A chave privada deve sempre ser mantida em segredo.
Se João quiser enviar algo para Ariel, ele pode usar a chave pública de Ariel. Somente Ariel pode desbloquear usando sua chave privada. Mesmo que alguém intercepte a mensagem, não poderá lê-la ou usá-la sem a chave privada.
No Bitcoin, esse sistema é usado para criar assinaturas digitais. Uma assinatura digital prova que o dono de uma chave privada aprovou uma transação, semelhante a assinar seu nome em um documento. É isso que permite que as transações de Bitcoin sejam seguras e verificáveis sem confiar em terceiros.
As transações de Bitcoin envolvem a transferência de propriedade de bitcoin de um endereço para outro.
A criptografia é usada para garantir que apenas o verdadeiro detentor do bitcoin tenha autoridade para enviar seu dinheiro para outra pessoa. Isso garante que sua propriedade esteja protegida contra agentes mal-intencionados.
Como uma medida adicional de proteção, cada transação de Bitcoin recebe automaticamente uma assinatura digital ÚNICA. Essa assinatura digital única é alimentada por uma tecnologia à prova de adulteração que ajuda a rede a verificar que o verdadeiro dono do bitcoin, e não outra pessoa, foi quem enviou.
Cada usuário possui duas chaves: uma chave privada, que é mantida em segredo, e uma chave pública que pode ser compartilhada com outros. A chave privada serve como uma forma de identificação e prova de propriedade, confirmando: “Este endereço me pertence e eu tenho controle sobre ele.”
Como Funciona uma Transação de Bitcoin
- Criando a Transação: Um usuário inicia uma transação de Bitcoin especificando detalhes como o endereço do destinatário e a quantidade de bitcoin a ser enviada.
- Geração da Assinatura Digital: O remetente gera uma assinatura digital única usando sua chave privada. Essa assinatura é um código único que verifica a autenticidade da transação.
- Transmissão da Transação: A transação assinada é transmitida para a rede Bitcoin, indicando a intenção de transferir a propriedade do bitcoin do remetente para o destinatário.
- Verificação na Rede: Os nós da rede Bitcoin recebem a transação e usam a chave pública para verificar a autenticidade da assinatura da transação. Ao mesmo tempo, eles usam a chave pública para verificar a assinatura digital.
- Confirmação na rede Bitcoin: Se a verificação for bem-sucedida, a transação será adicionada ao registro, que serve como um histórico seguro e transparente de todas as transações. Uma vez confirmada, a posse do bitcoin é oficialmente transferida do remetente para o destinatário.
Resumo
A assinatura digital, criada com a chave privada do remetente, prova que a transação foi autorizada pelo dono do bitcoin. A rede Bitcoin pode então verificar essa prova e registrar a transação.
Explicação sobre Hashing
Por favor, não se intimide com os termos técnicos e conceitos matemáticos a seguir. Sabemos que nem todo mundo gosta de matemática, mas você pode se surpreender e perceber que até as ideias mais complexas podem ser compreendidas com um pouco de esforço.
Definição de função
Uma função é como uma máquina que recebe uma informação e a transforma em algo novo. A informação que você fornece para a função é a entrada. A nova informação que a função cria é a saída. As funções ajudam os computadores a realizar tarefas e resolver problemas.
O que é uma função?
Uma função é um conjunto de instruções que recebe uma entrada e produz uma saída. Você pode pensar nela como uma receita: você segue os passos com certos ingredientes e sempre chega a um resultado previsível.
No Bitcoin, funções são usadas para processar e verificar transações. Quando alguém envia bitcoin, funções criptográficas ajudam a checar se a transação é válida, confirmar se o remetente tem saldo suficiente e atualizar os saldos no registro do Bitcoin. Uma vez verificada e adicionada a um bloco, a transação se torna parte do registro permanente na blockchain.
O que é uma função unidirecional?
Uma função unidirecional é um tipo especial de função que é fácil de calcular em uma direção, mas extremamente difícil de reverter. Por exemplo, bater ingredientes para fazer um smoothie é fácil, mas você não consegue separar o smoothie de volta nos ingredientes originais.
A segurança do Bitcoin depende de funções unidirecionais. Elas são usadas na criptografia de chave pública e privada, permitindo que as pessoas compartilhem uma chave pública enquanto mantêm sua chave privada em segredo. Mesmo que a chave pública seja visível, é impossível derivar a chave privada a partir dela. Isso é o que torna as transações de Bitcoin seguras.
O que é uma função hash?
Uma função hash é como uma máquina de códigos secretos. Ela recebe uma mensagem e a transforma em um código.
Como o Hashing Funciona nas Transações de Bitcoin
No Bitcoin, toda transação é transformada em um hash antes de ser adicionada à blockchain. Um hash é uma impressão digital única da transação. Se alguém tentar alterar até mesmo uma pequena parte da transação, o hash mudará completamente. Isso facilita para a rede detectar qualquer tentativa de adulteração.
O Papel do Hashing na Segurança do Bitcoin
O hashing ajuda a proteger a rede Bitcoin tornando as transações fáceis de verificar e impossíveis de modificar silenciosamente. Como cada transação tem seu próprio hash único, a rede pode detectar rapidamente se algo foi alterado.
Uma função hash recebe dados e os converte em uma sequência fixa de números e letras chamada hash. A mesma entrada sempre produzirá o mesmo hash, mas até mesmo uma pequena alteração na entrada criará um resultado completamente diferente. Essa propriedade permite que os computadores verifiquem se os dados não foram alterados.
Definição de Hashing
Hashing é como criar uma impressão digital para dados digitais. É o processo de pegar uma mensagem digital e transformá-la em um código de comprimento fixo, que serve como um identificador único. Assim como uma impressão digital pode identificar uma pessoa, um hash pode identificar uma mensagem digital.
A saída, ou hash, tem sempre o mesmo comprimento, não importa o tamanho da informação original. O Bitcoin utiliza alguns tipos específicos de função hash chamados SHA-256 e RIPEMD160.
Veja alguns exemplos abaixo:
- Hash SHA256 da string olá mundo
b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9
- Hash SHA256 da string olá mundo.
7ddb227315f423250fc67f3be69c544628dffe41752af91c50ae0a9c49faeb87- Perceba que uma pequena alteração na entrada muda completamente a saída quando comparada à primeira
- Hash SHA256 do arquivo iso para download Ubuntu 18.10
7b9f670c749f797a0f7481d619ce8807edac052c97e1a0df3b130c95efae4765- Esta entrada é um arquivo enorme, mas a saída ainda tem o mesmo comprimento fixo
Você também pode pensar em hashing como uma partitura musical que captura a essência de uma peça de música. Assim como uma partitura é uma representação única de uma melodia, um valor de hash é uma representação única de um dado.
Ao comparar a partitura de uma música com a performance real, um músico pode determinar se a execução está correta. Da mesma forma, ao comparar o valor de hash dos dados recebidos com o valor de hash original, é possível saber se os dados foram alterados durante a transmissão.
Assim como uma pequena diferença em uma apresentação musical pode fazer com que ela soe diferente, até mesmo a menor alteração nos dados originais resultará em um valor de hash diferente. Isso faz do hashing uma ferramenta poderosa para garantir a integridade e autenticidade de uma transação de Bitcoin.
O processo de codificação da chave pública por meio do hashing é usado para melhorar a segurança das informações, convertendo-as em um formato de comprimento fixo e ilegível. O Bitcoin utiliza os algoritmos SHA-256 e RIPEMD160 para gerar endereços públicos. O resultado serve como um identificador único para a chave pública e ajuda a garantir a integridade e a segurança das transações armazenadas no livro-razão. Ao criptografar as informações dessa forma, torna-se mais difícil para pessoas não autorizadas acessarem e manipularem os dados.
Propriedades de uma função de hash
- Determinística: Os mesmos ingredientes sempre produzem o mesmo smoothie. Da mesma forma, os mesmos dados sempre produzirão o mesmo hash.
- Resistência à pré-imagem: Se você só tem o smoothie, não consegue descobrir exatamente quais frutas foram usadas. Da mesma forma, se você só tem o hash, não consegue determinar os dados originais.
- Efeito avalanche: Alterar até mesmo uma pequena parte dos ingredientes cria um smoothie completamente diferente. No hashing, uma mudança muito pequena nos dados produz um hash totalmente diferente.
- Resistência a colisões: É extremamente difícil encontrar dois conjuntos diferentes de ingredientes que produzam exatamente o mesmo smoothie. Da mesma forma, é extremamente improvável que dois dados diferentes produzam o mesmo hash.
- Rápida para verificar: Fazer o smoothie é rápido, e é fácil conferir que o resultado é um smoothie. Funções de hash são rápidas de calcular e fáceis de verificar por qualquer pessoa.
Atividade: Gere um Hash SHA 256
Curioso para saber como o hashing funciona? Escaneie o código QR para gerar instantaneamente um hash SHA256 de qualquer palavra, frase ou entrada que você escolher. Funções de hash são como impressões digitais digitais: são unidirecionais, ou seja, uma vez que algo é hasheado, não pode ser revertido. Experimente e veja por si mesmo!
