Kryptographie
Kryptographie ist die Kunst, Informationen durch Verschlüsselung zu schützen.
Kryptographie schützt durch Verschlüsselung Informationen vor unbefugtem Zugriff. So tauschen unsere Protagonisten Alice und Bob sichere Nachrichten aus:
- Nachricht verschlüsseln
Alice schreibt eine Nachricht und verschlüsselt sie mit einem Code, den nur sie und Bob kennen.
- Verwendung eines geheimen Schlüssels
Dieser Code, auch Schlüssel genannt, ist eine Folge von Zahlen oder Buchstaben, die für die Ver- und Entschlüsselung verwendet werden.
- Verschlüsselung der Nachricht
Alice verwendet einen Algorithmus und einen geheimen Schlüssel, um jeden Buchstaben oder jedes Zeichen in der Nachricht zu ändern. Dadurch entsteht der »Chiffretext«, eine verschlüsselte Version der Nachricht.
- Entschlüsselung der Nachricht
Bob empfängt die verschlüsselte Nachricht. Um sie zu lesen, verwendet er denselben geheimen Schlüssel, den er mit Alice teilt.
Er wendet den Entschlüsselungsalgorithmus auf den Chiffretext an, um die ursprüngliche Nachricht wiederherzustellen.
- Sicherheit gewährleisten
Da nur Alice und Bob den geheimen Schlüssel kennen, ist die verschlüsselte Nachricht vor dem Zugriff unbefugter Personen geschützt. Selbst wenn jemand den Chiffretext abfangen würde, könnte er ihn ohne den Schlüssel nicht entschlüsseln.
Kryptographie ermöglicht es, geheime Nachrichten sicher zu übermitteln und ihre Vertraulichkeit zu wahren. Mithilfe von privaten Schlüsseln und Codierungsmethoden können sich zwei Parteien austauschen, ohne dass Außenstehende ihre Nachrichten entziffern können. Diese Methode bildet die Grundlage für die sichere Kommunikation im Internet.
Secure Hash-Algorithmus in Bitcoin
»SHA-256« (Secure Hash-Algorithmus mit 256 Bit) ist ein sicherer Hash-Algorithmus, der in Kryptowährungen wie Bitcoin häufig genutzt wird. Zum Beispiel soll die einfache Nachricht »Bitcoin einfach erklärt« in Bitcoin verwendet werden. Um diese Nachricht in einem »Hash« (eine Folge von Zeichen) zu verschlüsseln, wird der SHA-256-Algorithmus darauf angewandt.
Nachricht in Binärformat umwandeln
Zunächst wird die Nachricht »Bitcoin einfach erklärt« in Binärform umgewandelt, eine Folge von Nullen und Einsen.
SHA-256-Algorithmus anwenden
Der SHA-256-Algorithmus wandelt die binäre Form einer Nachricht in einen eindeutigen Hash-Wert mit einer festen Länge von 256 Bits um. Dieser Hash-Wert steht eindeutig für die ursprüngliche Nachricht.
Ergebnis überprüfen
Sobald der Hash-Wert erstellt wurde, ist er spezifisch für die ursprüngliche Nachricht. Selbst kleinste Änderungen an der Nachricht, wie das Hinzufügen eines Zeichens oder die Änderung eines Buchstabens, würden zu einem völlig anderen Hash-Wert führen.
Für die Nachricht »Bitcoin einfach erklärt« würde dann der resultierende Hash-Wert wie folgt aussehen:
9c66fec47be228d6b96017978cc976722c82b0ac2e1e0a2c1a696153e33878b5
Sie können diese Schritte jederzeit auf folgender Webseite nachvollziehen, indem Sie den Text »Bitcoin einfach erklärt« in die linke Seite kopieren und dann auf »Encrypt« klicken.
Anwendung in Bitcoin
Bitcoin verwendet den SHA-256-Algorithmus für folgende wichtige Aufgaben im Netzwerk:
Bei der Erstellung öffentlicher Adressen: Um sicherzustellen, dass Adressen einzigartig sind und nicht leicht gefälscht werden können.
Beim Mining neuer Blöcke: Um die Komplexität des Mining-Prozesses aufrechtzuerhalten und die Sicherheit des Netzwerks zu gewährleisten.
Bei der Verifizierung von Transaktionen: Um die Integrität von Transaktionen durch Bereitstellung eines manipulationssicheren Nachweises auf ihre Echtheit zu überprüfen.
Die Einzigartigkeit und Unumkehrbarkeit des Hash-Werts, der durch SHA-256 generiert wird, bietet eine starke Grundlage für diese Anwendungen und stellt die Sicherheit und Unveränderlichkeit des Bitcoin-Netzwerks sicher.