La disciplina della crittografia è essenziale per il funzionamento di molti sistemi di criptovaluta, tra cui Bitcoin (BTC) ed Ethereum (ETH), ma se non si hanno delle basi tecniche sulla tematica, alcuni concetti possono apparire molto complicati e di difficile utilizzo.
Il processo che consente di mantenere private e sicure le comunicazioni di una persona in presenza di altri è noto come crittografia. In altre parole, la crittografia consente di conservare e inviare i dati in modo da impedire a terzi di leggere il contenuto di ciò che è stato trasmesso.
Attraverso l’uso della crittografia è possibile far si che delle informazioni restino riservate solo a un destinatario o a un gruppo ristretto di persone in possesso della chiave di decodifica del messaggio.
Per garantire che i sistemi di criptovalute forniscano agli utenti una piattaforma sicura e protetta su cui condurre le loro transazioni, la crittografia viene applicata nella generazione delle chiavi pubbliche e private.
In un sistema che utilizza le criptovalute, l’idea di proprietà si basa su tre componenti che si intrecciano tra loro:
- La chiave pubblica e la chiave privata sono entrambi tipi di chiavi digitali.
- Le firme digitali sono un aspetto che le criptovalute affrontano.
- Le chiavi digitali sono le più importanti di questi componenti, poiché sono quelle che rendono possibile l’implementazione delle caratteristiche di proprietà nei sistemi di criptovaluta crittograficamente sicuri.
- È essenziale avere una solida comprensione del fatto che queste chiavi digitali non sono conservate da sole all’interno delle reti bitcoin (BTC).
- Sono piuttosto i wallet bitcoin, che sono indipendenti dalla rete, a creare e conservare le chiavi private.
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Come vengono generate le chiavi private e pubbliche e a cosa servono
La generazione delle chiavi digitali avviene a coppie, e ogni coppia è composta da una chiave pubblica e da una chiave privata. La chiave privata rappresenta il PIN segreto dell’individuo, mentre la chiave pubblica rappresenta il conto bancario dell’individuo. Entrambe le chiavi sono necessarie per accedere al conto bancario dell’individuo.
La chiave pubblica e l’indirizzo bitcoin sono crittograficamente intrecciati e strettamente connessi tra loro. La chiave pubblica viene utilizzata per determinare l’indirizzo bitcoin, che funge da rappresentazione della chiave pubblica. Il vero indirizzo bitcoin viene spesso generato con l’aiuto della chiave pubblica. Questo indirizzo serve a identificare in modo univoco il conto dell’utente e consente di inviare e ricevere transazioni monetarie con il conto.
La chiave pubblicaUn fatto cruciale relativo all’uso della crittografia a chiave pubblica nei sistemi di criptovaluta come il Bitcoin che gli utenti devono conoscere è che questi sistemi sono quasi impossibili da invertire una volta impostati. Ciò significa che le funzioni matematiche che compongono la crittografia a chiave pubblica possono essere calcolate abbastanza facilmente in una direzione, ma praticamente non possono essere calcolate nell’altra direzione. Questa funzione crittografica è al centro dei sistemi di criptovaluta perché consente di generare firme digitali e segreti digitali non falsificabili, entrambi necessari per dimostrare la proprietà su reti decentralizzate.
La moltiplicazione a curva ellittica è la struttura di base della crittografia che sostiene le criptovalute come Bitcoin (BTC) e altre. L’operazione nota come “moltiplicazione dei punti della curva ellittica” si riferisce al processo di aggiunta continua di un punto lungo una curva ellittica al valore precedente di quel punto. Si tratta di un metodo per costruire una funzione unidirezionale, cioè una funzione semplice da calcolare in una direzione, ma difficile da calcolare nell’altra direzione.
Questo metodo è utilizzato nella crittografia a curva ellittica come metodo per proteggere le informazioni attraverso la crittografia. Questa funzione unidirezionale richiede la chiave privata come input per produrre la chiave pubblica, che è l’output nei sistemi di criptovaluta come Bitcoin.
Per questo motivo, i proprietari di chiavi private sono in grado di diffondere in modo sicuro le loro chiavi pubbliche, sapendo che nessuno sarà in grado di eseguire la funzione nell’altra direzione e di calcolare la chiave privata dalla chiave pubblica.
Come vengono genrati gli indirizzi per le valute crittografiche
L’indirizzo di una criptovaluta non è altro che una stringa di caratteri alfanumerici che un utente può fornire a chiunque voglia pagarlo con quella criptovaluta. Come appena discusso, l’indirizzo di una criptovaluta serve come rappresentazione della sua corrispondente chiave pubblica.L’impiego di una funzione di hash crittografico che funziona solo in una direzione consente di estrarre un indirizzo da una chiave pubblica. In Bitcoin, il Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256) e il RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest 160 (RIPEMD-160) sono gli algoritmi utilizzati per generare un indirizzo bitcoin da una chiave pubblica. Entrambi questi metodi sono chiamati message digest.
Questa stringa di variabili viene prima sottoposta all’algoritmo di hashing SHA-256 per ottenere un hash e poi il metodo RIPEMD160 viene utilizzato su questo hash per stabilire un indirizzo bitcoin. Il processo inizia con la chiave pubblica e prosegue fino alla creazione dell’indirizzo bitcoin.
Il processo inizia con la chiave pubblica e continua fino alla produzione dell’indirizzo bitcoin. L’indirizzo bitcoin, così come gli indirizzi di altre criptovalute, è spesso quello che appare in una transazione che coinvolge due parti, con l’indirizzo che serve come simbolo per la persona che riceverà i pagamenti.
Un utente ha accesso e controllo sul denaro associato al proprio indirizzo bitcoin in virtù solo ed esclusivamente della propria chiave privata, composta da caratteri alfabetici e numerici. Le transazioni che consentono all’utente di spendere i propri fondi sono firmate con la chiave privata in modo da poter essere convalidate. In altre parole, la chiave privata dell’utente genera una firma digitale unica per ogni transazione. Queste firme dimostrano che l’utente in questione è il legittimo proprietario del denaro che viene speso, consentendogli quindi di spenderlo. Facciamo un esempio:
Quando Bob decide di acquistare una tazza di caffè dal negozio di Alice utilizzando 5 bitcoin, deve fornire sia la sua chiave pubblica che una firma digitale per completare la transazione. La firma digitale viene creata applicando la chiave privata di Bob all’acquisto.La firma digitale è una prova crittografica unica che può essere realizzata solo da chi è in possesso della chiave privata, che in questo scenario è Bob. Tuttavia, per verificare che Bob sia il legittimo proprietario dei cinque bitcoin, è necessario avere accesso sia alla chiave pubblica che alla firma digitale. Questo meccanismo di verifica consente a tutti gli altri partecipanti alla rete Bitcoin di confermare e accettare la transazione di Bob come legittima senza che sia necessario rilasciare la chiave privata di Bob.
La chiave privata di Bob viene infatti mantenuta segreta durante tutto il processo.
Come è possibile verificare l’autenticità di una firma digitale
Un algoritmo matematico può essere utilizzato per dimostrare la genuinità di una comunicazione o di un documento digitale attraverso l’uso di una cosiddetta firma digitale. Il destinatario di un messaggio o di un documento digitale avrà maggiori motivi per ritenere che il messaggio o il documento sia stato effettivamente generato da un mittente noto se la firma digitale che accompagna il messaggio o il documento è legittima. Una firma digitale implica anche che il mittente non possa in alcun modo contestare di aver trasmesso il messaggio o il documento e che il messaggio o il documento non sia stato alterato in alcuna fase del suo transito. In altre parole, il mittente non può sostenere di non aver consegnato il messaggio o il documento.
Nei sistemi di criptovaluta, le firme digitali svolgono una funzione cruciale, in quanto forniscono la prova della proprietà dei fondi e consentono alla persona che ne è in possesso di spenderli.
Ad esempio, il metodo di firma digitale a curva ellittica (Elliptic Curve Digital Signature), o in breve ECDSA, è il metodo di firma digitale utilizzato in Bitcoin. ECDSA è anche l’acronimo di Elliptic Curve Digital Signature Algorithm. La crittografia a curva ellittica è alla base del metodo ECDSA, utilizzato come base per il meccanismo di firma di Bitcoin (BTC). La generazione di coppie di chiavi private e pubbliche utilizza la stessa tecnica crittografica, come si può vedere qui. La firma digitale in Bitcoin ha fondamentalmente lo scopo di soddisfare tre obiettivi distinti, che sono i seguenti:
Innanzitutto, la firma digitale è la prova che il proprietario di una chiave privata, che di conseguenza sarà il proprietario del suo denaro, ha effettivamente dato il permesso di spendere quei fondi ed è quindi responsabile del loro utilizzo.
Il secondo vantaggio dell’uso della firma digitale è che può essere utilizzata come prova che l’autorizzazione non può essere contestata.
In terzo luogo, la firma digitale dimostra che la transazione approvata dalla firma non è stata modificata da nessuno dopo la firma e che tale modifica è impossibile o non è stata tentata.
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Come funzionano le firme digitali di Bitcoin
La firma digitale è un sistema matematico, come già detto, e questo schema matematico è composto da due componenti distinti.L’algoritmo è il componente iniziale ed è responsabile della produzione della firma.È possibile generare questa firma combinando una chiave privata, talvolta chiamata chiave di firma, con l’hash della transazione da firmare. Il secondo componente del metodo matematico è un algoritmo, che permette di convalidare l’autenticità della firma digitale creata.
La prima fase del processo di creazione di una firma digitale in Bitcoin può essere descritta matematicamente come segue:
Sig = Fsig(Fhash(m),dA)
Dove:
- La chiave privata della firma è indicata con dA.
- m è l’oggetto oggetto della transazione.
- Fhash è il nome della funzione utilizzata per l’hashing.
- Fsig è l’algoritmo utilizzato per la firma.
- La firma generata è indicata con Sig.
La funzione di firma, indicata con Fsig, genera una firma, indicata con Sig e composta da due valori, R e S:
- Sig è uguale a “(R, S)”.
Dopo che R e S sono stati calcolati, i risultati vengono serializzati in un flusso di byte prima di essere codificati con uno schema di codifica che è uno standard internazionale ed è noto come Distinguished Encoding Rules (o DER). Un algoritmo progettato specificamente per convalidare le firme è chiamato algoritmo di verifica della firma. Affinché una firma digitale sia autenticata, devono essere presenti i seguenti elementi:
- La firma, sia R che S
- L’hash della transazione
- La chiave pubblica che è l’equivalente della chiave privata utilizzata nel processo di creazione della firma.
La verifica di una firma assicura che la firma della transazione possa essere stata apposta da un soggetto diverso da quello che possiede la chiave privata utilizzata per generare la chiave pubblica corrispondente.Se la firma è ritenuta legittima dopo essere stata sottoposta al processo di verifica, l’algoritmo otterrà come risultato “VERO”.
Questa procedura verifica la validità e l’integrità della firma, dando così la certezza che sia stata effettivamente generata dall’individuo legalmente autorizzato a utilizzare la chiave privata associata.
Conclusioni
È essenziale avere una solida padronanza delle idee di chiavi pubbliche, chiavi private, indirizzi di criptovaluta e firme digitali per avere una comprensione completa dei meccanismi sottostanti che governano i sistemi di criptovaluta. All’interno di queste reti decentralizzate, la crittografia funge da componente essenziale sia per la protezione dei dati che per la facilitazione delle funzioni di proprietà.
La combinazione di chiavi pubbliche e private produce una coppia di chiavi che può essere utilizzata per verificare la proprietà e condurre transazioni sicure. Le chiavi pubbliche sono utilizzate per generare indirizzi di criptovaluta, che vengono poi utilizzati come identificazione primaria per gli account degli utenti.
Gli utenti sono responsabili della segretezza delle loro chiavi private, che vengono utilizzate per approvare le transazioni e produrre firme digitali che stabiliscono la proprietà e l’integrità. La validità delle firme è verificata con metodi di verifica che assicurano che solo il legittimo proprietario della chiave privata possa creare firme valide. Nell’ambito delle criptovalute, questi elementi crittografici sono congiuntamente responsabili di gettare le basi per la fiducia e la sicurezza.
