Цифровая подпись

Цифровая подпись – криптографический приём, гарантирующий уникальность и целостность информации. По сути – что-то вроде обычной «подтверждающей подписи», только куда более устойчивый к подделкам.

Любая цифровая подпись – это код. Его можно приложить к любому документу, чтобы засвидетельствовать его подлинность. Подделать такую подпись крайне сложно, а изменить содержимое документа – ещё сложнее. Активное использование данной технологии стало возможно благодаря созданию криптографии с открытым ключом. Впрочем, на данный момент, используются и иные методы создания уникальных цифровых подписей.

Криптография с открытым ключом

Данный способ шифрования подразумевает существование двух видов ключей – приватного, который есть только у владельца, и публичного, который можно предоставлять всем желающим. Они формируются на основе симметричного алгоритма, но знание публичного ключа не позволяет расшифровать или определить содержание приватного. Однако между ними есть прямая связь, осуществляемая на программном уровне.

Кроме того, если приватный ключ прибавить к цифровой информации и пропустить их через хэш-функцию, можно получить уникальный хэш, подлинность которого в автоматическом режиме можно подтвердить посредством публичного ключа.

Важный момент. При генерации цифровых подписей могут использоваться и дополнительные методы шифрования, но в блокчейне Биткоин этот метод не используется. Подтверждение транзакции осуществляется посредством цифровой подписи на основе приватного ключа, прилагаемой к описанию транзакции. Называется это дело – алгоритм ECDSA или «Алгоритм цифровой подписи эллиптической кривой».

Хэш-функция

Это специальная программа, которая преобразует любую пропущенную через неё информацию в хэш или дайджест – уникальную комбинацию букв и цифр заданной длины. Любое изменение начальных данных приведёт к формированию совершенно иного хэша. Именно поэтому большинство систем на основе блокчейн активно использует этот метод шифрования данных.

Принципы работы

  • Хэширование данных. Крайне важный момент при работе с блокчейном. Несмотря на то, что для верификации данных достаточно обычной подписи на основе приватного ключа, эту подпись всегда пропускают через собственный хэш-алгоритм. Просто для того, чтобы получить дайджест заданной длины и формата, с которым куда проще работать системе.
  • Подпись. Существует ряд однонаправленных алгоритмов, формирующих цифровую подпись на основе приватного ключа. И других алгоритмов, позволяющих подтвердить подлинность полученного результата на основе ключа публичного. Кроме того, стоит учитывать, что данный способ подтверждения формируется не только на основе приватного ключа, но и с учётом содержимого сообщения. Поэтому в каждом конкретном случае она будет уникальной. Что делает невозможным «слепую подстановку» одной цифровой подписи для подтверждения другого содержимого.
  • Проверка. Приватный ключ всегда один, тогда как публичных может быть множество. И каждый обладатель публичного может с помощью специальных алгоритмов убедиться в том, что принятое сообщение подписано именно приватным ключом, но без понимания его содержимого. Поэтому основная задача любого мошенника – любой ценой завладеть приватным ключом. К счастью, классические методы социальной инженерии тут не подходят – только прямой перехват вводимых сообщений.

Что даёт этот способ подтверждения?

  • Целостность данных. Любой обладатель публичного ключа может удостовериться в подлинности информации, зашифрованной приватным, без расшифровки её содержания.
  • Аутентификация. Любой обладатель публичного ключа может убедиться, что имеет дело с обладателем приватного.
  • Неизменность. Данные, зашифрованные приватным ключом, однозначно принадлежат его обладателю. И сделки, осуществлённые на таких условиях, не имеют обратной силы.

Возможные недостатки

  • Проблемы алгоритма. Если хэш-функция недостаточно сложна, становится намного проще расшифровать содержание цифровой подписи.
  • Проблемы реализации. Даже полностью рабочая цифровая подпись не поможет, если конечная программа её не воспринимает.
  • Проблема собственности. Потеря приватного ключа – самое страшное, что может случиться с владельцем криптовалютных активов. Это всё равно, что лично открыть дверь перед грабителями и подробно им рассказать, где лежат ценности в доме.

Цифровая или электронная?

Если кратко, то каждая цифровая подпись – электронная. А вот обратное правило работает далеко не всегда. Цифровыми являются лишь те подписи, которые используют при своём создании криптографию с открытым ключом, хэш-функции и разнообразные методы шифрования.

Варианты использования:

  • Информационные технологии. С помощью этой технологии можно добиться куда большей безопасности интернет-комуникации.
  • Финансы. Аудит, кредиты, отчёты о расходах и прочие документы, скреплённые цифровой подписью, подделать и изменить задним числом практически нереально.
  • Юриспруденция. Деловые сделки и контракты, в том числе и самого высокого (правительственного) уровня.
  • Здравоохранение. Неизменяемые рецепты и медицинские данные.
  • Блокчейн. Достоверность любой передаваемой информации. Подтверждение криптовалютных транзакций.

Заключение

Использование цифровых подписей, а также уникальных алгоритмов кодирования и шифрования, привело к созданию уникальных электронных данных. Это та самая основа, на которой выстроена современная система криптовалюты.

Цифровые подписи – главное подтверждение достоверности криптовалютных транзакций, свидетельствующие о том, что монеты тратит человек, реально ими владеющий.

Однако одной только криптоэкономикой применение данного способа защиты информации не ограничивается. Практически любая отрасль человеческой деятельности, в которой идёт речь об уникальной электронной информации, может быть адаптирована под использование данного способа подтверждения.