Desbloqueo de blockchain: criptografía y firmas digitales

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1. Criptografía y firmas digitales

Resumen

Los dos artículos anteriores nos han proporcionado una amplia introducción a la criptografía antes de pasar directamente a la discusión sobre firmas digitales.

La firma digital y su verificación es uno de los principales conceptos clave detrás de Blockchain donde se basan las aplicaciones de criptomonedas como Bitcoin.

En una red Blockchain, es importante poder identificar correctamente a los participantes en una transacción demostrando que la firma proviene del titular de la clave privada y que la transacción es válida.

Las firmas digitales brindan autenticación, integridad de datos y no repudio, todos los cuales son críticos para una red Blockchain. Como resultado, cualquier persona en la red puede confiar en las transacciones incluso sin un intermediario.

Cifrado y firma digital

Como vimos en el artículo anterior, una criptografía de clave pública crea un mensaje encriptado mientras que una clave privada crea una firma digital.

Uso de criptografía

Firmas digitales

Más allá del cifrado y descifrado de datos, la criptografía de clave pública se puede utilizar para crear una firma digital que proporcione autenticación, integridad de datos y no repudio en una red Blockchain.

Los siguientes pasos explican el proceso para un modelo de firma digital basado en la criptografía de clave pública que se muestra en el siguiente diagrama:

1. Todos los nodos participantes en la red Blockchain tienen un par de claves público-privado, generado matemáticamente.
2. El mensaje en su forma de texto sin formato se introduce en un algoritmo hash para generar un mensaje hash, también conocido como Message Digest. En una aplicación de criptomonedas como Bitcoins, el mensaje contiene la transacción emitida por el remitente.
3. Luego, el mensaje hash se firma con la clave privada del remitente y se envía a través de la red Blockchain, junto con el mensaje en formato de texto plano.
4. Los nodos participantes en la red Blockchain ahora intentarán validar el mensaje verificando la firma digital para verificar que coincida con la clave pública de la dirección desde la cual se envió el mensaje pasando por un algoritmo de verificación.
5. Dado que la firma digital se creó utilizando la clave privada del remitente, la red puede probar fácilmente que la firma proviene del titular de la clave privada utilizando la clave pública del remitente correspondiente.
6. El mensaje de texto sin formato se alimenta a través de otro algoritmo hash para generar un valor hash. Este valor hash se compara con el valor hash de la salida del algoritmo de verificación anterior. La validación se realiza sin que el remitente tenga que revelar su clave privada.

En el caso de Bitcoins, la red también verifica que el remitente posea suficientes bitcoins para enviar y que el remitente aún no lo haya enviado a otro receptor. Esto se logra ejecutando el historial de transacciones, que es público en el libro de bitcoin.

Modelo de firma digital

En lugar de firmar digitalmente el mensaje de texto plano directamente, la firma digital se forma con el hash de los datos. El mensaje hash es una representación única pero un resumen relativamente más pequeño de los datos. Esto hace que la cadena de bloques sea más eficiente.

Lograr la seguridad de los mensajes

Veamos ahora por qué es tan importante usar firmas digitales en Blockchain:

• Integridad: las firmas digitales y el algoritmo hash garantizan que ningún atacante haya accedido y modificado ilegalmente los datos. Esto significa que los datos no se pueden modificar sin detección.
• Autenticación: las firmas digitales establecen la confianza entre un remitente y un receptor en una red Blockchain. El receptor puede estar seguro de que solo el remitente pudo haber enviado este mensaje.
• No repudio: El remitente no puede negar el envío del mensaje ya que la firma digital solo puede ser creada por un remitente que posea la clave privada correspondiente y nadie más.

¿Que sigue?

No hemos hablado mucho sobre el hash, ya que se tratará en el próximo artículo. Por ahora, solo necesitamos saber que Hashing es un algoritmo o función matemática que mapea datos de tamaño arbitrario a un hash de tamaño fijo. Ejemplo,

Ejemplos de hash

En resumen, Hashing verifica que los datos no hayan sido modificados o manipulados.

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