کلید عمومی و کلید خصوصی در رمزنگاری امضای دیجیتال چیست؟

آشنایی با کلید عمومی و خصوصی یکی از مهم‌ترین گام‌ها برای ورود به دنیای بلاک‌چین است. برای اینکه بدانید ارزهای دیجیتال چگونه کار می‌کنند و کاربران برای انتقال دارایی‌های خود به یکدیگر از چه فرایندی استفاده می‌کنند، آشنایی با کلید عمومی و خصوصی کاملاً ضروری خواهد بود.

کلیدهای عمومی و خصوصی این امکان را برای کاربران شبکه‌های بلاک‌چین  به وجود می‌آورند تا ارزهای دیجیتال خود را با امنیت بسیار بالا نگهداری کنند و به دیگر اعضای شبکه انتقال دهند. اهمیت روش‌های رمزنگاری و مفاهیمی مانند کلید عمومی و خصوصی تا جایی است که بدون وجود آن‌ها امکان ساخت ارزهای دیجیتال وجود ندارد. در حال حاضر در تمامی ارزهای دیجیتال از کلیدهای عمومی و خصوصی استفاده می‌شود.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای کلیدهای عمومی و خصوصی اثبات مالکیت ارزهای دیجیتال توسط کاربران است. کاربران می‌توانند با استفاده از این کلیدها مالکیت دارایی‌های دیجیتال خود را اثبات کنند. کلید عمومی و خصوصی تنها برای ارزهای دیجیتال استفاده نمی‌شود، بلکه برای دارایی‌های دیجیتالی چون NFT نیز کاربرد دارد. برای اینکه با کلیدهای عمومی و خصوصی و روش‌های متداول برای رمزنگاری امضای دیجیتال آشنا شوید، در ادامه تصمیم گرفته‌ایم به این موضوع بپردازیم؛ پس پیشنهاد می‌کنیم تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.

کلید عمومی چیست؟

کلید عمومی یک رشته از کاراکترها در سیستم رمزنگاری است که اولین بار در سیستم‌های کامپیوتری سنتی استفاده شد. کلیدهای عمومی توسط یک تابع ریاضی تولید می‌شوند. با استفاده از این متغیر می‌توان به‌صورت یک‌طرفه به رمزگشایی اطلاعات پرداخت. کلیدهای عمومی در حوزه‌های مختلف کاربردهای کاملاً متفاوتی دارند، اما در حوزه ارزهای دیجیتال مهم‌ترین کاربرد آن‌ها دریافت ارزهای دیجیتال است. درواقع کلیدهای عمومی حکم شماره حساب را دارند. کاربران می‌توانند با داشتن کلیدهای عمومی سایر کاربران به ارسال ارزهای دیجیتال بپردازند. تمامی کاربران می‌توانند بدون هیچ‌گونه نگرانی کلیدهای عمومی خود را در اختیار سایر کاربران شبکه قرار دهند؛ زیرا با استفاده از کلیدهای عمومی نمی‌توان به دارایی‌های موجود در آن دسترسی داشت.

نکته‌ای که درباره کلید عمومی و خصوصی باید بدانید این است که کلیدهای عمومی همیشه متعلق به یک شخص نخواهند بود. در بسیاری از شبکه‌های بلاک‌چین  این امکان وجود دارد تا کاربران ارزهای دیجیتال را با چند امضا در یک کلید عمومی قفل کنند. دارایی‌هایی که به این صورت در یک حساب قفل می‌شود، متعلق به چندین کاربر خواهد بود؛ بنابراین برای انتقال آن‌ها به سایر حساب‌ها باید تمامی کاربران به امضای تراکنش بپردازند.

کلید خصوصی چیست؟

کلید خصوصی (Private Key) که به‌عنوان کلید مخفی (Secret Key) هم شناخته می‌شود، یک متغیر در سیستم رمزگذاری است که با استفاده از الگوریتم‌های خاص برای رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات استفاده می‌شود. کلیدهای خصوصی کاربردهای زیادی دارند، اما یکی از اصلی‌ترین کاربردهای آن امضای دیجیتال است. با استفاده از کلید عمومی و خصوصی کاربران می‌توانند هویت خود را اثبات کنند.

کلیدهای خصوصی در شبکه‌های بلاک‌چین  و ارزهای دیجیتال برای امضای تراکنش‌ها استفاده می‌شوند. توکن‌هایی که در کلیدهای عمومی قفل شده‌اند، به‌کمک کلیدهای خصوصی آزاد می‌شوند. درواقع هرکدام از کلیدهای عمومی یک کلید خصوصی دارند که می‌توان با استفاده از آن‌ها دارایی‌های موجود در آن را در یک تراکنش به سایر کاربران انتقال داد.

کلیدهای خصوصی تنها روش برای احراز هویت کاربران در شبکه‌های بلاک‌چین  به شمار می‌روند؛ به همین دلیل کاربران باید به‌دقت از آن‌ها مراقبت کنند. اگر کلیدهای خصوصی در اختیار سایر کاربران قرار بگیرد، این امکان وجود دارد تا به‌راحتی دارایی‌های موجود در حساب کاربر را انتقال داد. کلید عمومی و خصوصی با استفاده از الگوریتم‌هایی خاص به‌صورت کاملاً تصادفی ساخته می‌شود. این موضوع سبب می‌شود تا بتوان از آن‌ها برای حفظ امنیت صد درصدی ارزهای دیجیتال استفاده کرد.

برای ساخت کلید عمومی و خصوصی نرم‌افزاری‌های مختلفی وجود دارند. این نرم‌افزارها به‌صورت کاملاً آنلاین اقدام به ساخت کلیدها می‌کنند تا امکان دسترسی هکرها به آن‌ها وجود نداشته باشد. نکته‌ای که درباره کلید خصوصی باید بدانید این است که کلیدهای خصوصی به‌هیچ‌وجه قابل بازیابی نخواهند بود؛ بنابراین اگر کاربران به هر طریقی آن‌ها را گم کنند به‌هیچ‌وجه امکان دسترسی به دارایی‌هایی که در کلید عمومی قفل شده است وجود نخواهد داشت.

رمزنگاری متقارن و نامتقارن چیست؟

رمزنگاری متقارن و نامتقارن جزء اصلی‌ترین روش‌های رمزنگاری به شمار می‌روند؛ به‌طوری‌که در بیشتر سیستم‌های رمزنگاری از آن‌ها استفاده می‌شود.

رمزنگاری متقارن

Symmetric Key Encryption یکی از ساده‌ترین روش‌های رمزنگاری به شمار می‌رود که در بسیاری از سیستم‌های نرم‌افزاری استفاده می‌شود. 

با استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن کاربران می‌توانند با استفاده از یک کلید مشترک به رمزگذاری و رمزگشایی یک پیام یا داده بپردازند

رمزنگاری متقارن این امکان را به وجود می‌آورد تا ۲ فرد بتوانند با داشتن یک کلید به‌صورت کاملاً امن به تبادل اطلاعات رمزنگاری‌شده با یکدیگر بپردازند. روش‌های رمزنگاری متقارن به‌دلیل مزایایی که دارند در بسیاری از حوزه‌ها استفاده می‌شوند. رمزنگاری متقارن این امکان را به وجود می‌آورد تا با سرعت بسیار بالا به رمزنگاری و رمزگشایی حجم بسیار بالایی از داده‌ها پرداخت؛ به همین دلیل در سیستم‌هایی که اطلاعات زیادی تبادل می‌شود، استفاده از روش‌های رمزنگاری متقارن مناسب‌تر خواهد بود.

رمزنگاری متقارن تنها سبب حفظ محرمانگی خواهد شد. در سیستم‌هایی که به احراز هویت و عدم انکار وجود نیاز دارند، استفاده از روش‌های رمزنگاری نامتقارن گزینه بهتری به شمار خواهد رفت؛ به همین دلیل بسیاری از شبکه‌های بلاک‌چین از این روش استفاده می‌کنند.

رمزنگاری نامتقارن

رمزنگاری نامتقارن روشی است که در آن رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها با استفاده از کلید عمومی و خصوصی صورت می‌گیرد. برخلاف رمزنگاری متقارن برای رمزنگاری داده‌ها از کلید خصوصی استفاده خواهد شد که سبب می‌شود کاربران نتوانند اطلاعاتی را که منتشر کرده‌اند، انکار کنند؛ چون هرکدام از کلیدهای خصوصی به‌صورت کاملاً محرمانه تنها در اختیار برخی از اعضای شبکه قرار دارند.

رمزنگاری نامتقارن یا Asymmetric Key Encryption جزء مهم‌ترین فرایندها در شبکه‌های بلاک‌چین  به شمار می‌رود. در تمامی شبکه‌های بلاک‌چین  مانند بیت‌کوین، اتریوم و... برای ثبت تراکنش‌ها و انتقال دارایی‌های دیجیتال از رمزنگاری متقارن استفاده می‌شود. رمزنگاری نامتقارن این امکان را به وجود می‌آورد تا در شبکه‌های غیرمتمرکز بدون نیاز به یک نهاد متمرکز به اعتبارسنجی پرداخت.

کدام نوع رمزنگاری امن‌تر است؟ متقارن یا نامتقارن؟

همان‌طور که اشاره کردیم، رمزنگاری نامتقارن با استفاده از کلید عمومی و خصوصی سطح بالاتری از امنیت را در اختیار سیستم‌ها قرار خواهد داد. با استفاده از رمزنگاری نامتقارن می‌توان علاوه بر محرمانگی داده‌ها به اعتبارسنجی و احراز هویت کاربران نیز پرداخت؛ درحالی‌که رمزنگاری متقارن تنها برای محرمانگی داده‌ها استفاده می‌شود؛ البته نکته‌ای که باید به آن توجه داشته باشید، این است که روش‌های مختلف رمزنگاری در سیستم‌های گوناگون کاربردهای کاملاً متفاوتی خواهند داشت؛ به همین دلیل نمی‌توان یکی از آن‌ها را روشی بهتر معرفی کرد.

تفاوت بین کلید عمومی و کلید خصوصی

اصلی‌ترین تفاوت بین کلید عمومی و کلید خصوصی این است که کلید عمومی به‌صورت غیرمحرمانه در اختیار تمام اعضای شبکه‌های بلاک‌چین  قرار می‌گیرد و تمامی کاربران می‌توانند به مشاهده آن بپردازند؛ درحالی‌که کلید خصوصی فقط در اختیار فردی خواهد بود که مالکیت ارز دیجیتال را بر عهده دارد. کلید عمومی و خصوصی در بلاک‌چین  برای امضای تراکنش‌ها استفاده می‌شوند.

امضاکردن تراکنش‌ها فرایندی است که کاربران در آن از کلید خصوصی برای احراز هویت خود در ثبت تراکنش استفاده می‌کنند. این کار در فضایی کاملاً امن و به‌صورت آفلاین انجام می‌شود. نکته‌ای که در این باره باید بدانید، این است که کلید خصوصی در تراکنش قرار نخواهد گرفت، بلکه با استفاده از الگوریتم‌های خاص به داده‌هایی تبدیل می‌شود که در تراکنش قرار می‌گیرند. نودهای شبکه با بررسی اطلاعات موجود در تراکنش، امضای دیجیتال و کلید عمومی می‌توانند از این موضوع اطمینان حاصل کنند که تراکنش توسط مالک ارز دیجیتال ثبت شده است.

مزایا و معایب کلید عمومی و خصوصی

استفاده از کلید عمومی و خصوصی برای رمزنگاری و رمزگشایی داده‌ها در شبکه‌های بلاک‌چین  سبب می‌شود تا کاربران امنیت بسیار بالایی را تجربه کنند. درواقع یکی از دلایل اصلی محبوبیت ارزهای دیجیتال در میان کاربران شبکه‌های بلاک‌چین  همین امنیت بالا بوده است، اما متأسفانه رمزنگاری نامتقارن با استفاده از کلید عمومی و خصوصی معایبی نیز دارد. کلید عمومی و خصوصی در بیت کوین و سایر شبکه‌های بلاک‌چین به‌هیچ‌وجه قابل بازیابی نیست؛ یعنی اگر کاربران کلید خصوصی خود را به هر نحوی از دست بدهند، مالکیت ارزهای دیجیتال خود را نیز از دست خواهند داد.

کاربرد کلید عمومی و خصوصی در کیف پول ارز دیجیتال

یکی از مهم‌ترین وظایف کیف پول‌های ارزهای دیجیتال نگهداری از کلید خصوصی است. کلید عمومی و خصوصی کیف پول با استفاده از پروتکل‌های امنیتی مختلفی که وجود دارد نگهداری می‌شود. کیف پول‌ها برای ثبت تراکنش‌ها به‌صورت کاملاً امن از کلیدهای خصوصی استفاده می‌کنند. با استفاده از کیف پول‌های ارزهای دیجیتال می‌توان به ساخت کلید عمومی و خصوصی نیز پرداخت. تقریباً تمامی کیف پول‌ها این امکان را برای کاربران به وجود آورده‌اند تا در فضایی امن به ساخت کلید عمومی و خصوصی بپردازند. برای اینکه بتوان کلیدهای عمومی و خصوصی را با امنیت بالا تولید کرد باید حتماً از کیف پول‌های معتبر استفاده نمود.

سخن ‌پایانی

کلیدهای عمومی و خصوصی جزء مهم‌ترین مفاهیمی به شمار می‌روند که سرمایه‌گذاران ارزهای دیجیتال باید با آن آشنا شوند. با نگهداری صحیح از کلیدهای خصوصی سرمایه‌گذاران و کاربران شبکه‌های بلاک‌چین می‌توانند دارایی‌های دیجیتال خود را به‌صورت کاملاً امن نگهداری کرده و از سرقت آن‌ها جلوگیری کنند.