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Kryptografie

Kryptografie

Anfänger

Die Fortschritte in der Computertechnologie haben den Zugang zu Daten erheblich vereinfacht. Dies kann von großem Nutzen sein, hat aber auch einen Nachteil: Online-Daten sind vielen Bedrohungen ausgesetzt, darunter Diebstahl und Datenverfälschung. Kryptografie (oder Kryptologie) ist eine Methode, die es möglich macht, Informationen vor einigen der mit der Datenspeicherung und -verteilung verbundenen Risiken zu schützen. Das heißt nicht, dass das Konzept der Datenverschlüsselung neu ist. Schon vor dem digitalen Zeitalter haben Menschen Nachrichten unkenntlich gemacht, um zu verhindern, dass sie von unbeabsichtigten Empfängern gelesen werden. Doch durch den zunehmenden Einsatz von Computern hat die Wissenschaft der Datenverschlüsselung eine ganz neue Dimension erreicht.

Was ist Kryptografie?

Kurz gesagt ist Kryptografie die Wissenschaft vom Verbergen von Informationen. Die moderne Kryptografie verwendet mathematische Theorien und Berechnungsmethoden, um Daten zu ver- und entschlüsseln oder die Integrität und Authentizität von Informationen zu gewährleisten.

Auf einer grundlegenden Ebene der Textverschlüsselung wird ein Klartext (Daten, die eindeutig verstanden werden können) im Rahmen eines Verschlüsselungsprozesses in einen Chiffretext (Daten, die nicht lesbar sind) überführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die gesendeten Informationen nur von einer Person gelesen werden können, die im Besitz eines bestimmten Entschlüsselungsschlüssels ist.

Dank des Einsatzes spezieller kryptografischer Techniken können sensible Daten auch über ungeschützte Netzwerke übertragen werden. Der Grad der Verschlüsselung hängt davon ab, welchen Schutz die Daten benötigen. Zum Beispiel ist die Verschlüsselungsmethode, die für normale persönliche Dateien (wie Kontakte) verwendet wird, nicht dieselbe wie die, die in Kryptowährungsnetzwerken eingesetzt wird.

Das Wissen über die Funktionsweise der Kryptografie ist entscheidend für das Verständnis ihrer Bedeutung in Kryptowährungs-Ökosystemen. Die meisten Blockchains, wie z. B. die von Bitcoin, nutzen eine bestimmte Kombination von kryptografischen Techniken, die sicherstellen, dass die Blockchain als dezentrales und öffentliches Ledger (Hauptbuch) funktioniert, über das digitale Transaktionen auf sehr sichere Weise durchgeführt werden können.

Wie funktioniert Kryptografie?

Die moderne Kryptografie besteht aus verschiedenen Teilbereichen, aber einige der wichtigsten sind diejenigen, die sich mit symmetrischer Verschlüsselung, asymmetrischer Verschlüsselung, Hash-Funktionen und digitalen Signaturen beschäftigen.
Das Bitcoin-Protokoll nutzt kryptografische Beweise, um das Netzwerk zu sichern und die Gültigkeit jeder Transaktion zu gewährleisten. Digitale Signaturen stellen sicher, dass jeder Nutzer nur die Assets, die sich in seiner eigenen Wallet befinden, verwenden kann und dass diese Mittel nicht mehrfach ausgegeben werden können. Wenn Alice zum Beispiel zwei Bitcoin an Bob schickt, führt sie eine Transaktion aus, die im Wesentlichen eine Nachricht ist, die bestätigt, dass 2 BTC zu Bobs Wallet hinzugefügt und 2 BTC von Alices Wallet abgezogen wurden. Alice kann dies allerdings nur mit einer digitalen Signatur tun. 
Ein weiteres wichtiges Element des Bitcoin-Protokolls ist die Hashcash-Funktion, die den Proof-of-Work-Konsensmechanismus und den Mining-Prozess (der zur Sicherung des Netzwerks, zur Validierung von Transaktionen und zur Erzeugung neuer Coins dient) steuert. Hashcash verwendet eine kryptografische Funktion mit der Bezeichnung SHA-256.

Kryptografie ist ein zentrales Element der Blockchain-Technologie und daher für jede Kryptowährung unerlässlich. Die Anwendung kryptografischer Beweise in verteilten Netzwerken hat die Schaffung vertrauensloser ökonomischer Systeme und damit die Entstehung von Bitcoin und anderen dezentralen Kryptowährungen ermöglicht.