Eine der grundlegendsten Funktionen der Blockchain-Technologie hängt mit der Zufälligkeit oder einfach „zufällig“, wie sie technisch bezeichnet wird, zusammen.
LAufgrund seiner Bedeutung ist es ganz einfach: Ohne Zufälligkeit gäbe es die asymmetrische Kryptographie, die das Sicherheitsschema für Kryptowährungen ermöglicht, nicht. Tatsächlich wären Computer, das Internet und sogar Ihr Mobiltelefon ohne Zufälligkeit ganz anders als das, was sie derzeit sind, und höchstwahrscheinlich wären sie auch unsichere Geräte.
Aber wie ist das möglich? Warum ist Zufälligkeit in der digitalen Welt und der Welt der Kryptowährungen so wichtig? Das und mehr erfahren Sie weiter unten.
Anfänge des Zufalls in der digitalen Welt
Zufälligkeit wird seit langem von der Menschheit genutzt. Vom Würfeln, Knochenwerfen oder Kartenlesen, um Ihre Zukunft zu erfahren, bis hin zu anderen rituellen Anwendungen. Allerdings wurde der Zufall erst im Mittelalter (16. Jahrhundert) offiziell untersucht.
Tatsächlich war eine der Hauptanwendungen der Zufälligkeit mit der Untersuchung der Zahl Pi und der zufälligen und unendlichen Form ihrer Dezimalzahlen verbunden. Mathematiker, die sich für diese Tatsache interessierten, begannen zu erkennen, wie sich dieses Phänomen in anderen Bereichen wiederholte.
Aber zu Beginn des 20. Jahrhunderts, mit dem Aufkommen der mathematischen Grundlagen der Wahrscheinlichkeit und der algorithmischen Grundlagen, wuchs der Nutzen des Zufalls exponentiell. Beispielsweise ist Zufälligkeit elementar für das Studium der Physik, insbesondere der Quantenphysik. In der Informatik ist der Einsatz von Zufälligkeit für die Konstruktion von Algorithmen, Chips und natürlich der Kryptographie, einer der Grundtechnologien bei der Schaffung der digitalen Welt und ihrer Sicherheit, von wesentlicher Bedeutung.
Zufälligkeit und ihre Bedeutung
Warum ist die Generierung von Zufallszahlen nun so wichtig? Welchen Nutzen hat das alles in der Blockchain-Technologie? Nun, die Wahrheit ist, dass die Generierung einer Zufallszahl etwas sehr Gewöhnliches und Notwendiges ist, wenn es um die Computersicherheit geht.
Jedes Mal, wenn Sie beispielsweise über eine HTTPS-Verbindung (HTTP Secure Connection) eine Verbindung zu einer Website im Internet herstellen, stellt Ihr Computer/Mobilgerät eine Verbindung zum Webserver her und es werden Nachrichten ausgetauscht, um eine sichere Verbindung zwischen diesen beiden Computern herzustellen. Dieser Prozess ist dank der Verwendung von Zufallszahlen und ihrer Implementierung in die Kryptographie möglich, die unsere digitale Kommunikation schützt.
Dies ist natürlich nur ein Beispiel für die Bedeutung des Zufalls in unserer digitalen Welt. Zufälligkeit ist in so einfachen Dingen wie Ihrer Kredit-/Debitkarte (Erstellung der Authentifizierungstoken, die die von Ihnen getätigten Ausgaben autorisieren) oder der drahtlosen Verbindung Ihres Mobiltelefons (2G-, 3G- und 5G-Verbindungen verwenden asymmetrische Kryptografie) vorhanden.
Zufälligkeit in Blockchain
Da Blockchain nun eine digitale Technologie ist, die ihren Benutzern Sicherheit bieten soll, ist Zufälligkeit vorhanden. Wir können die Verwendung von Zufälligkeit in der Blockchain in einem der grundlegenden Punkte dieser Technologie sehen: der Kryptographieweil die von Kryptowährungen verwendete asymmetrische Kryptographie auf der Verwendung von Zufallszahlen basiert. Wenn Sie beispielsweise einen Bitcoin-Schlüssel mithilfe des ECDSA-Schemas und der Kurve secp256k1 erstellen, wählt ein Bitcoin-Wallet eine Zufallszahl (eine sehr große Zahl) aus und verwendet diese Zahl in dieser mathematischen Formel:
y^2 = x^3 + ax + b
Sicherzustellen, dass die Zufälligkeit „chaotisch und einzigartig“ genug ist, können Computer ganz gut. Und gleichzeitig können sie die zur Lösung dieser Formulierung erforderliche Berechnung in sehr kurzer Zeit durchführen und uns so Zugang zu einer der sichersten Formen der Kryptographie verschaffen, die bisher bekannt sind.
All dies für einen Zweck: zwei Schlüssel (öffentliche und private) zu erstellen, um unsere BTC sicher in einem vertrauenswürdigen Netzwerk zu verwalten und mit der Gewissheit, dass unsere BTC durch weithin bewährte rechnerische und mathematische Prinzipien geschützt sind.
Die Entwicklung der Blockchain-Zufälligkeit
Natürlich entwickelt sich auch die Blockchain-Technologie weiter und damit auch ihre Nutzung von Zufälligkeiten. In dem Wissen, dass Computer keinen echten Zufallsgenerator darstellen können (Chaos und Ordnung können nicht im selben Algorithmus koexistieren), besteht eine dieser Entwicklungen der Zufälligkeit in der Blockchain darin, dieselbe Blockchain zu verwenden, um die Generierung von „Zufallszahlen“ sicherzustellen in verschiedenen Räumen verwendet.
Lassen Sie uns das ein wenig erklären:
Für Computer ist es nahezu unmöglich, echte Zufallszahlen darzustellen. Ein Entwickler kann einen Algorithmus zur Zufallszahlengenerierung erstellen. Dieser Generator folgt jedoch festgelegten „Parametern“ (einem Algorithmus), die letztendlich mit mathematischen und probabilistischen Mitteln untersucht werden können. Dies bedeutet, dass diese Algorithmen zur Zufallszahlengenerierung (oder Pseudozufallszahlengenerierung) analysiert und gebrochen werden können, was zu den bekannten Zufallszahlengeneratorangriffen führt.
Vor diesem Hintergrund versuchen viele Blockchain-Entwickler, die Daten innerhalb dieser Netzwerke in Zufallsgeneratoren umzuwandeln, die in anderen Anwendungen verwendet werden können.
Aber wie ist das möglich? Nun, einige dieser Modelle sind:
Block-Hash
Eines der Mittel, dies zu erreichen, ist Block-Hashing, bei dem die Hashes von Blöcken, Transaktionen oder Kombinationen davon als Zufallsquelle verwendet werden. Da der Hash deterministisch ist, erhalten alle das gleiche Ergebnis. Ein einmal zur Blockchain hinzugefügter Block bleibt für immer dort, sodass jeder die Richtigkeit der generierten Zahlen überprüfen kann.
Allerdings birgt diese Methode ein gravierendes Sicherheitsproblem: Die Hashes können von Minern manipuliert werden. Obwohl dieses Problem klein und erkennbar ist, ist es innerhalb eines sicheren Zufallszahlengenerators untragbar. Aus diesem Grund wird dieses System nur sehr begrenzt eingesetzt.
Orakel
Eine weitere Möglichkeit, Zufälligkeiten in der Blockchain für Drittanwendungen zu erzeugen, sind Orakel. Projekte wie Provable, Uniswaps TWAP oder Chainlink VRF sind nur einige Beispiele für dieses System.
Die Bedienung ist einfach. Diese Systeme sammeln Daten aus externen Quellen, verarbeiten sie innerhalb ihres Netzwerks und generieren eine riesige Menge an Zufallsdaten. Diese Daten können dann von Benutzern des Systems verwendet werden. Das Beste daran ist, dass dieses System nicht nur dezentralisiert ist, sondern auch eine große Anzahl von Quellen zur Zufallserzeugung parallel nutzt. Darüber hinaus wird all diese Arbeit von einem kryptografischen Beweis begleitet, um die generierten Zufallsdaten zu verifizieren.
Zweifellos spielt der Zufall eine grundlegende Rolle in unserer digitalen Welt und in der Blockchain. Dadurch können wir sicher über das Internet kommunizieren. Und gleichzeitig ermöglicht es uns, Technologien zu entwickeln, die uns helfen, diese Kapazität zu verbessern. Somit wird die Blockchain zu einem Beispiel dafür, was Zufälligkeit uns ermöglicht, und bietet uns Werkzeuge, um diese Systeme, von denen unsere Privatsphäre und Sicherheit in der digitalen Welt abhängt, weiter zu verbessern.
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