Dijital imza, dijital verilerin gerçekliğini ve bütünlüğünü doğrulamak için kullanılan bir kriptografik tekniktir. Dijital imzaları, elle atılan imzaların daha karmaşık bir biçimi olarak düşünebiliriz. Basit bir ifadeyle, dijital imzayı bir mesaj veya belgeye gömülü bir kod olarak tanımlayabiliriz. Kod oluşturulduktan sonra, mesajın göndericiden alıcıya olan yolculuğunda kurcalanmadığının kanıtı olarak hizmet eder.
Kriptografi kullanarak iletişim sistemlerini güvenli hale getirmenin geçmişi eski zamanlara kadar uzanırken, dijital imza sistemi ancak 1970’lerde açık anahtarlı kriptografinin (PKC) geliştirilmesiyle ortaya çıktı. Bu nedenle, dijital imzaların nasıl çalıştığını öğrenmek için önce hash ve açık anahtar şifrelemenin temel işlevlerini anlamalıyız.
Hash Fonksiyonları
Hash, dijital imza sisteminin önemli unsurlarından biridir. Karma işlemi, herhangi bir veri boyutunu sabit boyutlu bir çıktıya dönüştürmektir. Bu, hash işlevi olarak bilinen özel bir algoritma türü aracılığıyla yapılır. Hash işlevinin sonucu, hash değeri veya özet olarak adlandırılır. Kriptografi ile birleştirildiğinde, kriptografik sağlama işlevleri adı verilen bu işlevler, benzersiz bir dijital parmak izi işlevi gören bir karma değer (özet) oluşturmak için kullanılabilir. Bu, girdi verilerindeki (bilgilerdeki) herhangi bir değişikliğin tamamen farklı bir çıktı (karma değer) üreteceği anlamına gelir. Dijital verilerin bütünlüğünü doğrulamak için kriptografik hash fonksiyonlarının kullanılmasının nedeni budur.
Açık Anahtar Kriptografisi (PKC)
Genel anahtar şifrelemesi veya PKC, bir genel anahtar ve bir özel anahtardan oluşan anahtar çiftlerini kullanan bir şifreleme sistemini ifade eder. Bu iki anahtar matematiksel olarak bağlantılıdır ve şifreleme ve dijital imzalar için kullanılabilir. Bir şifreleme aracı olarak PKC, daha az simetrik şifreleme yönteminden daha güvenlidir.
Eski sistemlerde, bilgileri hem şifrelemek hem de şifresini çözmek için aynı anahtar kullanılır ve PKC’de veriler bir genel anahtar kullanılarak şifrelenir ve karşılık gelen bir özel anahtar kullanılır. Bunun dışında dijital imza oluşturulurken PKC yöntemi uygulanabilmektedir. Temel olarak bu işlem, bilgilerin (veya dijital verilerin) imzalayanın özel anahtarıyla şifrelenmesini içerir. Mesajın alıcısı, kaydeden tarafından sağlanan genel anahtarı kullanarak imzanın gerçekliğini doğrulayabilir.
Bazı durumlarda dijital imza, şifrelemeyi de içerebilir, ancak bu her zaman böyle değildir. Örneğin, Bitcoin blok zinciri PKC ve dijital imzalar kullanır, ancak birçok kişinin düşündüğünün aksine bu süreçte herhangi bir gizlilik söz konusu değildir. Teknik olarak Bitcoin, işlemleri doğrulamak için Ellipti Eğrisi Dijital İmza Algoritmasını (ECDSA) kullanır.
Dijital İmzalar Nasıl Çalışır?
Kripto paralar bağlamında, bir dijital imza sistemi genellikle üç temel adımdan oluşur: hash etme, imzalama ve doğrulama.
Veriyi Hash Etme
İlk adım, bilgileri veya dijital verileri silmektir. Bunu yapmak için, veriler bir karma algoritmadan geçirilerek bir karma değer oluşturulur (örn. bilgi koleksiyonu). Daha önce belirtildiği gibi, mesaj boyutları büyük ölçüde değişebilir, ancak girdi uygulandığında, ortaya çıkan tüm hash’ler aynı uzunlukta olacaktır. Bu hash fonksiyonunun en önemli kısmıdır.
Bununla birlikte, bir kişi imzasız mesajları imzalamak için özel anahtarını kullanabileceğinden, dijital imza oluşturmak için veri hashing gerekli değildir. Kripto para birimleri için, uzun karmaların kullanılması tüm işlemler için kritik olduğundan veriler her zaman kapalıdır.
İmzalama
Mesaj kaldırıldıktan sonra gönderenin imzalaması gerekir. Açık anahtar şifrelemenin devreye girdiği yer burasıdır. Her biri kendi metodolojisine sahip birçok dijital imza algoritması türü vardır. Ancak temel olarak, karma mesaj özel bir anahtarla imzalanır ve mesajın alıcısı, karşılık gelen genel anahtarı (imzalayan tarafından sağlanan) kullanarak mesajın gerçekliğini doğrular.
Başka bir deyişle, imza oluşturulurken özel anahtar dahil edilmezse, alıcı, mesajın gerçekliğini doğrulamak için karşılık gelen ortak anahtarı kullanamaz. Gönderen, bir genel ve özel anahtar oluşturur, ancak alıcıyla yalnızca ortak anahtar paylaşılır. Ayrıca, her mesajın içeriğiyle bir dijital imzanın ilişkili olduğuna dikkat etmek önemlidir. Mesajdan bağımsız olarak genellikle aynı olan el yazısı imzanın aksine, dijital olarak imzalanan her mesajın benzersiz bir dijital imzası olacaktır.
Doğrulama
Tüm süreci sonuna kadar açıklayacak bir örnek üzerinden gidelim. Alice’in Bob’a bir mesaj yazdığını, onu hash’lediğini ve dijital bir imza oluşturmak için hash değerini kendi özel anahtarıyla birleştirdiğini varsayalım. İmza, mesaj için benzersiz bir dijital parmak izi görevi görecektir.
Bob mesajı aldığında, Alice tarafından sağlanan genel anahtarı kullanarak dijital imzanın geçerliliğini doğrulayabilir. Bu şekilde Bob, imzayı yaratanın Alice olduğundan emin olabilir, çünkü yalnızca Alice’in genel anahtarla eşleşen bir özel anahtarı vardır (en azından öyle olmasını umuyoruz).
Alice’in anahtarını gizli tutması bu yüzden çok önemlidir. Alice’in özel anahtarı başka birinin eline geçerse, dijital imza oluşturarak Alice’in kimliğine bürünebilir. Bitcoin söz konusu olduğunda bu, birisinin Alice’in izni olmadan Bitcoin’lerini taşımak veya harcamak için onun özel anahtarını kullandığı anlamına gelir.
Dijital İmzalar Neden Önemlidir?
Dijital imzalar genellikle üç amaç için kullanılır: veri bütünlüğü, kimlik doğrulama ve kimlik doğrulama.
Veri bütünlüğü. Bob, Alice’in mesajının kendisine ulaşana kadar düzenlenmediğini onaylayabilir. Bu bilgilerde yapılacak herhangi bir değişiklik tamamen farklı bir imza oluşturacaktır. Analiz. Alice kendi özel anahtarını gizli tuttuğu sürece Bob, Alice’in genel anahtarını dijital imzayı başkasının değil Alice’in oluşturduğunu kanıtlamak için kullanabilir. inkar edemem İmza oluşturulduktan sonra Alice, gelecekte özel anahtarı bir şekilde başkasının eline geçerse imzasını inkar edemez.
Kullanım Alanları
Dijital imzalar, çeşitli belgelerde ve dijital sertifikalarda kullanılabilir. Bu nedenle farklı uygulamaları da vardır. Daha yaygın kullanımlardan bazıları şunlardır:
Bilgisayar Bilimi. İnternet iletişim sistemlerinin güvenliğini güçlendirmek. Para. Dijital imzalar denetimlere, harcama raporlarına, kredi sözleşmelerine ve daha fazlasına uygulanabilir. Doğru. Resmi belgeler de dahil olmak üzere her türlü ticari sözleşmeyi ve yasal anlaşmayı imzalayın. Sağlık. Dijital imzalar, reçetelerde ve tıbbi kayıtlarda sahtekarlığı önleyebilir. Blok zinciri. Dijital imzalar, yalnızca gerçek kripto para birimi kullanıcılarının para toplayacak işlemleri destekleyebilmesini sağlar (diğerleri özel anahtarlarından ödün vermediği sürece).
Sınırlamalar
Dijital imza sisteminin karşılaştığı ana zorluklar en az üç gereksinime dayanmaktadır:
- Algoritma. Sayısal imza işlemede kullanılan algoritmanın kalitesi önemlidir. Bu, güvenilir bir hash işlevi ve kriptografik yöntem seçmeyi içerir.
- Başvuru. Algoritma iyi ancak uygulama kötü ise dijital imza sisteminde bir sorun görmek mümkündür.
- Özel anahtar. Gizli anahtarlar açığa çıkarsa veya riske atılırsa, özgünlük ve reddedilemezlik özellikleri yok sayılır. Kripto para kullanıcıları için özel anahtarların kaybı büyük mali kayıplara yol açabilir.
Elektronik İmzalarla Dijital İmzaların Karşılaştırılması
En basit haliyle, dijital imza, belgeleri ve bilgileri imzalamak için herhangi bir elektronik aracın kullanılmasını ifade eden bir elektronik imza biçimidir. Bu nedenle, tüm dijital imzalar elektronik imzalardır, ancak her zaman doğru değildir. Aralarındaki en büyük fark inanç sistemidir. Dijital imzalar, hash fonksiyonları, açık anahtar şifrelemesi ve şifreleme teknikleri gibi kriptografik teknikleri kullanır.
Son Fikirler
Karma işlevler ve açık anahtar kriptografisi şu anda en yaygın kullanılan dijital imza sistemleri arasındadır. Dijital imzalar, uygun şekilde uygulanırsa, güvenliği artırabilir, tüm dijital verilerin bütünlüğünü ve doğrulanabilirliğini sağlayabilir. Blockchain dünyasında, dijital imzalar, kripto para birimi işlemlerini günlüğe kaydetmek ve doğrulamak için kullanılır.
Bitcoin için çok önemlidir, çünkü yalnızca özel anahtara sahip olanların paraları harcayabilmesini sağlar. Uzun yıllardır hem elektronik hem de dijital imzaları kullanıyor olsak da, her ikisi için de hala gelişme alanı var. Bugünün devlet kurumlarının çoğu hala kağıt tabanlıdır, ancak daha fazla dijital sisteme doğru ilerledikçe, muhtemelen dijital imza sistemine geçeceğiz.
Bu post hakkında tartışma