Wat is cryptografie?

Definitie van cryptografie

Cryptografie is de wetenschap van het versleutelen en beschermen van informatie, zodat alleen de beoogde partijen toegang hebben. De informatie wordt versleuteld of verborgen zodat alleen de mensen met de juiste sleutel toegang krijgen. In een wereld waarin steeds meer van ons leven zich online afspeelt, wordt het beveiligen van data steeds belangrijker, daarom is cryptografie een belangrijk onderdeel geworden van online communicatie.

De term cryptografie komt uit de Griekse taal: kryptós (verborgen) en graphein (schrijven). Het woord betekent dus letterlijk "verborgen schrijven", maar nu zien we cryptografie als een manier om informatie veilig over te dragen. Cryptografie werkt op basis van encryptie: Het versleutelt (encrypten) en ontsleutelt (decrypteren) gegevens.

In cryptocurrency staat 'crypto' dan ook voor cryptografie, waarbij transacties veilig en zonder tussenpersoon (‘trustless’) uitgevoerd worden. Daarnaast wordt cryptografie ook dagelijks gebruikt bij het versturen en ontvangen van berichten op WhatsApp (end-to-end-encryptie), het inloggen bij banken of om e-mails te beveiligen.

Korte samenvatting

• Cryptografie is de wetenschap van het versleutelen en beschermen van informatie, zodat alleen geautoriseerde partijen toegang hebben.
• Het vormt de basis van cryptocurrencies, die veilige, trustless transacties mogelijk maken via public en private keys, blockchain en hashing.
• Er zijn drie hoofdvormen: symmetrische encryptie, asymmetrische encryptie en hashfuncties.
• Cryptografie garandeert geheimhouding, authenticatie, gegevensintegriteit en onweerlegbaarheid.
• Het wordt niet alleen gebruikt voor transacties, maar ook voor wallets, netwerken, smart contracts en digitale identiteitsverificatie.

Waar komt cryptografie vandaan?

Cryptografie is allesbehalve nieuw. Duizenden jaren geleden gebruikten mensen al cryptografie, door technieken te bedenken om informatie geheim te houden voor anderen. Zo werd het namelijk al gebruikt door de oude Egyptenaren. Hiërogliefen en andere symbolen werden gebruikt om religieuze teksten onleesbaar te maken voor buitenstaanders. Later werd het ook Caesar zijn beroemde Caesarversleuteling, waarbij gebruik werd gemaakt van een verschuiving van de letters in de zinnen.

In de middeleeuwen en latere oorlogen werd cryptografie steeds belangrijker. Koningen, generaals en spionnen konden door geheime codes hun strategieën communiceren en de beste aanvallen voorbereiden, zonder dat de vijand hiervan wist. In de tweede wereldoorlog werd cryptografie naar een nieuw niveau getild. Duitsland maakte bijvoorbeeld gebruik van de Enigma-machine, waarmee het alfabet compleet omgezet werd in andere letters. Uiteindelijk werd de Enigma-code gekraakt door de Britse wiskundige, genaamd Alan Turing, waardoor de geallieerden gecodeerde berichten van Duitsland konden ontcijferen.

Moderne cryptografie is veel geavanceerder dan vroeger. De opkomst van computers en het internet vereist digitale beveiliging, daarom zorgen complexe wiskundige algoritmen, computertechnologie, dat gevoelige gegevens beschermd blijven.

Welke rol speelt cryptografie bij cryptocurrencies?

De term "crypto" in cryptocurrency is afgeleid uit cryptografie. De allereerste cryptocurrency, Bitcoin, is dan ook volledig gebaseerd op cryptografie. Het idee achter Bitcoin werd in 2008 gepresenteerd in een white paper, geschreven door een pseudonieme persoon of groep genaamd Satoshi Nakamoto.

Een belangrijk probleem dat Satoshi Nakamoto oploste was het "double spending probleem", waarbij iemand theoretisch hetzelfde bedrag vaker zou kunnen uitgeven. Cryptografie voorkomt dit door middel van asymmetrische encryptie, blockchain en hashing:

• Asymmetrische encryptie (public en private keys): Elke cryptowallet heeft een private key (privésleutel) en een daaraan gekoppelde public key (publieke sleutel). De publieke sleutel kan gedeeld worden om crypto te ontvangen, terwijl de private key gebruikt wordt om toegang te krijgen tot deze crypto. De private key kan door cryptografie nooit afgeleid worden uit de public key.
• Blockchain en hashing: Elke transactie van een cryptocurrency wordt vastgelegd in een openbaar en onveranderbaar register, namelijk de blockchain. De naam zegt het eigenlijk al: het is een keten van blokken (met informatie), waarin alle transacties worden opgeslagen. Elk blok dat wordt toegevoegd wordt geverifieerd door het netwerk die gekoppeld zijn met een unieke hash. Dit zorgt er voor dat blokken niet zomaar aangepast kunnen worden en maakt het cryptocurrencies veilig.

Door het gebruik van cryptografie kunnen transacties van cryptocurrencies, zoals Bitcoin en Ethereum, trustless plaatsvinden, oftewel zonder dat een vertrouwd tussenpersoon de transactie moet goedkeuren.

Welke soorten cryptografie zijn er?

Cryptografie kent verschillende vormen met verschillende beveiligingsniveaus, waarbij het verschil vooral zit in de hoeveelheid cryptografische sleutels. De belangrijkste soorten zijn symmetrische cryptografie, asymmetrische cryptografie en hashfuncties.

Symmetrische cryptografie

Symmetrische cryptografie is cryptografie met een symmetrische sleutel en is de simpelste vorm van versleuteling. Bij symmetrische versleuteling gebruikt zowel de verzender als de ontvanger dezelfde geheime sleutel om een bericht of informatie te coderen en te decoderen. Algoritmen die dit toepassen, gebruikte bijvoorbeeld de (inmiddels verouderde) Data Encryption Standard (DES) en de (meer moderne) Advanced Encryption Standard (AES). Het gebruik van symmetrische encryptie is efficiënt en snel, maar kan nadelig zijn. De geheime sleutel mag niet onderschept worden, voordat het bij de ontvanger terecht komt, anders kan het bericht ontcijferd worden.

Asymmetrische cryptografie

Een veiligere variant is asymmetrische cryptografie (of ook wel publieke-sleutelsysteem genoemd), waarbij elke gebruiker op een netwerk asymmetrische sleutels gebruikt: namelijk een publieke sleutel (openbare sleutel) en een privésleutel. Het werkt als volgt: Iemand wil informatie verzenden en beveiligt deze met de public key van de ontvanger. De ontvanger kan zijn privésleutel gebruiken om het bericht te ontcijferen. Mocht het bericht onderweg toch onderschept worden, dan kan diegene het bericht niet lezen, omdat hij niet beschikt over de privésleutel.

Hashfuncties

De laatste soort cryptografie die we behandelen zijn hashfuncties, waarbij er helemaal geen sleutels worden gebruikt. Hash zorgt ervoor dat data omgezet wordt in een unieke reeks tekens van vaste lengte (de hashwaarde). De hashwaarde is in de praktijk uniek voor elke invoer (hoewel er theoretisch collisies kunnen optreden) en kan nooit worden teruggedraaid naar de originele tekst. Hashfuncties kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden om wachtwoorden of bestanden te verifiëren, zonder dat het de inhoud zelf opslaat.

Waarom is cryptografie zo belangrijk?

Cryptografie is essentieel voor de digitale veiligheid, niet alleen voor cryptocurrencies, maar voor de hele digitale wereld. Zonder cryptografie zou vertrouwelijke gegevens gemakkelijk onderschept en misbruikt kunnen worden. Voor crypto betekent dit dat er geen veilige wallets en dus geen veilige transacties plaats kunnen vinden op de blockchain.

Dit zijn de vier belangrijkste eigenschappen van cryptografie:

• Geheimhouding: Informatie kan alleen gelezen worden door de beoogde ontvanger met de geheime sleutel.
• Authenticatie: Door cryptografie kunnen gebruikers gecontroleerd worden of hij diegene is wie hij beweert te zijn.
• Gegevensintegriteit: De informatie die door cryptografie wordt verstuurd kan niet onopgemerkt aangepast worden.
• Onweerlegbaarheid: Transacties die zijn ondertekend met een private key, kan later niet ontkent worden, waardoor het fraude voorkomt en de betrouwbaarheid van het netwerk verhoogt.

Naast dat de blockchain cryptografie gebruikt om transacties te beveiligen, wordt het ook gebruikt in andere onderdelen van de crypto-wereld, bijvoorbeeld:

• Bij het aanmaken en gebruiken van crypto wallet.
• Voor de communicatie tussen nodes in een netwerk.
• Voor smart contracts (slimme contracten) op platforms zoals Ethereum.
• Voor verificatie van digitale identiteiten of eigendomsrechten, zoals NFT's.

Conclusie

Cryptografie is een fundamentele technologie in de digitale wereld waarmee de veiligheid en betrouwbaarheid van onze data wordt gewaarborgd. Van oude geheime codes tot de geavanceerde algoritmen achter cryptocurrencies, het stelt ons in staat informatie te beschermen tegen onbevoegden en vertrouwen te creëren zonder tussenpersonen. Dankzij cryptografie kunnen cryptocurrencies veilige, transparante en onveranderlijke transacties uitvoeren. Daarnaast speelt cryptografie een cruciale rol in verschillende toepassingen zoals digitale communicatie, digitale identiteit en smart contracts, waardoor het inmiddels onmisbaar is.