O que é um nonce em criptografia?

Os mineradores de criptomoedas geram novos blocos e os validam, então esses blocos são adicionados ao Blockchain. À medida que os mineradores tentam validar esses blocos, eles devem completar a prova de trabalho o mais rápido possível. Isto permite que este bloco seja aceito pela rede de criptomoedas. É a partir deste momento que vem o nonce criptográfico.

Nonce atua como parte central da prova de trabalho e refere-se a um número que só pode ser usado uma vez. É um número aleatório ou semi-aleatório gerado para um uso específico.

Está relacionado à comunicação criptográfica e à tecnologia da informação (TI). O termo significa “número usado uma vez"Ou"número uma vez” e é comumente referido como um nonce criptográfico.

Neste artigo você aprenderá tudo sobre Nonces. Mas antes disso, sugiro que você leia este artigo sobre garfos criptográficos.

Tipicamente, um nonce é um valor que varia ao longo do tempo para verificar se valores específicos não são reutilizados. Pode ser um carimbo de data/hora, um contador de visitas a uma página da Web ou um marcador especial destinado a limitar ou impedir a repetição ou reprodução não autorizada de um arquivo.

Quais são os outros significados de nonce?

No uso geral, fora da computação, tem vários significados. Eles incluem o seguinte:

Nonce pode significar “para a ocasião imediata"Ou"por enquanto“. Uma palavra nonce é um neologismo – uma palavra ou frase recém-cunhada – criada para um único uso, como inclusão em uma obra de ficção.

Uma vez criadas, as palavras nonce muitas vezes chegam à linguagem cotidiana. Por exemplo, Lewis Carroll cunhou a palavra "cacarejar” para o poema Jabberwocky, e James Joyce cunhou a palavra “quark” para seu romance Finnegans Wake.

Comandos Nonce são um termo arquitetônico que descreve designs personalizados exclusivos ou derivados de comandos clássicos ou convenções de design em arquitetura. Um nonce também é uma gíria britânica para pedófilo.

Tipos de valores nonce

Um nonce pode ser classificado pela forma como é gerado, aleatoriamente ou sequencialmente. Um nonce aleatório é produzido juntando números arbitrários. No entanto, um nonce sequencial é produzido gradualmente.

O uso do método nonce sequencial garante que os valores não sejam repetidos, não possam ser repetidos e não ocupem espaço desnecessário.

O uso do método random nonce protege contra invasores que coletam várias chaves em um sistema. Idealmente, um nonce terá partes aleatórias e sequenciais.

Por exemplo, um timestamp de 15:01 17/09/2020 seria um nonce sequencial, pois é produzido de forma incremental. É altamente improvável que o valor tenha acontecido antes ou volte a acontecer. É um pouco previsível. Um hacker pode aprender o padrão de geração de chaves com registro de data e hora e adivinhar o valor da próxima.

Um gerador de números pseudo-aleatórios pode produzir nonces mais imprevisíveis. No entanto, seria menos provável que fosse único, pois há uma chance de o mesmo número aleatório ser gerado mais de uma vez.

Como usá-lo?

Os valores nonce podem ser usados ​​para uma variedade de aplicativos de computação, incluindo os seguintes:

Cerquilha. Os sistemas de prova de trabalho usam valores nonce para variar a entrada de uma função. hash criptográfico. Isso ajuda a cumprir condições arbitrárias e a fornecer a dificuldade desejada.

Inicialização. Um vetor de inicialização é um nonce usado para criptografia de dados. É usado apenas uma vez por sessão e evita a repetição de sequências no texto cifrado. A identificação de repetições pode ajudar um invasor a quebrar uma cifra.

Gerenciamento de identidade. Recuperação de conta, autenticação de dois fatores ou logon único são recursos de gerenciamento de identidade que podem usar valores nonce.

Assinaturas eletrônicas. Os valores nonce secretos às vezes são usados ​​por ferramentas de assinatura eletrônica para criar, comparar e verificar assinaturas.

Criptomoeda. Em algumas criptomoedas, um nonce é usado para criar um hash criptográfico que se conecta a um blockchain. Na mineração de Bitcoin, um golden nonce refere-se a um valor de hash abaixo da dificuldade alvo.

Criptografia assimétrica. Em casos específicos de criptografia de chave pública, como no aperto de mão Secure Socket Layer / Segurança da Camada de Transporte, dois valores nonce exclusivos são trocados.

Um valor é fornecido pelo cliente enquanto o outro é fornecido pelo servidor. Isso é chamado de criptografia assimétrica e protege cada conexão contra ataques ou adulterações.

Como o hardware afeta a verificação nonce?

Para ser recompensado pela verificação do Nonce, os mineradores devem verificar nonces o mais cedo possível. Para fazer isso, os mineradores devem equipar seus sistemas de mineração com GPUs robustas, que emprestam seu poder de processamento ao rede blockchain. Se um minerador descobre um Golden Nonce, ele é adicionado ao Blockchain e o minerador recebe uma recompensa por isso.

Um nonce é um elemento crucial de um blockchain, que só pode ser usado uma vez na tecnologia criptográfica, independentemente de outras informações, que podem ou não mudar.

No caso dos Bitcoins, mineradores adivinham um Nonce que começa com um número fixo de zeros, que é seguido pela adição de um novo bloco com este Nonce ao Bitcoin Blockchain. O mineiro recebe uma recompensa por completar esta tarefa.

Nonces são usados ​​em comunicações criptográficas para verificar ataques de repetição. A blockchain só aceita Nonces que são únicos, marcadas com carimbos de data e hora diferentes, pois variam com o tempo.

A dificuldade de resolver equações matemáticas complexas para obter Nonces únicos depende do número de mineradores que mineram uma determinada moeda.

A dificuldade de descobrir nonces válidos aumenta quando muitos mineradores começam a minerar uma moeda específica. É ajustado para ter menor dificuldade se o número de mineiros começar a cair.

Então, um Nonce é um dos mais mais importante de um Bitcoin, porque é único e varia ao longo do tempo, o que garante que dois Nonces não tenham o mesmo valor ou comecem com o mesmo número de zeros os precedendo.

Cada novo Nonce, portanto, adiciona novas informações e ajusta a taxa de hash para atender aos requisitos impostos pela rede.

Exemplo de uso criptográfico

O nonce criptográfico é usado em protocolos de autenticação para se defender contra ataques de repetição. Os ataques de repetição ocorrem quando um invasor intercepta dados de autenticação em trânsito e os usa posteriormente para obter acesso à rede protegida.

Sites de comércio eletrônico normalmente usam um nonce para atribuir originalidade a cada compra. Sem isso, um invasor pode reproduzir as informações criptografadas quantas vezes desejar e fazer pedidos adicionais usando o mesmo nome de conta e informações de compra.

O provedor de comércio eletrônico PayPal usa nonces em seu sistema de criptografia para enviar informações confidenciais de pagamento. Isso ajuda a empresa a cumprir o padrão de segurança de dados do setor de cartões de pagamento.

Uso de nonce em criptomoeda

As criptomoedas usam a mineração blockchain, um processo ponto a ponto para manter a segurança e a autenticidade do registro blockchain. Como parte do processo, os mineradores de blockchain registram transações em moeda digital e criam novos Bitcoins ou outras criptomoedas.

Os mineradores validam a confiabilidade das transações e adicionam novos dados de transações ao registro público global de transações anteriores, criando o blockchain.

Os mineradores usam software e algoritmos sofisticados para resolver problemas complexos. O primeiro minerador a resolver um problema recebe um novo bloco da criptomoeda com a qual está trabalhando.

Nonce é o número arbitrário que os mineiros devem encontrar – essencialmente adivinhar – para produzir um número menor ou igual ao hash alvo. Aqui está um artigo que descreve todo o processo de mineração de criptomoedas.

Resolver o nonce requer tentativa e erro porque é uma string aleatória. Os mineradores irão adivinhar o nonce, adicioná-lo ao hash do cabeçalho do bloco atual, repetir o hash do valor e ver se ele é menor ou igual ao valor do hash de destino.