Bitcoin - Cryptographic hash functionYouTube↗  IA↗(long shot)
Education  243.9K views 787 likes 32 dislikes   01 May 2013
Khan Academy 9.4M subscribers United States YouTube↗


Please select the problem
You must specify your email and describe the problem in detail
Describe your problem in detail if it's not obvious

Click to Play Video Click to Play Video
Kryptograficzne funkcje skrótu są podstawowym składnikiem
cryptographic hash functions are basically fundamental building blocks
wielu algorytmów i protokołów kryptograficznych.
that are used within many cryptographic algorithms and protocols and they have a
Odgrywają one bardzo ważną rolę w kontekście bezpieczeństwo informacji.
number of very important applications in the context of information security as a
Do najczęściej stosowanych algorytmów tego typu, znanych jako
whole now some of the more common algorithms in this category that are
kryptograficzne funkcje skrótu, należy np. funkcja MD5.
known as cryptographic hash functions include things like md5 and also it has
Jej poprzednikiem była funkcja MD4 i inne, a także takie algorytmy jak SHA-256.
some predecessors like MV 4 and others as well as algorithms like like sha-256
Przed nim były inne algorytmy, np. SHA-1.
and actually sha-256 is preceded by other algorithms like sha-1 and and so
Jest również kilka algorytmów, o których być może
on and also there are some algorithms
słyszeliście, a może są one wam nieco mniej znane. Należą do nich RIPEMD i BLAKE oraz Skein.
that maybe you've heard of or maybe that are a bit lesser-known but things like ripe MD and Blake and Skye and others
Kryptograficzne funkcje skrótu znajdują zastosowanie
now cryptographic hash functions are basically used as critical building
jako podstawowe części składowe wielu programów.
blocks in many applications and in
Po raz pierwszy zastosowano tego typu funkcje skrótu w kontekście podpisu cyfrowego.
really the first motivating application the first historical application of these types of hash functions was in the
Jest on używany w przeróżnych programach wykorzystujących kryptografię.
context of what's known as a as a digital signature digital signatures are used in so many different cryptographic applications today
Stanowi podstawę wielu protokołów w handlu elektronicznym.
they're they're the cornerstone of many e-commerce protocols they are used in
Używa się ich m. in. podczas generowania Bitcoinów.
doing things like Bitcoin generation and
Z kryptograficznych funkcji skrótu korzysta się także w protokołach uwierzytelniania wiadomości,
so on cryptographic hash functions are also used in things like message
w generowaniu liczb pseudolosowych i ochronie hasła.
authentication protocols in pseudo random number generation and password
Do pewnego stopnia również w szyfrowaniu.
security even encryption to some degree
Właściwie poza wykorzystaniem w podpisach cyfrowych
in fact aside from their use of digital
funkcje skrótu znajdują również zastosowanie w innych przypadkach, m. in. w protokole Bitcoin.
signatures these hash functions are also used in other places in the Bitcoin protocol as well so first of all let me
Po pierwsze muszę wyjaśnić, czym jest kryptograficzna funkcja skrótu.
talk about what a cryptographic hash function actually is and of course as
Oczywiście jak sama nazwa wskazuje jest to funkcja skrótu, czyli funkcja przyjmująca dane.
the name implies the the first thing it is it's a hash function and by hash function I basically mean that it will take input it's a mathematical function
Jest to funkcja matematyczna czy też przekształcenie,
or transformation if you will
które przyjmuje konkretne dane. Dane te nazywamy "wiadomościami".
that takes a particular input and we call this input a message okay and the
Mogą mieć one dowolną długość, a funkcja skrótu dokonuje na tych danych
message can be of arbitrary length and the hash function basically applies a
przekształcenia matematycznego, prawdopodobnie zestawu przekształceń,
mathematical transformation maybe a set of mathematical transformations to this
aby stworzyć pojedynczą informację wyjściową. Zazwyczaj nazywamy ją skrótem, ale
input to produce a single output and we typically call this output a die
czasami można się spotkać z określeniem tag lub hasz albo fingerprint.
although sometimes you will see the output referred to as a as a tag or as a hash or and the fingerprint but digest
"Skrót" jest jednak najczęściej stosowaną nazwą. Sama nazwa funkcji MD5, która była jedną z pierwszych
is sort of the most common nomenclature in fact md5 which was one of the one of
funkcji skrótu, oznacza "Skrót wiadomości 5", MD4 oznacza "Skrót wiadomości 4", itd.
the earlier hash functions stands for message digest 5 ok and MD 4th messages are just for and so on and so forth ok
Wiadomość, tak jak już wspomniałem, może być dowolnego rozmiaru,
now the message as I mentioned briefly can be of arbitrary size it can be as
może być tak długa lub krótka, jak tylko zechcesz, jednak wiadomość wyjściowa,
long as you want or as short as you want but the output the size of the digest or
rozmiar skrótu / tagu będzie zawsze jednakowy.
the size of the tag is going to be fixed
Na przykład w kontekście funkcji skrótu takiej jak
in length and for example in the context
np. SHA-256, skrót będzie miał rozmiar dokładnie 256 bitów.
of a hash function like let's say sha-256 the digest will actually be exactly 256 bits in length ok so it's
Dane po skróceniu mają więc określony rozmiar, ale dane wejściowe mają dowolny rozmiar.
going to have a fixed length output but an arbitrary length input ok and the
Kolejną rzeczą na temat kryptograficznych funkcjach skrótu, o której chciałbym wspomnieć
other thing I want to point out about these cryptographic hash functions that
to fakt, że są to funkcje deterministyczne.
the the function here is a deterministic
Oznacza to, że określone dane wyjściowe po wyjściu są zawsze takie same.
function and by that I mean that the output will always be the same for a
Dla danej informacji wejściowej za każdym razem otrzymasz taki sam wynik.
given input so if you have a given input
Nie zaistnieje sytuacja, w której określone dane przyniosą dwa różne wyniki.
you're going to see the exact same output you won't have a situation in which maybe a given input will have two
Zawsze będą one jednakowe.
different possible outputs it's going to be consistent ok now traditional
W informatyce już od jakiegoś czasu stosuje się konwencjonalne funkcje skrótu
traditional hash functions that have been used in computer science for quite
i są one wykorzystywane w wielu programach komputerowych.
some time and they're used in many computing applications for example you
Na przykład słyszeliście być może o czymś takim jak funkcje skrótu stosowane do tworzenia tablicy mieszającej.
may have heard of something like a hash one can use and something called the hash table but the kinds of hash
Jednak tego rodzaju funkcje skrótu, i tu podkreślam,
functions that are used in hash tables
niekoniecznie są takie same jak kryptograficzne funkcje skrótu.
and I want to stress this they aren't necessarily the same as cryptographic
Określenie "kryptograficzne" jest tutaj bardzo istotne.
hash functions ok the qualifier cryptographic here is very very
Zazwyczaj oznacza ono, że ta funkcja skrótu posiada pewien zestaw
important and it usually means or implies that that hash function has to
wyróżniających je cech charakterystycznych, dzięki którym są użyteczne
have a certain set of critical design goals and maybe some particular properties in mind that make it suitable
w programach wykorzystujących kryptografię, w których bezpieczeństwo / prywatność
for use in applications that use cryptography or in cryptographic applications areas where perhaps
lub poufność / uwierzytelnienie są bardzo istotne.
security or privacy or confidentiality or authentication is a serious concern
Przede wszystkim, co być może jest oczywiste,
ok so first and foremost it may be in describing some of these properties is that and maybe this almost goes without
jedną z niezbędnych cech kryptograficznych funkcji skrótu jest wydajność numeryczna.
saying one of the first properties you want have a cryptographic hash function is that it should be computationally
computationally efficient
Oznacza to, że nie powinno jej zajmować wiele czasu obliczanie danych wyjściowych.
and by that I mean that it shouldn't take a lot of time to compute the output from a given input if you're you're
Jeżeli masz wiadomość i chcesz poddać ją szeregowi przekształceń, aby otrzymać jej skrót,
given a message and you want to apply this set of transformations to that message to get a digest that set of
wykonanie tych przekształceń nie powinno zabierać dużo czasu.
transformations should not take a long time to implement on a computer to be
Na komputerze powinno to przebiegać bardzo szybko.
very fast or relatively fast and it
To może oczywiste, ale myślę, że trzeba to podkreślić,
almost goes without saying but I think it is important to stress and point it
ponieważ spotykałem się ze stosowaniem rażąco nieskutecznych funkcji skrótu.
out because I've seen people come up with grossly inefficient hash functions
Nie nadawałyby się one do użycia jako typowe kryptograficzne funkcje skrótu
sometimes and those would not be considered suitable in the context of
stosowane w programach komputerowych wykorzystujących kryptografię.
one typical cryptographic hash functions are used for cryptographic applications okay and the second property you
Kolejną zwykle niezbędną cechą, szczególnie istotną w kontekście cyfrowego podpisu, jest brak możliwości
typically need in the context and this is especially in the context of digital signing is that you want it to be the
wygenerowania 2 wiadomości wejściowych o takim samym skrócie.
case that it's hard to find two inputs that actually map to the same output I
To znaczy 2 różnych wiadomości, których skróty byłyby identyczne.
mean two distinct inputs whose corresponding digest is identical and
Tą cechę zwykle określa się jako odporność na kolizje.
this property is typically referred to as collision collision resistance okay
Oznacza to, że trudno jest znaleźć kolidujące pary wiadomości.
that means it's hard to find a colliding pair of input so in other words if you
Innymi słowy, jeśli mamy 2 wiadomości, nazwijmy je M1 i M2,
have two inputs and let's say you have some message and one you have a message
po przetworzeniu za pomocą funkcji skrótu nie powinny być one takie same.
m2 okay their output under the application of the hash function should not be the same you won't you won't ever
Nigdy nie będą identyczne. Nie zdarzy się nigdy, że skróty M1 i M2
have to be the same that the you won't ever have to be the case rather that the
otrzymane za pomocą funkcji skrótu są takie same. Nie powinny być takie same. Zawsze powinny być różne.
output of m1 and m2 under an application of the hash function is is the same it should they should never be the same should always be different okay now I
Teraz się trochę cofniemy. Oczywiście w praktyce, zakładając, że wiadomości mogą przyjmować dowolny rozmiar,
should take a step back here and point out that of course in practice given that messages can be of arbitrary size
a ich skrót musi mieć konkretny rozmiar, z matematycznego punktu widzenia nie jest możliwe zagwarantować, że
and given that the input or the output rather is a fixed size it's not mathematically possible to guarantee
2 różne wiadomości będą miały zawsze odmienne skróty.
that the output will always be different for for two distinct messages but what
Zazwyczaj jednak nie potrzebujemy koniecznie odmiennych skrótów wiadomości,
you typically want is not that the outputs are are necessarily different
ale chodzi o to, by trudno było znaleźć 2 różne wiadomości, z których otrzymuje się takie same skróty.
but that it's hard to find two distinct messages that produce the same output we
Wiemy, że takowe istnieją, z racji tego, że liczba kombinacji skracania wiadomości
know that they exist by virtue of the fact that there are many messages that can be hashed and only a finite and
jest skończona (jest stosunkowo niewielka w porównaniu do liczby wiadomości).
small number a relatively small number
Istnieje niewielka ilość możliwych do otrzymania wartości skrótów.
compared to the number of messages a smaller number of possible digest values
Poza tym odnalezienie 2 różnych wiadomości, których skróty byłyby identyczne
but outside from from that consideration it should be hard it should take a
przy zastosowaniu funkcji skrótu powinno zajmować niesamowicie dużo czasu.
long time and by long I mean an astronomically long time to find two distinct messages that would result in the same output under the application of
Trzecią rzeczą, o której chciałbym wspomnieć jest to, że w wielu przypadkach
the hash function okay now the third thing I want to point out is that in
możemy również oczekiwać od funkcji skrótu by były w stanie ukryć
many cases you might want also in the context of a hash function for the hash
informację na temat wiadomości wejściowej.
function to be able to hide information
Inaczej mówiąc wnioskowanie o wiadomości wejściowej
about the inputs in other words given the given the output
na podstawie wartości skrótu powinno być trudne.
it should be hard to glean anything useful or interesting about the input
Trudne powinno być uzyskanie jakiekolwiek szczegółowej informacji, nie tylko na temat całej wiadomości wejściowej,
okay anything any relevant detail in it and I don't just mean the whole input but
ale również czegoś tak prostego jak, "czy wiadomość wejściowa miała wartość parzystą czy nieparzystą?".
maybe even something as simple as you know was the input an even number or an
Tego rodzaju rzeczy powinny być trudne do wywnioskowania na podstawie skrótu.
odd number I mean that should be the kind of thing that should be hard to infer when you see the output even
Nawet coś tak prostego jak parzystość czy nieparzystość wartości wiadomości wejściowej.
something as simple as the the evenness or oddness of the input okay now a
Czwartą cechą, której zwykle wymaga się od funkcji skrótu jest zapewnienie prawidłowego rozkładu skrótów. Inaczej mówiąc, rozkład skrótów powinien sprawiać wrażenie losowego.
fourth property I want to point out is that you typically want the output to be well distributed in other words the the the output you know should look should
Powinien wyglądać jak ciąg wyników otrzymanych za pomocą rzutu monetą.
look random in other words it should look like like a set of coin flips took
Jego układ powinien być nieprzewidywalny, nie powinien odwzorowywać etapów tworzenia skrótu.
place not that there was a predictable way in which the output was created okay
Oznacza to, że to prawie tak jakbyście rzucili garścią monet by otrzymać skrót.
and really what that means is that and you can think of it maybe more conceptually as it's almost as if you flipped a bunch of coins to get to the
Powinien wyglądać tak, jakby został otrzymany losowo.
output it should look just that random okay and so what you can really think of
Kryptograficzne funkcje skrótu możecie postrzegać więc jako matematyczny ekwiwalent ???.
cryptographic hash functions as is perhaps maybe the mathematical equivalent for mathematical analog of a
Mogą więc przyjmować wiadomości i poddawać je matematycznym przekształceniom, w wyniku których wiadomość wyjściowa
meat grinder of sorta can take inputs and apply these these mathematical transformations to them such that the
uzyskiwana w jakimkolwiek celu, jest całkowicie losowa i niepowiązana z pierwotną wiadomością wejściową.
output looks for all intents and purposes completely random and unrelated to the original input okay I do want to
Teraz chciałbym podzielić się kilkoma uwagami na temat tych
make a few quick remarks about these
szczególnych właściwości. Po pierwsze są one ze sobą powiązane.
particular properties and first of all they are interrelated for example if you
Na przykład w sytuacji, w której skróty rzeczywiście sprawiają wrażenie niepowiązanych
have a situation where the outputs let's say really appear to bear no relationship to the input and the
z wiadomością wejściową i skróty także wyglądają na przypadkowe,
outputs also look random then then that
to w dużym stopniu otrzymujemy dzięki temu odporność na kolizje.
will in fact give you two large agree a lot of the collision resistance
Sam fakt, że nie można przewidzieć wartości skrótu oraz fakt, że ukrywa on poufne informacje
properties because just the fact that you can't predict the output of the fact
nie oznacza, że trudne jest odnalezienie dwóch różnych wiadomości wejściowych o takich samych skrótach.
that it hides all this information implies that it's going to be hard to find two inputs that are distinct that map to
Czasami możesz korzystać z jednej właściwości kosztem innych.
the same output and so sometimes you get one property in exchange for the others
Druga rzecz, na którą chciałbym zwrócić uwagę to fakt, że w praktyce od tych właściwości zazwyczaj możemy
now the second thing I want to point out is that typically these properties in practice or maybe even in interline
oczekiwać, że spełnią swoje zadanie, ale nie mamy na to gwarancji.
mathematics are things that you you hope for but you can't always guarantee that they'll they'll always hold it and it
Możliwe jest zaprojektowanie funkcji skrótu, po której spodziewamy się, że
may be entirely possible that you could design a hash function that you think is
jest całkowicie odporna na kolizje, ale za jakiś czas może zjawić się ktoś, kto wpadnie na lepszy pomysł
completely collision resistant but someone might come along a year from now and come up with a more clever way for
radzenia sobie z kolizjami. Być może wynajdzie on doskonały sposób,
finding a collision maybe they'll find a
który nie wymaga wielkich nakładów pracy.
clever shortcut that does not involve doing a brute-force search of any sort
Jak się okazuje kryptografowie obecnie nie dysponują żadnymi
okay and it turns out to cryptographers for better or worse currently do not
matematycznymi technikami, które pozwoliłyby przezwyciężyć niektóre z tych ograniczeń.
have any mathematical technique they haven't developed techniques for being able to work around some of these
Często zakładamy, że jakieś systemy są bezpieczne, na podstawie tego jak długo są w użyciu.
limitations and so we often do take it on face value that these schemes are secure based on on how long they've been around okay I also want to point out the
Chciałbym zaznaczyć, że sposób w jaki Wam przedstawiłem niniejszy temat
last thing I want to point out is that
krótko mówiąc nie jest matematycznie precyzyjny.
this treatment that I've given is not meant to be mathematically rigorous by
Istnieje wiele bardziej szczegółowych sposobów na opisanie tych podstawowych właściwości.
by any stretch of the imagination there are far more precise ways to describe these underlying properties but my hope
Mam jednak nadzieję, że ten filmik przybliżył Wam nieco tajemnice
instead is that this video gives you maybe a bit of a flavor for what is
kryptograficznych funkcji skrótu bez zagłębiania się w matematyczne szczegóły.
required of a cryptographic hash function without maybe getting bogged down in some of the the mathematical minutiae and formalism
Similar videos:

Bitcoin 3/9 - Kryptograficzne funkcje skrótu
KhanAcademyPoPolsku
4.7K views 28 likes 2 dislikes 24 Aug 201632% match

Bitcoin - Digital Signatures
Khan Academy
143.7K views 353 likes 23 dislikes 01 May 201329% match

Bitcoin - Proof of work
Khan Academy
194.7K views 625 likes 59 dislikes 01 May 201328% match

Suspensions, colloids and solutions | Chemistry | Khan Academy
Khan Academy
608.1K views 2.1K likes 163 dislikes 02 Sep 200926% match

Bitcoin: What is it? | Money, banking and central banks | Finance & Capital Markets | Khan Academy
Khan Academy
469.8K views 854 likes 50 dislikes 03 May 201326% match


Probability density functions | Probability and Statistics | Khan Academy
Khan Academy
2M views 7.1K likes 402 dislikes 15 Feb 200926% match



Introduction to Random Variables
Khan Academy
956.2K views 3.6K likes 118 dislikes 15 Feb 200926% match

Surjective (onto) and injective (one-to-one) functions | Linear Algebra | Khan Academy
Khan Academy
727.8K views 4.7K likes 148 dislikes 29 Oct 200926% match

Exploring the solution set of Ax = b | Matrix transformations | Linear Algebra | Khan Academy
Khan Academy
187.4K views 169 likes 20 dislikes 30 Oct 200925% match


Triboelectric effect and charge | Physics | Khan Academy
Khan Academy
356.3K views 580 likes 23 dislikes 10 Dec 201425% match

Correlation and causality | Statistical studies | Probability and Statistics | Khan Academy
Khan Academy
789.6K views 1.9K likes 68 dislikes 18 Aug 201125% match


Are Space and Time An Illusion?
PBS Space Time
3M views 42.9K likes 1.6K dislikes 22 Apr 201525% match



Settings Privacy About Contact Donate