Algorithmus

Was ist ein Algorithmus?

Ein Algorithmus ist eine genau definierte Abfolge von Anweisungen oder eine Reihe von Regeln, die dazu dienen, eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen oder ein Problem zu lösen. Einfach ausgedrückt ist es wie ein Rezept in einem Kochbuch, das Ihnen Schritt für Schritt erklärt, wie man ein Gericht zubereitet. In der Informatik und Mathematik führen Algorithmen Operationen durch, führen Berechnungen durch und verarbeiten Daten, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Sie können von einfachen Formeln für arithmetische Operationen bis hin zu komplexen, mehrteiligen Prozessen reichen, die kritische Funktionen in Softwareanwendungen verwalten, wie das Sortieren von Daten oder das Finden von Pfaden in Navigationssystemen.

Was ist ein kryptographischer Algorithmus?

Ein kryptografischer Algorithmus ist eine spezielle Form eines Algorithmus, der zur Sicherung digitaler Informationen entwickelt wurde. Sie stellt sicher, dass die über Netzwerke übertragenen Daten vor unbefugtem Zugriff und Manipulationen geschützt sind. Diese Algorithmen verwenden Mathematik und Logik, um Daten in ein Format zu verschlüsseln, das für jeden, der den Dechiffrierschlüssel nicht hat, unlesbar ist. Dieses Verfahren hilft nicht nur bei der Wahrung der Vertraulichkeit der Daten, sondern gewährleistet auch ihre Integrität und Authentizität, da jede Veränderung der verschlüsselten Daten leicht erkannt werden kann.

Kryptographische Algorithmen sind unerlässlich für die Schaffung sicherer digitaler Umgebungen, insbesondere für Online-Transaktionen und -Kommunikation. Sie werden in zwei Haupttypen eingeteilt: symmetrische Algorithmen, die denselben Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung verwenden, und asymmetrische Algorithmen, die ein Schlüsselpaar verwenden (einen öffentlichen Schlüssel für die Verschlüsselung und einen privaten Schlüssel für die Entschlüsselung). Diese Algorithmen bilden die Grundlage vieler Sicherheitsprotokolle, die in der modernen digitalen Kommunikation verwendet werden, einschließlich derer für sichere E-Mails, Online-Banking und Kryptowährungstransaktionen.

Gebräuchliche Algorithmen in Krypto

● SHA-256: SHA-256 wird von Bitcoin verwendet und ist eine kryptografische Hash-Funktion, die Eingabedaten in eine eindeutige 256-Bit-Signatur umwandelt. Er ist bekannt für seine hohe Sicherheit und Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe.

● Scrypt: Scrypt, der von Litecoin und anderen Kryptowährungen verwendet wird, ist speicherintensiver als SHA-256, was den Vorteil der Verwendung kundenspezifischer Hardwarelösungen wie ASICs verringert und das Mining für einzelne Nutzer zugänglicher macht.

● Ethash: Ethash war der von Ethereum verwendete Proof-of-Work-Algorithmus (bevor er 2022 auf Proof-of-Stake umgestellt wurde). Er wurde entwickelt, um ASIC-resistent zu sein, da er während des Mining-Prozesses mehr Speicherplatz benötigt und somit GPU-basierte Mining-Setups begünstigt.

● EdDSA (Ed25519): Dieser Algorithmus wird für die Erstellung digitaler Signaturen verwendet und ist für seine Geschwindigkeit, Sicherheit und Widerstandsfähigkeit gegenüber bestimmten Arten von kryptografischen Angriffen bekannt. Er wird in Kryptowährungen wie Cardano verwendet.

● X11: X11 wird von Dash verwendet und besteht aus einer Kette von 11 verschiedenen Hash-Algorithmen für den Proof-of-Work-Konsensmechanismus, was es komplex und schwierig macht, ASIC-Miner dafür zu produzieren.

Anwendungen von Algorithmen in Krypto

● Transaktionsüberprüfung: Algorithmen verarbeiten und überprüfen die Legitimität von Transaktionen, bevor sie in die Blockchain aufgenommen werden.

● Verbesserte Sicherheit: Kryptographische Algorithmen verschlüsseln die Daten und sorgen dafür, dass Transaktionen und Wallet-Inhalte vor Hacks und unbefugtem Zugriff geschützt sind.

● Konsensmodelle: Algorithmen wie Proof of Work (PoW) und Proof of Stake (PoS) werden verwendet, um sich über die Gültigkeit von Transaktionen und die Erstellung neuer Blöcke zu einigen, ohne dass eine zentrale Autorität erforderlich ist.

● Skalierbarkeit des Netzwerks: Hochentwickelte Algorithmen sollen die Skalierbarkeit von Blockchain-Netzwerken verbessern, so dass sie mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeiten können, ohne die Sicherheit oder Dezentralisierung zu beeinträchtigen.