暗号技術の基礎
CIA
| Confidentiality （機密性） | 第三者に盗聴されないように限られた人だけがデータにアクセスできる |
| Integrity （完全性） | データを改竄から保護できる |
| Availability （可用性） | 必要な時にいつでもアクセスできる |
※トランザクションのACID属性とは違います。
暗号方式
暗号技術は「鍵」と「アルゴリズム（ルール）」によって成り立つ。
共通鍵（対象鍵）方式
暗号と複合に同じ鍵を利用する。
AES（AdvancedEncyptionStandard）など。
デメリット
・鍵を安全に共有するコストが大きい
・通信相手が増えると管理する鍵が増えてしまう
公開鍵（非対称鍵）方式
1976に誕生。
暗号と復号に異なる鍵を利用する。
公開鍵は誰でも見れるが、秘密鍵は所有者しか知られないようにする。
口座番号と暗証番号の関係に似ている。
「RSA」「楕円曲線暗号」というアルゴリズムが利用される。
公開鍵暗号方式の仕組み
電子署名
電子署名（正しい送信者からの送信という検証）がないと、TXが改竄されているおそれがある。
秘密鍵が流出していない限り、送信者以外に電子署名はできないので、データの改竄防止が可能になる。
・送信者は「データ」と「データのハッシュを送信者の秘密鍵で暗号化したもの」を送信
・受信者は受信した『「データ」をハッシュ化したもの』と『「データのハッシュを送信者の秘密鍵で暗号化したもの」を送信者の公開鍵で復号化したもの』が一致することをか確認
CAとSSL
CA（認証局）＝電子証明書を発行する機関
これは「信任できる第三者（TrustedThirdParty）」。
公開鍵を認証局へ登録申請すると、本人確認が行われ、認証局の秘密鍵で電子署名した電子証明書が発行される。
SSL/TLSもWebサイトの公開鍵を認証局が電子署名することで、正当なWebサイトの運営者ということがわかり、フィッシングサイト対策にもなる。
認証局自体が信頼できるかどうかを確認したい場合は、ルート認証局／中間認証局を確認する必要がある。
※Man In The Middle Attack（中間者攻撃）
A->Bにデータを送る際に、AはBの公開鍵で暗号化するが、実はBの公開鍵がCの公開鍵だった場合、Cが自分の秘密鍵でデータを確認できてしまい、その後に本当のBの公開鍵で暗号化しBに送ると、AもBもそれには気づかない。公開鍵暗号方式はこのような問題がある。
セキュリティ対策
E2EE（EndToEndEncryption）
→自分のブラウザ（もしくはアプリ）でデータを暗号化してからサービス側に送る方式
※パスワード管理の重要性
一部のWebサービスではパスワードを平文で保存している。もしくは古いWebサービスだと弱いハッシュで暗号化されている。
2FA
ログイン認証＋セキュリティコードなどによる確認
→Google Authentication/Authy
Google Authenticator
・秘密鍵共有：ユーザ専用の秘密鍵をQRコードで読み取る
・カウンター表示：現在時刻を整数に変換して30秒で割って小数点以下を切り捨てたものを表示する。
・先頭6桁表示：秘密鍵とカウンターでハッシュ関数にかけて表示
・検証：サービス側とユーザは同じ鍵と時計を共有しているためセキュリティコードは一致する。
U2F
専用USBでのユーザ認証。端末内で公開鍵と秘密鍵ノエぱが生成され、サーバ内に公開鍵を登録する。ユーザがボタンをタップすることで電子署名が作成されて、本人確認が行われる。
ウォレット理解
仮想通貨の始め方
・クライアントをDLする
・ブロックチェーンを同期する
・取引所で購入する or 友人から送金してもらう
クライアント
・フルクライアント（コアクライアント、フルノード）
・軽量クライアント
フルノード
機能としては、ウォレット機能、マイナー機能、フルブロックチェーン機能、ルーティング機能を持ち合わせる。
フルブロックチェーン（台帳の完全版）があるので、不正や改竄を検証できる。
ただし、ディスクの空き容量が必要。
2020年3月260GB。
軽量クライアント
機能としては、ウォレット機能、ルーティング機能のみ。
ブロックヘッダのみで、トランザクションは保持しないので、データサイズはフルノードの1/1000程度となる。
他のノードと接続して任意のアドレスへのTXを収集する機能を持つ。
ウォレット
秘密鍵を保管するためのツール。公開鍵から算出されたアドレスがウォレット（ウォレットアドレス）。このアドレスに紐づくUTXOをかき集めることで残高を確認可能。
ウォレットの種類
| 種類 | 利便性 | 安全性 | 内容 |
| Webウォレット | ◎ | △ | 仮想通貨取引所は基本はこれ。ID/PASSで利用できる。 |
| ソフトウェアウォレット | ○ | ○ | 仮想通貨開発者が利用。BitcoinCoreが最も利用されている。 |
| ハードウォレット | △ | ◎ | 公式ページなどの正規ルートで購入すべき。 |
| ペーパーウォレット | △ | ◎ | アドレスと秘密鍵がQRコード形式で印刷されている。大量の仮想通貨や長期の保管に向いている。消失リスクはある。 |
利便性と安全性がトレードオフとなっている。
アドレス
・秘密鍵のウォレットアドレス
・公開鍵のウォレットアドレス
※WIF（Wallet Import Format）
秘密鍵と相互変換性がある
ウォレットアプリケーション
・残高表示
・複数のアドレスを管理可能
アドレスの構造
・1 or 3で始まる
→1の場合、公開鍵をハッシュしたアドレス
→3の場合、アウトプットのロックに使われるスクリプトをハッシュ化した「マルチシグネチャアドレス（MultiSig）」
※Base58で変換されている
・26 – 35文字の英数字
・prefix + entity(payload) + checksum
※Base58
※bech32
prefixはbcで、「Segregated Witness（SegWit）」に対応したアドレス。
マルチシグネチャアドレス（MultiSig）
・複数の署名が必要なアドレス
・複数人の秘密鍵で運用されることを想定。（例えば、社長、顧問弁護士、経理担当者の3人で「2 of 3 MultiSig」）
※M of N MultiSig
秘密鍵N個のうちM個の署名がないと送金できないようにできる
メインネットとテストネット
| メインネット | 価値のあるBitcionを送金できる |
| テストネット | 開発、実験のためのネットワーク。regtestというモードで他のノードやブロックとは連動せずに利用可能。 |
ホットウォレット・コールドウォレット
| ホットウォレット | インターネットに接続されている |
| コールドウォレット | ネットワークに「一度も」接続されたことのないウォレット 大量の仮想通貨を運用する場合は、HSM （HardwareSecurityModule）を使って秘密鍵をオンラインにしないようにする必要あり。 |
※HSM
暗号鍵の保護に特化したハードウェア。
内蔵された専用チップに秘密鍵を保存。
外部からどんな指示が送られても電子署名しか返さない。
Trezor、Ledger nanoが人気。
階層的決定性ウォレット（HDウォレット）
ウォレットには多くのアドレスが管理されている。
「決定性ウォレットアドレス」という考え方が用いられている。
乱数から秘密鍵を生成→マスター秘密鍵
マスター秘密鍵とインデックスを組み合わせて秘密鍵と公開鍵、アドレスを生成する。
さらに改良を加えたのが、階層的決定性ウォレット。アルゴリズムはBIP32で提案され、BIP44で定義されている。
BIP=Bitcoin Improvement Propsals
