Anahtarlar ve Özel Anahtarlar Nedir?

Açık ve özel anahtarlar, Açık Anahtarlı Şifreleme (PKC) veya Asimetrik Şifreleme olarak bilinen daha geniş çaplı bir kriptografi alanının kapsamındaki blok zinciri ağları üzerinde oluşturulan kripto paraların ayrılmaz bir bileşenidir. 
PKC’nin amacı; sürecin tersine çevrilmesini neredeyse imkansız hale getirirken, bir durumdan diğerine basit bir şekilde geçiş yapmak ve bu süreçte bir sırra sahip olduğunuzu o sırrı açığa çıkarmadan kanıtlamaktır. Bunun sonucundaki ürün tek yönlü bir matematiksel işlevdir ve bu da bir şeyin (yani bir işlemin) gerçekliğini doğrulamak için idealdir, çünkü sahtesi yapılamaz. PKC, açık ve özel anahtar olmak üzere iki anahtarlı bir model kullanır. Bunlar çoğunlukla bir asma kilit (açık anahtar) ve asma kilide erişmek için bir gerçek anahtarla (özel anahtar) temsil edilir.

Açık Anahtarlı Şifreleme (PKC)

PKC, tek bir yönde hesaplanması kolay ve tersine çevrilmesi neredeyse imkansız bir matematik problemi olan “Trapdoor function”ın matematiksel çözümü üzerine oluşturulmuştur. 
Bu problemi çözmek için bilgisayarların doğru cevabı hesaplaması çok uzun bir süre (yani binlerce yıl) alacaktır. PKC bağlamında, Asal Çarpanlarına Ayırma gibi matematiksel hileler, kriptografik imzaların ters mühendisliğini (yani sahteciliği) imkansız kılan trapdoor function’lardır, çünkü bilgisayarın neredeyse çözülemeyecek bir matematik problemini çözmesini gerektirir. 

Açık ve özel anahtar kavramları 

PKC’nin genel amacı, potansiyel olarak kötü niyetli dinleyicilerin olabileceği bir açık kanalda dijital imzalar kullanarak güvenli ve özel iletişime olanak vermektir. Kripto para bağlamında amaç, eşler arasında açık bir blok zinciri ağında yapılan bir işlemin gerçekten fonların sahibi tarafından imzalandığını ve sahte olmadığını kanıtlamaktır. 

Kripto paraya sahip olduğunuza, aslında sahip olduğunuz şey bir “özel anahtardır”. “Özel anahtarınız” sahibine, anahtarla ilişkili kripto paraları harcama hakkını verir. Kripto paralarınıza erişim sağladığı için, adından da anlaşılacağı üzere özel kalmalıdır. 
Açık anahtara ek olarak bir de özel anahtar bulunur ve açık anahtar ile özel anahtar arasında da bir kriptografik bağlantı vardır. Özel anahtara sahipseniz açık anahtarı kurtarmak mümkündür. Ancak yalnızca açık anahtarı kullanarak özel anahtarı bulmak imkansızdır.
Açık ve özel anahtarlar sırasıyla bir e-posta adresine ve parolaya benzer. 
Ayşe, teorik olarak özel anahtarından milyarlarca açık anahtar (adres) oluşturabilir. Yalnızca tek bir özel anahtara sahiptir ve bu özel anahtar yalnızca kendisinin bildiği bir özel parola, yani sır işlevini görür. Ayşe bir açık anahtar adresi oluşturduğunda bu adres, Bitcoin gibi kripto para birimleri gönderebilecekleri bir adres olarak ağdaki tüm kullanıcılara açık hâle gelir. Herkese açık adrese karşılık gelen anahtara sahip olduğundan, bu adrese gönderilen kripto paralara yalnızca Ayşe erişebilir. 

Bir işlem nasıl çalışır? 

Ayşe’nin özel anahtarı, bir işlemi yapan veya bir mesajı gönderen kişinin kendisi olduğunu kanıtlamak için kullanabileceği dijital imzasıdır. 
Örneğin; Ayşe, Ahmet’in dinlediği bir açık kanaldan Mehmet’e mesaj göndermek istiyorsa mesajı özel anahtarıyla şifreleyip Mehmet’e gönderebilir. Ayşe ayrıca, Mehmet’e onun açık anahtarıyla gönderdiği mesajla bir hash (kriptografik özet) çıktısı adı verilen özel bir değer de üretir. Mehmet, bu hash çıktısı olan mesajı ve kendi özel anahtarını kullanarak mesajın şifresini çözüp onu okuyabilir. 
Ahmet mesajı okuyamaz, çünkü yalnızca Ayşe’nin açık anahtarına ve kendi özel/açık anahtar çiftine sahiptir. Burada Trapdoor function’ları mükemmel bir şekilde iş görmektedir. Ahmet, bu mesaj ya da Ayşe’nin özel anahtarı üzerinde ters mühendislik yapamaz, çünkü bir trapdoor function kullanılarak oluşturulmuştur. 
Bitcoin’de işlemler, Bitcoin’in UTXO işlem modelinde bir dizi kullanıcının giriş ve çıkışlar şeklinde birbirlerinin açık adreslerine Bitcoin gönderip almasıdır. Ayşe açık anahtarını internette yayınlayabilir ve insanlar Ayşe’nin bu fonların özel anahtarının sahibi olduğunu bilerek bu adrese Bitcoin gönderebilir. 
Genel anlamda, Bitcoin’de node’lar (Bitcoin yazılımını çalıştıran kişiler), temel konsensüs kurallarını ve açık/özel anahtar çiftlerinin geçerli olduğuna dair kriptografik kanıtları kullanarak (Proof of work) hiçbirinin sahte olmadığından emin olmak için ağdaki işlemleri otomatikman kontrol eder ve doğrularlar.Sonuç olarak, matematiksel kanıt varsayımlarıyla korundukları için PKC kullanan Bitcoin gibi kripto paralarda işlemlerin sahtesini yapmak neredeyse imkansızdır.