2.1 暗号（Cryptography）

暗号（cryptography）は、ブロックチェーンの安全のいちばん下の土台です。これが無いと、貴重品を置いた家の玄関を開けっぱなしにするようなものです。

特に大事な土台が3つあります：ハッシュ / 公開鍵暗号 / デジタル署名。順に、やさしく・正確に見ていきます。

① ハッシュ（hashing）

ハッシュは「データの指紋」です。どんな入力（1単語でも映画1本でも）を入れても、決まった長さの・ランダムに見える文字列が出てきます。

特徴をおさえましょう。

• 一方向：入力 → ハッシュは簡単。でもハッシュ → 元の入力は復元できない（総当たりで当てにいく以外は）。
• だから入力が予測できる（例：password123）と、攻撃者は「よくある候補」を片っぱしから試して一致を探せます。
• 対策が salt（ソルト）：データにランダムなゴミを足してからハッシュする。すると password123 でも当てにくくなります。
• 同じ発想が nonce（ナンス）：取引ごとに1回だけ使う数を混ぜて、取引をユニークにし、あとからコピーして再送（リプレイ）されるのを防ぎます。
• 入力を1文字変えるだけでハッシュは全く別物になる。Hello World と Hello World! で全然ちがうハッシュ。これが改ざん検知の仕組みです。

ブロックチェーンでは、各ブロックが前のブロックのハッシュを含みます。古い取引を書きかえると、そのハッシュが変わり、次のブロックとのつながりが壊れ、その先も全部壊れる。だから全ノードがすぐ不正に気づくわけです。

（→ やさしい版：ブロックチェーンってなに？ ／ ハッシュの応用は ZKの部品箱）

② 公開鍵暗号（Public-Key Cryptography）

2つで1組の鍵を使います。

• 秘密鍵（private key）＝パスワードのように絶対に守るもの
• 公開鍵（public key）＝メールアドレスのようにみんなに教えてよいもの

この2つは数学的に結びついています。

• Midnight では、公開鍵（またはそこから作るアドレス）があなたの口座のIDになり、秘密鍵がその口座を操作できる唯一のカギです。
• ⚠️ 秘密鍵を無くしたら、資産は永久に戻りません。パスワード再発行も窓口もありません（“not your keys, not your coins”）。

③ 認証と完全性（署名のはたらき）

送金とは、実は「コインを動かす」ことではなく、秘密鍵でメッセージに署名することです。

ネットワークはその署名を公開鍵で照合します。一致すれば、次の2つが分かります。

• 認証（authentication）：その取引は本当にあなたから出た（なりすませない）
• 完全性（integrity）：途中で改ざんされていない

④ 暗号化と秘匿（confidentiality）

公開鍵暗号は暗号化にも使えます。

• Midnight では、受信者の公開鍵で機密データ（受信者のID・取引の詳細など）を暗号化できます。
• 受信者だけが自分の秘密鍵で復号できる。だから公開台帳に記録されても、中身は当事者以外には秘密のままです。

⑤ デジタル署名（digital signatures）

デジタル署名は「この内容が、特定の人（の秘密鍵）によって作られ、改ざんされていない」ことを示す仕組み。Midnight の全ノードが、あなたの公開鍵で署名を検証します。

署名がもたらす3つ：

開発者として押さえる点

• ハッシュ＝一方向・改ざん検知。salt/nonce で予測・リプレイを防ぐ
• 秘密鍵＝全権。鍵管理が最重要（紛失＝終わり）
• 送金＝署名。認証・完全性・否認防止は署名から来る
• Midnight 固有：ハッシュで「見せずに証明」、公開鍵暗号で「公開台帳でも中身は秘密」。ZK はこの土台の上に乗る
• 実装では、ハッシュは Compact の persistentHash、コミットメントやマークル木として現れる（→ ZKの部品箱・Compactの書きかた）

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• やさしい版：ブロックチェーンってなに？ ／ ZKの部品箱
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