罗马非一(yī)日建成。要想准确(què)理解
区块链技术的缘起,我们(men)需要回(huí)到四十多年(nián)前,研究现代(dài)密码学的(de)发展历史。
现代(dài)密码学的一个革命性的突破是解决(jué)对称密(mì)码算法(fǎ)无法在大(dà)规(guī)模的(de)信息加密传输中(zhōng)普及(jí)的问题。对称密码算法是指加(jiā)密和解密共用一个密码,也称(chēng)单钥密码算法。它的最大缺陷是,信息发(fā)送方必(bì)须和每(měi)个接(jiē)受方约(yuē)定好对称密钥(yào),那么在密钥的大规模分发过(guò)程(chéng)中,无法(fǎ)有(yǒu)效防止密钥被(bèi)窃取或者被人攻击,也(yě)不太容易去管理那么多的密钥(yào)。
对此,1976年(nián),Diffie(迪(dí)菲)和Hellman(赫尔曼)提出了新的思路(lù),他(tā)们将原(yuán)来的一个密钥一(yī)分为二,成一对密(mì)钥,一个密(mì)钥用于加(jiā)密,一个(gè)密钥用于解密(mì)。加(jiā)密密(mì)钥(yào)公开,称为公钥。解密密(mì)钥(yào)不能公开,唯(wéi)独本人秘密持(chí)有(yǒu),不(bú)能给别人知道(dào),称为私钥。
如果别(bié)人想给我发信息,他(tā)要用我(wǒ)的公钥对(duì)信(xìn)息进行加密,而只有我的私钥才能解开,其他(tā)任何人都解不开。同(tóng)样,我想给别人发消息,要用对方公开的加密(mì)密钥进行加密,而只有他手上有的那把私(sī)钥才能(néng)解开加密(mì)后的(de)信息(xī)。
这(zhè)样的思路就很好地解决了单密钥(yào)体(tǐ)系下的密钥大规模分发的问題(tí)。这就(jiù)是非对称(chēng)密(mì)码机制的思(sī)想。1978年,Rivest(李维斯特(tè))、Shamir(萨莫(mò)尔)和(hé)Adleman(阿德曼)提出著名的RSA密码算法,首次实现了非对称密码算法。
非对称密码(mǎ)算法除了解决开放系统中密钥大规模分发的问(wèn)题,还(hái)带来原来对称密码体(tǐ)制不具备的功能(néng),那就是非常独特的认(rèn)证功能(néng)。
比(bǐ)如,如果我想给别人发信息,我不仅用(yòng)别人(rén)的公钥对报(bào)文进行加密,同时我还可用我的(de)私钥进(jìn)行签名,这样别(bié)人就(jiù)可以用(yòng)我的公钥进(jìn)行验签,判定报文是不是从我这发送(sòng)。
认证功能的(de)出现使信息加密(mì)传(chuán)输形式(shì)发生革命性的变化(huà):信息既可以(yǐ)加密,也可以签(qiān)名,就像支票一样,让信息(xī)的加密传输有了主人的(de)感觉。所(suǒ)以说,非对称密码机制的实现是密(mì)码学的一次重大革(gé)命,密(mì)码学的应用因此从(cóng)军事(shì)领(lǐng)域走向(xiàng)民用领域。
哈希算(suàn)法是现代(dài)密码(mǎ)学的(de)又一个飞跃。它也叫“安全散列函(hán)数(shù)”,最早(zǎo)的SHA哈希算法由美(měi)国国家安全局(jú)设计,于1993年发布。2010年,中国国家密码(mǎ)管理局公布中国商用(yòng)密码哈希算法标准:SM3密码哈希算法。
哈(hā)希算法的优点(diǎn)是,它可以(yǐ)用(yòng)非常(cháng)简单的摘(zhāi)要信息描述原始信(xìn)息集;且计算(suàn)不可逆,给(gěi)定(dìng)输入很(hěn)容易得到输出,迅速(sù)收敛,但(dàn)是从输出计算回输(shū)入不可行;还有一(yī)个有意思的(de)特性是,只要输入信(xìn)息发(fā)生(shēng)稍微(wēi)变化,输出就变(biàn)得完全不(bú)一样。
基于这样优秀的(de)特(tè)性,哈希函数得到广泛的应用,我们习以为常的人民币冠(guàn)字号码即是(shì)由哈希算法产生的。在
数字货币领域,哈希算法常常被当做(zuò)数字货币交易挖(wā)矿、交易区块链接以及钱(qián)包(bāo)地址压缩生成的工具,更是得到广泛的(de)应用(yòng)。
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