牛市课堂——2分钟搞懂区块链中的非对称式加密算法

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牛市课堂——2分钟搞懂区块链中的非对称式加密算法

在了解区块链技术的时候,我们经常能听到一种说法——不可篡改。那为什么区块链产品不易遭受篡改呢?其中之一就是非对称式加密算法的特性。那怎么给一个完全不懂密码学的人讲解什么是非对称加密?牛市课堂用2分钟通俗易懂讲解什么是非对称加密算法。

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牛市课堂——2分钟搞懂区块链中的非对称式加密算法

非对称加密算法是由对称算法演变而来的

1976年以前,所有的加密方法都是同一种模式即对称加密,它采用了对称密码编码技术。它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥,即加密密钥也可以用作解密密钥,这种方法在密码学中叫做对称加密算法,对称加密算法使用起来简单快捷,密钥较短。

传统的对称算法很好理解,就像有一个上锁的箱子,A和B想要通过这个箱子来互换信物,必须双方都有同样的钥匙,才能够打开箱子取出信物,钥匙不匹配,则箱子无法打开、宝物难以取出。

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对称算法的好处是:加解密都很快,只要密钥一致,可以立刻实现数据解密。但也存在缺点——加密数据易篡改、易破解。

对称算法对数据传输通道的安全要求很高,也就是说,钥匙的传输环境必须十分安全,否则就可能被别人偷取伪造。而且对称算法要求每个通信双方都有一套单独密钥,通信人数越多、密钥就庞大,管理起来过于繁杂。

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区块链权益验证的基础

1976年,两位美国计算机学家Whitfield Diffie 和Martin Hellman,提出了一种崭新构思,可以在不直接传递密钥的情况下,完成解密。这被称为“Diffie-Hellman密钥交换算法”。这个算法启发了其他科学家。

人们认识到,加密和解密可以使用不同的规则,只要这两种规则之间存在某种对应关系即可,这样就避免了直接传递密钥。这种新的加密模式被称为”非对称加密算法”。

数据加密解密和门锁很像。

最开始的时候,人们只想到了那种只能用钥匙“锁”数据的锁。如果在自己的电脑上自己加密数据,当然可以用最开始这种门锁的形式啦,方便快捷,简单易用。但是我们现在是通信时代啊,双方都想做安全的通信怎么办呢?

如果也用这种方法,通信就好像互相发送密码保险箱一样… 而且双方必须都有钥匙才能进行加密和解密。

也就是说,两个人都拿着保险箱的钥匙,你把数据放进去,用钥匙锁上发给我。我用同样的钥匙把保险箱打开,再把我的数据锁进保险箱,发送给你。

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非对称加密采用两套密钥,每个用户都有两个密钥:公钥和私钥,两个密钥互相匹配,但只有公钥对外公开,私钥仅用户本人持有。基于这种非对称加密算法,区块链通信难以被篡改,因而被认为是安全的。由于每个用户只需要两把密钥,对称加密存在的密钥库过于庞大的问题也随之消失,密钥的管理更简单。

在区块链系统内,所有权验证机制的基础是非对称加密算法,比如“哈希函数”,就是非对称加密。非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥和私有密钥,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密,反之亦然!

非对称加密不支持逆推!

加密时用的公钥,是公开全网可见的,所有人都可以用自己的公钥来加密一段信息。解密时用的私钥,只有信息拥有者才可以知道,被加密过的信息,只有拥有对应私钥的人才能够解密。

常见的非对称加密算法,除了哈希函数外,还有RSA、Elgamal、D-H、ECC(也叫椭圆曲线加密算法)。

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非对称加密的应用

非对称加密技术除了在区块链网络得到大量的应用之外,也在日常生活场景中有大量的应用。

信息加密

对信息的传输意义重大,防破解,防公钥丢失;登陆认证,服务器端保存公钥,客户端保存私钥,一个私钥登陆一个服务器,且数据传出到服务器被公钥加密;

数字签名

数字签名为了表明信息没有收到伪造,信息确实是信息拥有者发布的;

数字证书

数字证书是在实现信息的公钥加密后,签名和数字证书保证信息的再次加密的不可篡改。

在现如今的数字化时代中,对称和非对称加密在保护敏感信息和网络通信中扮演着重要角色。虽然两者都十分有用,但它们也各具优缺点,因此适用于不同的应用场景。随着密码学的不断发展,利用密码学能够更好的抵御各类全新和复杂的威胁,对称和非对称加密也与计算机安全紧密相关。

 

在比特币设计之初,人们便没有去试图分析背后的技术。而在比特币火热的之后,区块链网络的绝对安全,才引发大家纷纷探索背后的核心技术。区块链对众多先进技术的使用,使得一般手段无法对其造成影响。其中非对称加密技术的贡献也不容小觑,非对称加密算法使得区块链网络极其牢靠且具有普及的基础。

 

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