密碼學是學習區(qū)塊鏈技術(shù)最重要的課程之一雀鹃。
因為區(qū)塊鏈技術(shù)幻工，包括比特幣，它們之所以這么安全黎茎，最重要的基石就是密碼囊颅，包括非對稱加密、哈希、數(shù)字簽名這些技術(shù)踢代。
如果不理解密碼盲憎，就不能理解之后的簽名、地址胳挎、驗證等問題饼疙。
對非專業(yè)研究算法的我們來說，密碼學的原理并不復雜串远，關(guān)鍵掌握以下要點：
一宏多、進制&存儲單位
1、進制是一種計數(shù)方法
（注：上圖“2進制”與“10進制”寫反了）
2澡罚、存儲單位
（注：上圖“BG”應為“GB”，“TG”應為“PG”）
比特幣挖礦算力8359PH/s肾请，指比特幣每秒鐘的算力達到8359PG的哈希量留搔。
二、加密解密
1铛铁、對稱加密
對稱加密中隔显，密鑰只有一個，一旦密鑰丟失或被盜饵逐，任何得到密鑰的人都能解密信息括眠。這也正是對稱加密的缺點，傳遞過程中無法確保密鑰的絕對安全倍权。
對稱加密中的密鑰就類似于我們在諜戰(zhàn)劇中看到的密碼本掷豺，任何得到密碼本的人都可以根據(jù)密碼本破譯出原文，所以密碼本的安全傳遞就非常重要薄声。
那怎樣才能更安全的傳遞信息呢当船？
這就需要非對稱加密。
2默辨、非對稱加密
非對稱加密由公鑰和私鑰進行加密德频。
私鑰是本機電腦上自動生成的。公鑰是私鑰根據(jù)算法生成的缩幸。
傳遞的只是公鑰壹置。私鑰由個人保存，用于解密表谊。
發(fā)送方將信息用接收方的公鑰進行加密（公鑰可以公開）钞护，隨機生成一段密文，接收方接到密文后铃肯，用自己的私鑰進行解密患亿，還原信息。
整個過程解決了安全問題，但沒有解決“接收方如何驗證信息是由指定的發(fā)送方發(fā)送”的問題步藕。
就好比我收到了一個信息惦界，我還原了這個信息，我如何知道這個信息是你發(fā)給我的而不是別的人發(fā)給我的咙冗？
這就需要數(shù)字簽名沾歪。
在談數(shù)字簽名之前，我們先談談另一個重要的概念：哈希雾消。
三灾搏、哈希-Hash
哈希是將一段任意長度的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為一段定長的數(shù)據(jù)立润。
我們可以根據(jù)原數(shù)據(jù)生成哈希值狂窑，但無法通過哈希倒推出原數(shù)據(jù)。這個過程是不可逆的桑腮。
（公鑰加密后生成的密文是隨機的泉哈，但都能用對應的私鑰進行解密。
而同一數(shù)據(jù)生成的哈希值是確定的破讨，因此哈希值可以用來驗證數(shù)據(jù)丛晦。）
下圖為哈希運算界面
你可以將任意長度的數(shù)據(jù)，無論是幾K或是幾G的文件輸入提陶，點擊“Hash”烫沙，就會生成很多格式的哈希值。以前比較常用的有MD5隙笆，但是隨著計算機算力的增強現(xiàn)在它的安全性受到了挑戰(zhàn)⌒啃睿現(xiàn)在比特幣的哈希值采用的是“SHA-256”格式，今后也許會采用“SHA-384”或其它長的格式仲器。
哈厦郝剩可以用于很多方面。比如財務軟件安全下載乏冀。
如果你要下載一款炒股的軟件蝶糯，下載界面就會出現(xiàn)它的哈希結(jié)果：MD5……
當你下載完成以后，你想驗證你所下載的這個軟件是不是安全的辆沦，你就可以對這個下載的文件進行哈希：
然后生成的哈希結(jié)果與原下載界面的哈希結(jié)果進行比對驗證昼捍，如果一致，證明這個軟件是安全的肢扯，沒有被篡改過妒茬。
哈希還可以用于用戶密碼的存儲：
現(xiàn)在很多服務器都不直接存儲用戶密碼的明文，那樣一旦被攻擊蔚晨，或者發(fā)生數(shù)據(jù)庫管理員監(jiān)守自盜乍钻，所有的信息直接暴露肛循。
因為哈希的不可逆性，哈希值可以用來驗證用戶密碼银择，卻不能倒推出用戶密碼多糠，所以現(xiàn)在大多服務器存儲的都是哈希。
但是哈希存儲可以用“彩虹表攻擊”的方法浩考，就是先大量的輸入猜測的密碼夹孔，用生成的哈希值與服務器存儲的哈希值作比對，一旦一致就可以倒推出用戶密碼析孽。
針對“彩虹表攻擊”搭伤，現(xiàn)在很多服務器采取的是“鹽+哈希”存儲的方式袜瞬，就是在原密碼的基礎(chǔ)上怜俐，引入一個隨機數(shù)，比如時間吞滞，當做“鹽”佑菩，生成一個新的哈希，這樣就使得彩虹表失效裁赠。
四、簽名
發(fā)送方將信息用接收方的公鑰進行加密赴精，生成一個隨機的密文佩捞，發(fā)送給接收方。
接受方接到密文后蕾哟，用自己的密鑰進行解密一忱，得到一個信息。
接收方如何確認這個信息是指定的發(fā)送方所發(fā)送的呢谭确？
這就需要數(shù)字簽名帘营。
發(fā)送方先將信息進行哈希，生成的摘要用自己的私鑰進行簽名逐哈，然后發(fā)送給接收方芬迄。
接收方接收后，用發(fā)送方的公鑰進行解密昂秃，生成一個摘要禀梳。
然后接收方再把之前收到的信息進行哈希，生成一個摘要肠骆。兩個摘要做比對算途，如果一致，就證明是確定的發(fā)送方發(fā)送的蚀腿。
在實際應用中嘴瓤，由證書授權(quán)重心CA來證明“我確實是我”。
五、結(jié)語
相信學完這一課廓脆，你對公鑰筛谚、私鑰、哈希狞贱、簽名等都有了新的認識刻获。
公鑰加密，私鑰解密瞎嬉。
私鑰簽名蝎毡，公鑰解密。
區(qū)塊鏈的世界氧枣，切記要保護好自己的私鑰沐兵。
（本文根據(jù)新大區(qū)塊鏈課程整理，授課人：周兵便监，圖片來源：課程PPT）
