區塊鏈:密碼技術編織區塊鏈技術

密碼學一種協議，用來防止第三方查看私有數據。密碼學是區塊鏈的底層技術，結合了數學、計算機科學、物理、工程學等學科。

數字經濟時代，隱私保護問題日益突出。基于區塊鏈的加密算法技術，用戶可以對相應數據進行授權，從而確保用戶對自己個人數據享有絕對的“自主權”。傳統的區塊鏈在技術層面只是用到了最為簡單的密碼學工具——哈希算法和數字簽名算法。被譽為“互聯網安全教母”的宋曉冬認為，區塊鏈本身并不能提供真正的隱私保護。V神曾提出通過環簽名及零知識證明來提高以太坊的隱私保護功能。算力智庫認為，區塊鏈疊加零知識證明、同態加密等加密算法后才能實現隱私保護。區塊鏈發明者站在了計算機科學、密碼學、博弈論這三個“巨人”的肩膀上，如果區塊鏈用到的密碼學技術不安全，那么所有這些區塊鏈都會崩塌，不再有價值。密碼學主要有兩個功能，一是防止數據被不該知道的人知道，二是讓別人可以驗證數據是真實的。

北京豐臺：提高加密等數字貨幣關鍵密碼技術研發，探索數字金融沙盒實驗:金色財經報道，北京市豐臺區人民政府印發《“十四五”時期豐臺區高精尖產業發展規劃》，在金融科技（數字金融）方面，支持中國人民銀行數字貨幣研究所加強技術研發投入，穩妥推進數字人民幣試點應用場景建設，提高對稱、非對稱密碼算法、認證和加密等數字貨幣關鍵密碼技術研發能力，支持數字貨幣及相關底層平臺軟硬件系統的架構設計和開發。加強區塊鏈等技術發展，研究網絡模型、分布式存儲、零知識證明、鏈上鏈下協同、監管科技等技術，以應用場景開放推動區塊鏈技術在更大規模的商業場景中落地。探索數字金融沙盒實驗等業務監管新模式。[2022/2/19 10:02:38]

密碼學對區塊鏈的作用在于，它為區塊鏈數據不可偽造、不可篡改、可公開驗證和隱私保護提供了基礎保障。這是區塊鏈的信任之源，價值之泉。密碼學是區塊鏈的底層技術，沒有密碼學就沒有區塊鏈，沒有密碼學支撐的區塊鏈不可能安全。密碼技術編織區塊鏈技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個區塊中包含上一個區塊的hash值，用于驗證其信息的有效性和生成下一個區塊。其特點是：加解密使用相同的密匙；高效，使用于大量數據的加密場景；算法公開，安全性取決于密匙大小，但密匙越大效率越低，需要權衡在安全和效率中做權衡。區塊鏈中的密碼技術有哪些？布隆過濾器

動態 | 密碼技術廣泛應用于區塊鏈等領域 《密碼法》實施將有力推動網絡空間的安全建設:據央視報道，13日，第十屆中國信息安全法律大會在北京召開，參會的專家學者表示，明年元旦正式生效的《中華人民共和國密碼法》，是我國國家安全法律體系的重要組成部分。密碼技術廣泛應用于第二代居民身份證、芯片銀行卡、稅收、區塊鏈等領域，在當前網絡犯罪高發的態勢下，《密碼法》實施后，將有力推動網絡空間的安全建設，遏制網絡犯罪。[2019/12/15]

布隆過濾器是一種基于Hash的高效查找結構，能夠快速判斷某個元素是否在一個集合內。假如給定一個內容和存儲數組，通過構造Hash函數，使Hash值總量不超過數組的大小，就可以實現快速的基于內容的查找。如“算法改變人生”的Hash值如果是“1000”，則存放到數組的第1000個單元上去。如果需要快速查找任意內容，如“算法改變人生”字符串是否在存儲系統中，只需要計算Hash值，并用Hash值查看系統中對應元素即可。

聲音 | 北京師范大學吳沈括：密碼技術是區塊鏈技術安全運行的關鍵保障:據光明網消息，日前，我國首部《密碼法》審議通過，并將于2020年1月1日起施行。北京師范大學網絡法治國際中心執行主任吳沈括表示，密碼就像網絡空間的DNA，可以實現網絡世界身份防假冒、信息防泄密、內容防篡改等安全需求。區塊鏈技術將會以多種方式對隱私保護協議進行加密，作為區塊鏈技術的核心算法，多種密碼技術為其提供身份認證、數據校驗、隱私保護以及公平激勵等功能，是區塊鏈技術安全運行的關鍵保障。[2019/11/28]

布隆過濾器采用了多個Hash函數來提高空間利用率。對同一個給定輸入來說，多個Hash函數計算出多個地址，分別在對應的這些地址上標記為1。進行查找時，進行同樣的計算過程，并查看對應元素，如果都為1，則說明較大概率是存在該輸入。布隆過濾器相對單個Hash算法查找，大大提高了空間利用率，可以使用較少的空間來表示較大集合的存在關系。上面講的Hash查找和布隆過濾器，基本思想都是基于內容的編址。同態加密這是一種可以對密文直接進行處理，跟對明文進行處理后再對處理結果加密，得到的結果相同。同態加密可以保證實現處理者無法訪問到數據自身的信息。什么是同態呢？它來自代數領域，包括四種類型：加法同態、乘法同態、減法同態和除法同態。同時滿足加法同態和乘法同態，則意味著是代數同態，即全同態。同時滿足四種同態性，則被稱為算數同態。在計算機中如果實現了全同態意味著對于所有處理都可以實現同態性。只能實現部分特定操作的同態性，被稱為特定同態。區塊鏈中的應用：使用同態加密技術，運行在區塊鏈上的智能合約可以處理密文，而無法獲知真實數據，極大的提高了隱私安全性。雖然同態加密的優勢很明顯，并且已經實現，但是存在的問題就是需要較高的計算時間或存儲成本，相比傳統加密算法的性能和強度還有差距。數字簽名數字簽名可以證實某數字內容的完整性和確認其來源，也就是不可抵賴性。理論上所有的非對稱加密算法都可以用來實現數字簽名，常用算法包括DSA和ECSDA等。針對一些特定的安全需求，產生了一些特殊數字簽名技術：1、盲簽名：簽名者需要在無法看到原始內容的前提下對信息進行簽名。實現對所簽名內容的保護，防止簽名者看到原始內容；同時實現防止追蹤，簽名者無法將簽名內容和簽名結果進行對應。2、多重簽名：當x個簽名者中，收集到至少y個的簽名，即認為合法。x是提供的公鑰個數，y是需要匹配公鑰的最少的簽名個數。它可以有效地被應用在多人投票共同決策的場景中。比特幣交易中就支持多重簽名，可以實現多個人共同管理某個賬戶的比特幣交易。3、群簽名：群組內某一個成員可以代表群組進行匿名簽名。簽名可以驗證來自于該群組，卻無法準確追蹤到簽名的是哪個成員。同樣存在一些問題，就是群簽名需要存在一個群管理員來添加新的群成員，因此存在群管理員可能追蹤到簽名成員身份的風險。4、環簽名：簽名者首先選定一個包括簽名者自身的臨時簽名者集合。用自己的私鑰和簽名集合中其他人的公鑰就可以獨立的產生簽名，而無需他人的幫助。簽名者集合中的其他成員可能并不知道自己被包含在最終的簽名中。環簽名的主要用途在保護匿名性，屬于一種簡化的群簽名。

聲音 | 海淀區檢察院白磊：需加強基層治理機構人員對于區塊鏈和密碼技術的認識:據光明網消息，日前，我國首部《密碼法》審議通過，并將于2020年1月1日起施行。北京市海淀區檢察院第二檢察部檢察官白磊表示，數字貨幣出現之后，隨之引發的區塊鏈網絡安全隱患、數字貨幣管理體系建設等新情況，都需要專業技術領域的人才來分析應對。需要提升履行監管人員的區塊鏈密碼專業技術知識背景，通過建立一套成熟的監管和應用預案，加強基層治理機構人員對于區塊鏈和密碼技術的認識，提升監管治理水平和能力。[2019/11/28]

數字證書數字證書分為兩類：加密數字證書和簽名驗證數字證書，前者用于保護用于加密用途的公鑰，后者保護用于簽名用途的公鑰。兩種類型的公鑰也可以同時放在同一證書中。同時證書需要由證書認證機構CA來進行簽發和背書。權威的商業證書認證機構包括DigiCert、GlobalSign等。用戶也可以自行搭建CA系統，在私有網絡中進行使用。一個數字證書內容可能包括證書域、CA對證書的簽名算法和簽名值等。證書的頒發者還需要對證書內容利用自己的私鑰進行簽名，以防止他人篡改證書內容。總體而言，目前區塊鏈技術在系統安全何應用安全等方面都存在著很多亟待解決的問題。這些問題也是區塊鏈技術應用于更多核心領域時需要重視且解決的關鍵問題，值得進一步探索與深入研究。區塊鏈的發展引起了產業界與學術界的廣泛關注，其不斷得到研究與應用。

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