深入了解密码学和比特币的基础知识

您知道比特币和密码学密切相关吗？是的，这听起来可能很奇怪，但比特币的整个基础都是基于公钥加密和散列函数的使用。让我们在这个博客中深入了解密码学和比特币的基础知识。这包括：为什么它有用以及它与比特币的关系。

什么是密码学

在基本意义上，密码学是“秘密写作”。至少这就是“kryptos”和“graphein”这两个词的希腊词根的意思。密码学可用于记录信息，使其无法被第三方发现。密码学还可用于确保发送消息的人确实是他们所说的人。

计算密码学 - 三个分支

密码学是一门非常复杂的科学，但现代计算密码学具有三个主要分支：

· 对称键

· 非对称密钥（或更常见的“公钥”）

· 散列函数

对称密钥加密

在对称密钥加密中，发送方和接收方之间使用密钥来加密（或伪装）和解密（或显示）消息。比特币不使用对称密钥加密，所以让我们继续讨论其他两个分支并了解它们的重要性。

公钥加密

公钥密码术使用公钥和私钥来交换消息。公钥允许公开，任何人都可以看到；私钥永远不能共享（这很复杂，不是吗？）我们应该感谢 RSA 公司在 1977 年首次描述了这个算法。在最简单的情况下，该算法需要攻击者分解非常大的素数才能解码密钥和解密消息。在这种情况下，“大”数字目前从 2048 位开始 - 您可以尝试围绕如此大的数字进行思考！

使用公钥和私钥可以允许加密两种不同模式的消息。例如：假设 Alice比特币的基础知识，从她的朋友 Bob 那里检索一个公钥。如果 Alice 用 Bob 的公钥加密消息，那么只有 Bob 可以解密消息。因此，Alice 可以向 Bob 发送秘密消息。但是消息的真实性呢？ Bob 怎么知道是 Alice 发送的？

公钥密码学的第二个主要用途是对消息进行数字“签名”，以验证 Alice 确实在第一时间对消息进行了加密。 Alice 可以用她的私钥“签署”消息，这样任何拥有 Alice 公钥的人都可以解密该消息并验证只有 Alice 可以发送该消息。公钥和私钥不可逆转地联系在一起，允许任何想要证明消息来自 Alice 的人。请记住这一点 - 比特币广泛使用公钥，因此我们稍后会详细讨论。

好的，这是我们的第一个构建块。我们先讨论哈希函数，然后再讨论这些元素在比特币中具体是如何工作的。

哈希函数

哈希函数有两个关键属性：

1. 接受任意长度的输入并产生固定大小的输出

2. 将输出打乱，以便无法识别它来自给定的输入。

这意味着可以对整个文件（例如 1 GB 应用程序文件）进行哈希处理，以生成唯一标识该文件的 256 位输出。为什么这很重要？如果给我一个文件和一个哈希，我可以重新生成哈希并验证给定的文件没有以任何方式被修改。

好的，我们已经了解了技术细节。这和比特币有什么关系？

比特币使用

每个使用加密货币的人都有一个“私钥”，但你知道这个私钥只是通过上面讨论的公钥加密方法生成的吗？比特币使用 secp256k1 的椭圆曲线加密方法生成一对 256 位长的密钥（尝试在下次晚宴上使用这些知识！）

假设 Alice 想向 Bob 发送一个比特币。 Alice 创建一条消息或交易并将 Bob 的公钥附加到交易中。 Alice 用她的私钥签署交易，保证任何查看它的人都知道 Alice 是发送者。如何？ Alice 的公钥与她的私钥相关联。如果有人可以用她的公钥解密 Alice 的签名比特币的基础知识，那么他们就知道签名的人一定是 Alice。当然，我们可以讨论有关交易的更多细节，但交易的核心只是一条消息，它使用公钥加密来验证发送者的真实性。酷！

区块链和哈希

那么哈希是如何工作的呢？

比特币臭名昭著的区块链是一长串区块，每个区块通过哈希链接到前一个区块。这就是比特币的“去中心化”大放异彩的地方。没有中央服务器包含验证比特币交易所需的私钥；这些都在账本中完成。

从起始区块（区块链中的第一个区块）开始，每个区块都可以被一个一个地追踪。这就是去中心化货币系统的美妙之处——没有人负责系统，因为每个人都可以轻松验证通过区块链发生的每一笔交易。

密码学和比特币基础知识

在本文中，我们只触及了众所周知的冰山一角 - 关于密码学和比特币的基础知识还有很多需要深入研究。

希望您喜欢这篇关于密码学和比特币基础知识的文章！比特币和其他加密货币非常复杂和迷人。只有时间会证明哪种加密货币将成为游戏中的下一个主要参与者 - 因此，请务必在游戏展开时回来查看详细信息！