区块链技术中会运用到哪些密码学原理?

发布于 2020-08-31 10:47:00

区块链技术中会运用到哪些密码学原理呢?

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区块链政策研究室
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(1)哈希算法
HASH 算法的目的是针对不同输入,产生一个唯一的固定长度的输出。HASH 算法有 3 个特点:一是不同的输入数据产生的输出数据必定不同;二是输入数据的微小变动会导致输出的较大不同;三是给定已知输出数据,无法还原出原始的输入数据。常用的 SHA-256 算法就是针对任意长的数据数列输出 256 位数据,实际使用中 SHA256 用于对区块链的每个区块数据进行 HASH 摘要后防止篡改, 同时结合 Merkle Tree 数据结构实现部分区块数据的 HASH 值验证。
(2)对称加密算法
对称加密算法利用加密密钥对原始数据进行加密处理,然后将加密后的密文发送给接收者,接收者利用同一密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成原始数据。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。区块链技术中常用的对称加密算法有 AES。
(3)非对称加密算法
非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(Public Key)和私有密钥(Private Key)。公开密钥与私有密钥是一对,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;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。
其实现机密信息交换的基本过程是:甲方生成一对密钥并将其中的一把作为公用密钥向其它方公开;得到该公用密钥的乙方使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给甲方;甲方再用自己保存的另一把专用密钥对加密后的信息进行解密。
(4) 数字签名算法
区块链技术中使用到的数字签名技术用于验证信息的完整性和真实性,基本流程如下:发送者将需要签名的原始数据进行 HASH 摘要,然后对摘要信息用私钥加密后与原始数据一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息,然后用同样 HASH 函数对收到的原文产生一个摘要信息,如果与解密的摘要信息对比相同则说明收到的信息是完整的,在传输过程中没有被修改,否则说明信息被修改过,因此数字签名能够验证信息的完整性。

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