比特幣:區塊鏈入門 | 比特幣中的密碼學：數字簽名和轉賬基本原理_區塊鏈

我們一步一步的講，先以最簡單的發電子郵件為例。

現在A向B發出一封email，這封郵件是加密的，根據之前的公鑰加密原理也就是非對稱加密原理，B是收email的，那么，A就拿著B的公鑰加密這個email信息，B收到后用自己的私鑰就可以解開這個email信息，知道里面的內容。

大家對這個非對稱加密的流程已經比較熟悉了，這里面有一個問題，如果這個email的信息很重要，當然，不重要也不需要非對稱加密了。我是說如果這個信息里面是關于錢的，最直接的說就是A在郵件里寫了，“我欠了B十萬塊錢”，這時候這個email就有了一點點類似欠條的法律效用。

寧夏實現國網能源區塊鏈落地應用:6月24日，國家電網公司能源區塊鏈公共服務平臺——“國網鏈”在國網寧夏電力公司實現電力數據上鏈，寧夏電力公司也成為國網系統內接入“國網鏈”并實現業務數據上鏈和賦能核心生產業務應用的第一家省公司。

作為國家電網能源數字新基建十大任務之一，“國網鏈”是依托區塊鏈信息基礎設施打造的能源數字新基建重量級工程，借助公共服務能力實現整個電網公司數字化業務的高效運轉，賦能國際領先能源互聯網的建設。據了解，此次國網寧夏電力上線“國網鏈”的業務數據主要包括電力調度數據和安全生產數據，目前已上鏈380萬條相關業務數據。（新華網）[2020/6/24]

問題來了，欠條都需要有個簽字簽名手印等憑證，這個email有什么憑證呢？沒有，只能說這個email是寫給B的，因為是B的公鑰加密的，也只有B能用自己的私鑰解開看到，但是沒有什么憑證說明是誰寫的。

聲音 | 中國人民大學楊東：區塊鏈比人工智能、大數據等技術更能對金融有重大改造和突破:據新京報消息，11月20日，，中國人民大學金融科技研究中心主任、長江學者楊東在 “金融進化論：2019新京報金融科技論壇”上表示，區塊鏈和金融特別耦合。在所有技術中，區塊鏈是比人工智能、大數據等其他技術更能對金融有重大的改造和突破。另一方面，區塊鏈與大數據、人工智能的關系非常緊密。區塊鏈應用于金融領域，最重要的改變在于去中心、去中介。楊東提出，金融最大的問題是中心化太嚴重，通過技術手段能夠使得金融的價值得以最大限度發揮。楊東表示，相信區塊鏈的落地趨勢是必然的，現在已有很多數字貨幣交易所，金融場景中區塊鏈的應用是無限廣闊的，但是金融是高風險的，是需要高度管控的，所以應用會比較緩慢。[2019/11/20]

這個時候就需要一個東西，叫做數字簽名，就像是現實世界的親筆簽名、按手印。

動態 | 美國聯邦通信委員會考慮使用區塊鏈技術動態跟蹤和記錄無線頻譜:據ComputerWorld 報道，由于無線設備的快速增長，美國監管機構聯邦通信委員會（FCC）最近正在考慮將區塊鏈技術作為跟蹤，記錄和監控無線電波頻譜使用的一種手段。美國聯邦通信委員會專員Jessica Rosenworcel表示，“使用區塊鏈而不是傳統數據庫可以降低管理與組織無線頻譜相關流程的成本。當所有數據動態存儲在公共區塊鏈上時，它將識別正在使用的頻率和不使用的頻率的實時數據。該數據將有助于在任何給定時間根據不同區域發現無線電波的需求，并為動態許可其他空閑無線電波創造可能性。”[2019/5/7]

數字簽名如同指紋一樣獨一無二。怎么做呢？

動態 | 法國區塊鏈記者為巴黎圣母院重建發起比特幣基金籌集資金:據bitcoinnews消息，巴黎著名的圣母院(Notre Dame de Paris)發生嚴重火災，隨后法國區塊鏈記者格雷戈里·雷蒙德(Gregory Raymond)發起了一個比特幣基金，為重建這座法國首都最知名的地標建筑籌集資金。隨后雷蒙德在推特上發布了一個比特幣地址，標簽是“比特幣圣母”(bitcoinforNotreDame)，目前該錢包地址1JX3k1e1acXENqoKqaAtKKEdE9C2j4WsDB已經收到了四筆捐款，金額為0.02BTC。[2019/4/16]

A發信息給B，用自己的私鑰去加密這段信息，這時候B收到后，拿著A的公鑰，去驗證下是A發出的，這就是數字簽名。

這時候結合之前的方法，A發出的時候用A自己的私鑰對信息進行簽名，然后用B的公鑰進行加密，B收到后有B自己的私鑰解密看到信息，又可以用A的公鑰驗證簽名，整個流程就完成了。

用公鑰加密就是上圖，公鑰密碼的基本流程，用私鑰加密就是下圖，其實是一樣的，只不過翻了過來，一個用公鑰，一個用私鑰。

而私鑰加密相當于生成簽名，而用公鑰加密相當于驗證簽名。

公鑰和私鑰是成對出現的，有嚴謹的數學邏輯，用公鑰加密的密文只能用與之對應的私鑰進行解密；同樣的，用私鑰加密的密文需要與之對應的公鑰進行解密。也就是說用某個公鑰如果成功解密了密文，說明這個密文就是用和這個公鑰對應的私鑰加密得到的，而世界上掌握這個私鑰的人只有一個，也就是這個私鑰的主人。

講到這里，你就知道了，比特幣的交易信息傳遞，也是這樣的。

以上摘自比特幣的白皮書，相信各位讀者第一次看到這圖的時候，也是比較懵逼的狀態，因為不理解非對稱加密的話，理解這個圖有一定困難。

從創始區塊開始的轉賬都在這一個鏈條上，產生新的比特幣的方法就是挖礦，也就是生成貨幣的過程。而每一個交易比特幣的人，或者說轉賬，我轉給你10個比特幣，這個信息就是我的私鑰對之數字簽名，收到比特幣的人拿我的公鑰進行驗證，就知道是我轉的，而我轉給你的信息就是我拿著你的公鑰加密的，這個別人看得到對應的地址，別人也知道我這個地址轉給你的地址，但是能使用這個地址上的比特幣的只有擁有私鑰的你一個人。地址對應的人具體是誰不知道，也就是公開透明的轉賬，但是又保護隱私的原理。

至于私鑰推出公鑰，公鑰推出公鑰哈希，公鑰哈希推出地址，這個過程不是很難的東西，隨意去網上搜索就可以知道。公鑰私鑰加密解密的過程在比特幣網絡上自動就完成了，你看到的就是比特幣從一個地址轉到另一個地址。

所以，整個密碼學系列文章講到這里就打通了整個知識鏈條，從隱藏法、移位替換法到維基尼亞加密法到恩尼格瑪機，然后講到非對稱加密、哈希函數，以及利用哈希函數的挖礦原理，利用非對稱加密的數字簽名。比特幣就是建構在這個密碼學之樹上的一個重要果實。

如果你認真讀過這一個系列的文章，相信會超過很多人對密碼學和比特幣的認知，而如果能做到這一點，我的工作就沒有白費，我也希望看到文章的你，當有朋友問你比特幣是什么的時候，比特幣怎么轉賬的時候甩出一句“你知道非對稱加密法嗎？你知道哈希函數的作用嗎？我來給你講講吧”，當然，你也可以把我的系列文章發給朋友，先搞清楚基本原理，后面的都好理解。

作者：村頭二舊

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