GaiaWorld：加密技术在区块链中的意义

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加密技术作为区块链技术里极其重要、不可或缺的一部分，为区块链的匿名性、不可篡改和不可伪造等特点保驾护航。如果说共识机制是区分一个公链质量的核心和灵魂，那么加密算法则是一个公链是否值得信赖、是否有基本的安全性的底线。不以达成共识、高交易速度为追求，只为“安全”这一个核心服务，是数字货币又称为加密货币的另一个原因。

比起共识算法，加密算法与密码学相关，更难理解，大多数公链采用的加密算法，都是经过反复验证和时间的检验的，几乎均采用保守型技术选型。加密算法一旦因为漏洞而被攻击，那么整条区块链的数据都将受到挑战。

如此重要的加密算法，需要应用在区块链哪些场景中，目前公链又普遍使用什么样的加密算法呢？

区块链使用的最为广泛的加密算法——非对称加密

加密算法一般分为对称加密和非对称加密，在区块链中普遍使用的是非对称加密。

对称加密是指：单钥密码系统的加密，同一个秘钥可以同时作为信息的加密和解密。

非对称加密是指：在加密和解密过程中使用两个非对称的密码，分别称为公钥和私钥。

非对称秘钥对具有两个特点：一是用其中一个密钥(公钥或私钥)加密信息后，只有另一个对应的密钥才能解开。二是公钥可向其他人公开，甚至人人可获取，私钥则保密，其他人无法通过该公钥推算出相应的私钥。利用此种算法生成的公钥和私钥，目前所知实际上是无法从公钥反向破解出私钥的。换句话说，如果你能破解椭圆曲线加密算法，你就不会在意比特币这点“小钱”。

非对称加密是一个统称，在非对称加密中，代表算法有 RSA、ECC/SM2。

RSA：经典的公钥算法，1978 年由Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman 共同提出，三人于2002 年获得图灵奖。对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之，对一极大整数做因数分解愈困难，RSA算法愈可靠。假如有人找到一种快速因数分解的算法的话，那么用RSA加密的信息的可靠性就肯定会极度下降。但找到这样的算法的可能性是非常小的。

ECC：椭圆曲线算法。在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分别独立提出。主要优势是在某些情况下它比其他的方法使用更小的密钥——比如RSA加密算法——提供相当的或更高等级的安全。另一个优势是可以定义群之间的双线性映射，基于Weil对或是Tate对；双线性映射已经在密码学中发现了大量的应用，例如基于身份的加密。不过一个缺点是加密和解密操作的实现比其他机制花费的时间长。

两者对比之下，各有千秋，但对于追求更高安全性的区块链来说，大多数公链还是会选择椭圆曲线算法。

加密算法的应用场景

非对称加密在区块链中主要应用于信息加密、数字签名和登录认证。即是主要应用在区块链数字货币交易中，防止篡改和伪造信息。

信息加密：信息发送者A利用信息接收者B的公钥将信息加密后再发给B，B即可利用自己的的私钥将信息解密。

数字签名场景：则是由发送者A 采用自己的私钥加密信息后发送给B，B使用A 的公钥对信息解密、从而可确保信息是由A发送的。

登录认证场景：则是由客户端使用私钥加密登录信息后发送给服务器，后者接收后采用该客户端的公钥解密并认证登录信息。

GaiaWorld：加密算法的安全是第一位的

由于加密算法并非一种能够轻松独创的技术， RSA的三个创始人均是麻省理工学院的密码学专家，三人还因创造了RSA而得到了图灵奖；而ECC的创始人Neal Koblitz 是华盛顿大学的数学教授和滑铁卢大学的兼职密码学教授。

可见想要独创加密算法是一件难度非常大，并且需要很长时间去验证安全性，安全可控性较低，所以大多数公链为了安全起见都会采用已有算法。比如比特币和以太坊均使用的是ECC椭圆体系加密。

椭圆曲线加密算法也是Gaia的选择——一个指数级的安全算法。

GaiaWorld使用椭圆曲线算法生成公钥和私钥，选择的是curve25519曲线。Curve25519 是目前最高水平的 Diffie-Hellman函数，适用于广泛的场景，由Daniel J. Bernstein教授设计。

在签名加密上，GaiaWorld选择的是椭圆曲线加密ed25519。ed25519是一个数字签名算法，签名和验证的性能都极高，一个4核2.4GHz 的 Westmere cpu，每秒可以验证 71000 个签名，安全性极高，等价于RSA约3000-bit。签名过程不依赖随机数生成器，不依赖hash函数的防碰撞性，没有时间通道攻击的问题，并且签名很小，只有64字节，公钥也很小，只有32字节。

加密算法的安全级别决定了整个公链的安全和可靠性，也是公链一切价值的底层建筑，Gaia对公链安全性的重视放在第一位。