区块链技术的基石:密码学简介

密码学是区块链的基石。密码学属于数学和计算机科学的分支,主要研究信息保密、信息完整性验证、分布式计算中的信息安全问题等。区块链中使用了哈希算法、加解密算法、数字证书与签名、零知识证明等现代密码学的多项技术成果。

区块链采用哈希算法和非对称加密技术来保证区块链账本的完整性和网络传输安全。哈希算法被用于生成区块链中各个单元(区块)的头信息,并通过在区块头中包含上一区块头信息的方式来实现区块之间的连接。同时,使用默克尔树(一种基于哈希算法的树结构)对区块中的具体事务或状态进行结构化组织并将概要信息(根哈希)存入区块头,使得人们对数据或状态的篡改变得极其困难。

随着区块链技术的进步和应用的日益广泛,比特币、以太坊等早期公有链项目完全公开化的账本难以满足人们对应用场景中对隐私的更高需求,所以,无须泄露数据本身即可证明某些数据真实的零知识证明技术被使用,在新兴的区块链项目中扮演着日益重要的角色。零知识证明指证明者(被验证者)能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下,使验证者相信某个论断是正确的协议。Zcash是首个使用零知识证明概念的区块链加密货币项目,而目前最大的智能合约平台以太坊也在2017年底的“拜占庭”分叉过程中引入了使用同态加密的零知识证明技术zkSNARKs(zreo knowledge Succinct Non-interactive ARguments of Knowledge)。

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