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前言

比特币中的密码学原理

1.哈希

2.签名

前言

学习肖臻老师的《区块链技术与应用》公开课笔记，供学习参考。

比特币中的密码学原理

1.哈希

• 密码学中使用的哈希函数（crypotographic hash function）

密码学中使用的哈希函数有两个重要的性质

1. collision resistance（防碰撞）

   collision指哈希碰撞：x≠y H(x)=H(y) 两个不同的输入，输出却是相等的。因为输入空间总大于输出空间，因此不可避免。除非暴力求解，很难根据x找到y。

   根据人们的实践经验已证实，哈希碰撞是不可人为制造的。

2. hiding（不可逆）

     哈希函数的计算过程为单向的不可逆的。该性质的前提是输入空间足够大，分布较均匀。

以上两种性质结合在一起，可实现digital commitment (又称为digital equivalent of a sealed envelope)：

将预测结果X输入计算哈希值Y，公布哈希值Y，最后公布X。在此过程中X不可被篡改。

• 比特币中使用的哈希函数

比特币中使用的哈希函数在密码学的基础上增加了一个性质：

puzzle friendly （不可预测）

即哈希值的计算是不可预测的

2.签名

在比特币中开户是在本地创立一个公私钥匙对(public key ,private key)，来自非对称的加密技术。

在信息交流中公钥用来加密以及验证签名，私钥用来解密和签名，公钥和私钥互不相同。当公钥和私钥相同时，为对称加密。在非对称的加密技术中公钥就像我们的银行卡的卡号，而私钥是我们的银行卡的密码，别人如果给我们转钱只需要知道我们的银行卡号就可以了。

但是产生公私钥以及签名的时候都需要有一个好的随机源，防止产生相同的公私钥或者泄露私钥。