區塊鏈入門 | 比特幣中的密碼學：數字簽名和轉賬基本原理_比特幣

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。

聲音 | OK區塊鏈工程院Shine JIANG：OK公鏈“出塊”實現高效無分叉:OK區塊鏈工程院技術負責人Shine JIANG在北大演講時，介紹了OK公鏈（OKChain）實現其高性能和可擴展性的解決方案。Shine JIANG表示，OKChain在滿足安全的前提下，創新性提出了雙鏈結構的狀態分片和基于BLS多簽的改進版PBFT共識，可以實現高效無分叉的出塊，極大提升了公鏈的性能和可擴展性。他進一步指出，當前業界在擴展性方面提出的很多方案，實際并未改善主鏈性能，比如二層擴容，一旦出現需要大量鏈上確認的場景，就會出現堵塞。另外DAG（有向無環圖）雖提升了交易性能，但存在一定的安全性和可實現性問[2018/11/30]

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 | 國家外匯管理局副局長：區塊鏈等金融科技在跨境層面對監管有效性構成挑戰:國家外匯管理局副局長陸磊7月8日在“第五屆金融科技外灘峰會”表示，可以想象，如果應用區塊鏈技術，可以很輕松地繞開銀行，實現資金跨境流轉。與此同時，數字貨幣洗錢是潛在威脅——用各種token、虛擬幣作為中介，先將匯款人所在地的法幣轉為代幣，再在收款端將代幣轉為收款人所在地的法定貨幣，事實上完成了跨境支付。[2018/7/9]

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。

數字簽名如同指紋一樣獨一無二。怎么做呢？

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。

金色財經現場報道 3am Block Community和DAC的聯合創始人Sky：區塊鏈市場比互聯網市場大100倍:金色財經獨家現場報道，在火幣Pro舉辦的Blockchain Festival千人大會上，3am Block Community和DAC的聯合創始人Sky認為，我們可以通過WeChat和Facebook交流并成為朋友，但區塊鏈卻可以交流價值和權利，更重要的是，區塊鏈市場很大，比互聯網市場大100倍。比特幣在加密貨幣市場成功了，并且在世界范圍內，無論是用戶還是資金量都在大量增加。區塊鏈改變了三項事，包括規模革命和金融工程、分布式的協作社區、經濟模型。[2018/5/25]

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。

百度金融區塊鏈負責人：區塊鏈可能是下一代的基礎設施、操作系統或者信任網絡:百度金融區塊鏈負責人李豐近日在接受采訪時表示，現在大公司入場是因為看好區塊鏈的某些方面；但是要真正走進普通人的生活，成為基礎設施，還有很長的路要走。他認為大公司目前仍是以探討為主，都不想錯過這個大蛋糕，認為這可能是下一代的基礎設施、操作系統或者信任網絡，所以一旦掌握底層技術之后將帶來無限的想象力。[2018/4/23]

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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