比特币和密码学概述

纸币、贵金属、收藏品和其他东西代表了我们的财富。 为了安全起见，我们将它们存放在银行和保险箱中。 多亏了武装部队，我们的财富在很大程度上是在人身安全方面实现的，而不必讨论经济意义。 试想一下，在信息技术日新月异的今天，如果经济学家和普通大众能够接受一个满足一定条件的人代表了我们的财富，那么用密码学来保证其基本的安全性就更合适了。

密码一词的科学定义与我们日常生活中的密码一词并不相同。 它是随着计算机科学的发展而日趋成熟的一种以数学为基础的信息安全技术。 生活中我们所说的QQ密码或者银行卡密码比特币密码是多少位，通常只是一个代表不同数字的字符串，它只是一个完整的密码算法的一小部分，暂且称之为密码算法的密钥。 例如，密码算法就像超B级防盗门锁芯及其配套钥匙。 生活中的密码这个词类似于钥匙。

通常我把信息安全分为网络安全和算法安全。 网络安全一般是指在防火墙、杀毒软件和入侵检测系统的帮助下，网络中的计算机利用操作系统漏洞、协议缺陷等安全隐患，使黑客难以发动有效攻击，从而实现信息安全。安全。 密码算法的安全性是指经过该算法加密后的信息在低于密码算法强度的解码时间内不会被他人破解。 对于比特币社区来说，交易平台的安全更多是基于网络安全，面临着巨大的挑战。 比特币本身的安全性是基于椭圆曲线密码学、SHA256等哈希函数的安全性。

此外，还有一些有效的方法可以从物理上与 Internet 隔离的计算机网络中窃取机密。 这种方法是在生产计算机时在硬件中植入一种特殊的芯片，然后通过监控计算机网络的供电电缆来恢复计算机上的一些数据。 因此，信息安全一直面临诸多严峻考验。 即使将比特币钱包存储在物理隔离的计算机上也不能保证绝对的安全。 不过，我们不必担心。 比特币和支付宝存款面临的网络安全问题基本相似。

作为密码学初学者，首先可以从以下两个方面对密码算法的安全性有一个大概的了解：

首先，当今广泛使用的密码算法均经过国际密码学界严格设计，并经过该领域顶尖专家学者的安全性分析。 国际密码学研究协会（IACR）负责三个最高级别的密码学学术会议：美国密码学年会、欧洲密码学年会和亚洲密码学年会。 IACR还建立了一个网站eprint，向全世界发布密码学领域的最新研究论文，更新速度很快，2013年共有882篇。首先在密码分析方面，王晓云教授山东大学于2005年在欧洲秘密会议上提出了MD4和MD5的碰撞攻击，并于同年在美国哈希函数研讨会上展示了SHA-1的分析结果。 其次，以密码设计为例，美国国家标准技术研究院ANSI于1997年开始向全世界征集先进的加密标准AES，分组密码算法Rijndael经过3年的分析和研究，终于在2000年成为加密标准。密码学领域的讨论。 标准。

其次，对于一个合格的密码算法比特币密码是多少位，窃贼需要很长时间才能利用现有的计算资源通过对密文进行加密得到明文。 以两个人生成相同的数字签名为例，根据王晓云教授的结论，需要2^63次碰撞才能找到一个哈希函数SHA-1。 按照目前天河二号超级计算机的连续浮点计算速度，大约需要5分钟。 如果是用于生成比特币地址的SHA256，天河二号大约需要2.48年才能找到碰撞，所以2022年找到一次哈希碰撞是天文数字，现在微软WORD文件的数字签名有效默认情况下只有一年。

根据我系编写的教材的结构，根据发送方和接收方的密钥是否相同，将加密算法分为对称加密和非对称加密。 对称密码包括商业中广泛使用的分组密码，国防关键领域使用的序列密码，以及比特币使用的SHA256和RIPEMD160等哈希函数。 非对称密码学也称为公钥密码学，主要是基于算法的复杂性，例如著名的RSA和比特币使用的椭圆曲线算法。 其他如数字签名和安全套接字层 SSL 被视为加密协议。

中本聪将比特币称为P2P现金系统，很多人通常将比特币理解为一种基于密码学的计算机协议。 从比特币与密码学的关系来看，哈希运算是密码学的名称，比特币挖矿是对应应用层级的名称。 《比特币与密码学》系列文章试图在密码学和比特币之间架起一座桥梁，帮助作者和大家更好地了解和推广比特币。 有好的建议请留言。

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