HOR:现代密码学加密原理

密码学是在区块链技术中承担着非常重要的角色，但其实，在互联网中，也大量的使用着密码学的技术，本文将介绍现代密码学中的早期加密方法，这将有助于我们理解区块链中的复杂算法。第二次大战之后，从军方演化而来的互联网慢慢的进入了寻常百姓家，我们能够将一切事物都电子化处理，交易也不例外，于是电子银行也出现了，所有交易都可以通过网络进行。随着互联网用户越来越多，新的问题产生了，加密需要双方共享一个秘密的随机数，也就是秘钥，但从未谋面的两个人，如何就此共享密钥达成一致，而又不让第三方监听这知道呢？这将是现代密码学的目标。1976年，维特菲尔德和马丁赫尔曼找到了一种巧妙的解决方法，让我们用颜色为比喻来讲解该技巧是如何实现的：首先，明确我们的目标，发送者和接受者就秘密颜色达成一致，而不让窃听者知道，于是需要采用一种技巧，该技巧基于两点：一、混合两种颜色得到第三种颜色很容易；二、得到这种混合色后，想在此基础上知道原来的颜色就很难了，这就是锁的原理。朝一个方向容易，朝反方向难，这被称作是单向函数。解决方案是这样的，首先，他们公开对某种颜色达成一致，假设是黄色，然后发送者和接收者随机选取私有颜色，混到公共的黄色中，从而掩饰掉他们的私有颜色，并且将混合颜色发给接收者，接收者知道自己的私有颜色，并将它的混合颜色发给发送者，然后就是技巧的关键了，发送者和接收者将各自私有颜色加入到另一个人的混合色中，然后得到一种共享秘密颜色，此时，窃听者无法确定这种颜色，她必须有一种私有颜色才能确定，技巧就是这样，对密码学的世界中，我们需要一个数值的运算过程，这个过程向单一方向很容易，反方向会很难。离散函数问题

布宜诺斯艾利斯港将使用区块链技术实现海运系统现代化:7月20日消息，根据周五的一份新闻稿，隶属于阿根廷交通部的港口管理总局已经启动了一项招标，以升级其海运物流平台。该平台被称为e-PuertoBUE，处理航运公司、船队维护和海关互动等任务，部分依赖实体文书工作。区块链的实施将作为一个 \"数字公证人\"，在进行追踪方法和提供安全框架的同时，防止信息的改变。具体来说，区块链将协助文件流程，包括运输信息、电子托运单、危险货物的申报等。（coindesk）[2021/7/20 1:04:36]

我们需要一种朝一方向易，反方向难的数值过程，于是密码学家找到了模算数，也就是取余的函数，。假设我们考虑用质数做模型，比如17，我们找到17的一个原根，这里是3，它具有如下重要性质，取不同幂次时，结果会在时钟上均匀分布，3是一个生成元，取3的X次方，结果会等可能地出现在0和17中间任何整数上。但相反的过程就难了，比如给定12，要求这是3的多少次方，这被称为离散对数问题，这样我们就有了单向函数，一个方向计算很容易，但反方向就很难了，已知12，我们只能采用试错法，求出匹配的质数。

声音 | 黑龙江省政协副主席：用区块链等新一代信息技术助推龙江治理现代化:1月15日消息，黑龙江省政协副主席庞达表示，互联网、大数据、云计算、人工智能、5G、区块链等以数据为基础的新一代信息技术，在国家治理现代化建设进程中发挥着越来越重要的作用。应对区块链技术的“双刃剑”属性，需要提升应用新一代信息技术的能力和水平。庞达对此提出三条建议，包括消除数据壁垒，推进数字政务；消除能力恐慌，抓好普及应用，积极扶持运用区块链等新一代信息技术的企业；消除协作障碍，整合优势资源，促进区块链技术与人工智能、大数据、物联网等技术深度融合，推进新一代信息技术在黑龙江省建设中多领域、多场景的应用。（黑龙江日报）[2020/1/15]

这有多难呢？如果数字很小，这还很容易，但模数是长达数百位的质数，那么，想解密是不切实际的，即便借助世界上最强大的计算机，要遍历所有可能的情况，也需要上千年的时间，单向函数的强度取决于反向过程所需要的时间。迪菲赫尔曼密钥交换

声音 | 长沙晚报：积极运用区块链助力国家治理现代化:《长沙晚报》今日发表题为“积极运用区块链助力国家治理现代化”的评论文章。文章指出，在中央局第十八次集中学习中，总书记强调区块链技术的集成应用，区块链被提升到国家战略层面。区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的重要作用启示我们，区块链不仅要作为核心技术自主创新的重要突破口，还要作为推进国家治理现代化的重要依托。文章最后还表示，我们也要清醒地认识到，区块链技术发展尚处于早期阶段，应用还不成熟，运行安全面临挑战，可能给国家安全、意识形态安全、主权安全、金融安全等带来诸多风险。因此，既要作为产业蓝海来提前布局，又要合理规避其中的可能风险，强化顶层设计，完善机制建设，夯实底板，补足短板，推动区块链健康发展，使之成为助力国家治理现代化的有效手段。[2019/10/31]

解决方案是这样的，首先，发送者和接收者公开质模数和生成元，这里的例子中也就是17和3，然后发送者选择一个私有的随机数，比如15，计算315mod17，然后公开将此结果发送给接收者，之后接收者选择自己的私有随机数，比如13，计算313mod17，然后公开将此结果发送给对方。关键在于，将接收者的公开结果，取她的私有数字次方，以获得共享密钥，这里是10，接收者将发送者的公开结果，取她的私有数字次方，结果得到相同的共享密钥，可能大家还不好理解，但他们实际上进行了相同的运算。考虑发送者，她从接收者接收到的是12，来自313mod17，所以她的计算实际上是3∧13∧15mod17，而接收者，他从发送者那里接收6，来自315mod17，所以他的计算实际上是3∧15∧13mod17，两种计算结果是相同的，只是指数的顺序不同，调换指数顺序，结果不会改变，他们的结果都是，3取两人私有数字次幂，没有这些私有数字，15或13，第三方将无法求出结果。第三方会被困在离散对数问题之中，数字足够大时，实践中，她在合理时限内，几乎不可能破解，这就解决了交换密钥的问题，这可以同伪随机数生成器结合使用，为从未谋面的人提供通信加密。现在区块链常用的算法，如sha256，都是继承单向函数的设计思维，一个方向计算容易，反过来几乎不能破解，来保证安全。

声音 | Least Authority首席执行官：数据的可靠性 可信赖性等同于现代人类间的信任:9月12日消息，在近日举行的第四节区块链全球峰会上，Least Authority首席执行官Liz Steininger发表了主题为《安全性和隐私性对区块链技术的意义》的讲话，他表示，数据的可靠性，可信赖性等同于现代人类间的信任。区块链解决的就是人类的共识和信任问题，而现在很多黑客对放在链上的数据进行攻击，无论是个人隐私，还是企业的商业机密。所以公有链需要数据保密的措施。在搭建区块链生态之前，就应该先想到隐私和安全的问题。系统的安全搭建，要先从识别风险、风险发生概率及影响、谁为此承担责任等多方面来考虑。

对新行业也需要建立新标准、新监管。其中关于安全审查主要是对代码进行审查，建立代码安全机制，在黑客攻击前就查找到这些潜在威胁。另外对隐私安全完备的保护对社区也是一个很大的鼓舞。[2018/9/12]

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