區塊鏈:對稱、非對稱公鑰加密是如何工作的？

作者 | Shiva Sai Kumar B

翻譯 | 火火醬，責編 | Carol

出品 | 區塊鏈大本營（ID：blockchain_camp）

加密技術讓區塊鏈技術變得更加強大，并逐漸從其他技術中脫穎而出。密碼學使用了先進的數學原理和方法來傳輸和存儲數據，這種存儲方式要求只有數據接收者才能對數據進行讀取和處理。

“加密是密碼學的核心概念——它以一種‘除了接收者以外沒有任何人可以解密’的方式對消息進行編碼，因為其他人無法理解消息格式，所以它可以防止數據被竊聽者竊聽。”

報告：交易所不對稱收費結構正減少交易員利潤:金色財經報道，maker-taker收費結構是決定盈利能力的基本方式之一。普遍的假設是，這種價格體系有利于交易員，其可以轉向費用較低的交易所。數字資產衍生品交易所ZUBR在4月2日發布的一份報告中考察了不對稱收費背后的經濟理論、激勵因素和實際影響。報告指出，不對稱的收費結構正在減少交易員的利潤。盡管流動性提供者（maker）回扣最初會增加流動性，隨著更多高頻交易商相互競爭，收益減少，從而降低盈利能力，進而導致市場效率下降。報告還指出，事實證明，回扣更多地與市場份額爭奪有關，而與市場有效性和效率無關。[2020/4/4]

先快速介紹一下加密技術。凱撒（Caesar）首先使用凱撒密碼來加密他的消息：將純文本加密為密文，然后通過通信通道發送，中間過程中沒有任何竊聽者能夠閱讀和理解該文本。當在接收器端進行接收時，密文將被解密為純文本。

聲音 | 劉昌用：非對稱密碼技術使數字資產可以被更加安全便捷的確權:12月15日，萬家登鏈·區塊鏈與產業融合應用研討會暨“i生活”年度盛典在蘭州正式召開。

北京大學經濟學博士、重慶工商大學區塊鏈經濟研究中心主任劉昌用以《數字經濟與數字資產》為題進行主題發言。

劉昌用表示，數字經濟在未來經濟體系中占比會越來越大，非對稱密碼技術使數字資產可以被更加安全便捷的確權。區塊鏈創新了經濟組織模式，區塊鏈是鏈接起來的數據塊，是非對稱密碼技術+分布式共識達成的密碼共識，密碼共識是更安全、高效、自由的互聯網。[2019/12/16]

加密技術的兩種類型：

1. Symmetric cryptography  對稱加密

動態 | 山西金融服務平臺利用區塊鏈等技術解決信息不對稱等問題:據太原日報消息，山西轉型綜合改革示范區金融服務平臺昨日正式上線。山西轉型綜合改革示范區金融服務平臺是以數據為核心的系統平臺，通過信息化、大數據和區塊鏈等科技手段，妥善解決政府、企業、金融機構之間信息不對稱、不真實、不及時等問題，打造多渠道、高效率、低成本的金融生態體系。[2018/12/28]

2. Asymmetric cryptography 非對稱加密

對稱加密技術

對稱加密技術與凱撒密碼技術相同，使用單個密鑰來對數據進行加密和解密。為了更好地理解這一過程，我將這一過程可視化為下圖：

聲音 | 民生銀行董事長：區塊鏈等技術有效降低了信息不對稱問題:據中國證券報消息，中國民生銀行董事長洪崎表示，今年以來，各類企業、金融機構、互聯網科技公司等紛紛試水供應鏈金融，主要有三個因素：一是市場廣闊；二是客戶對產業鏈重視程度不斷提升，對產業鏈整合能力的重視程度也在不斷提升；三是技術的進步，物聯網、大數據、云計算、人工智能以及區塊鏈等技術推動了供應鏈運營和金融運營的變化，逐步實現了決策智能化、主體生態化、活動服務化以及管理可視化，從而有效降低了信息不對稱和道德風險問題。[2018/11/29]

但對稱加密也存在缺陷。

發送方和接收方都必須使用相同的密鑰。使用相同的密鑰雖然也可以，但是其中存在一個問題是我們如何在共享密鑰的同時保證密鑰不被竊聽者攔截？

假設我們要用對稱加密技術傳輸數據，并保證數據不被其他人截獲，那么我們就必須要將密鑰共享給接收者。如果接收者住在附近，我們可以直接用信封或其他線下辦法把密鑰交給他，但是如果接收者來自其他州或其他國家的話該怎么辦？在這種情況下，發送密鑰的任務變得十分困難，因此要克服此問題，就要用到另一種名為“非對稱加密”的技術。

我們在區塊鏈技術中使用的正是這種非對稱加密技術。

非對對稱加密技術使區塊鏈技術的機制更加穩健，并且解決了對稱加密技術的弊端。

“非對稱加密技術比對稱加密技術稍微復雜一點，二者之間的主要區別是：對稱加密使用共享密鑰來解密數據，非對稱加密使用密鑰對來解密數據”。

密鑰對由兩部分組成：公鑰和私鑰。

下面我們以Gmail為例，假設我們需要向個人或公司發送郵件：

1. Gmail的每個用戶都有自己的的用戶名和密碼。

2. 用戶通過接收者的用戶名發送信息。

3. 接收者收到來自發送者的信息，并讀取內容。

同樣的過程也適用于非對稱加密技術。

“每個用戶都有像自己用戶名一樣的公鑰，所有人都能看到，但無權訪問其中的數據。私鑰就像你的郵箱密碼一樣，幫助你將數據發送給另一個人”。

要想發送數據，首先，我們要有私鑰（即密碼）以及接收者的公鑰（即用戶名），這使加密技術變得更加復雜。

然后，接收者使用其私鑰（即密碼）和發送者的公鑰（即用戶名）來對數據進行解密。這保證了數據在傳輸過程中免受竊聽者的攻擊，該加密系統也變得更加堅固。

不需要中間人，我們就可以將數據發送給這個世界上的任何人。

同樣，為了更好地理解該過程，我也將其可視化為下圖：

數字簽名

現在，當你要通過郵箱ID發送郵件時，接收者通過查看用戶名就能知道你是發件人。沒有密碼的話是無法發送數據的，即你要為通過自己的用戶名發送的任何郵件負責。因為沒有密碼的話，任何人都無法進入你的帳戶。

同樣，如果沒有私鑰，就沒有人可以通過你的公鑰發送消息。通過你的公鑰發送信息的只能是你一人，其他人都無法過你的地址發送消息。只不過我們必須更加小心一點，因為對于Gmail來說，我們可以通過中央數據庫來檢索密碼，但是區塊鏈是分散的，因此你要更小心謹慎地保存好自己的私鑰。

當我們通過私鑰發送數據時，該數據會由我們的數字簽名進行簽名，并且具有不可抵賴性，這意味著發送消息的人必須擁有私鑰才可以。

“如果你使用私鑰加密（“鎖定”）了某物，則任何人都可以對其進行解密（“解鎖”），但這可以作為對其進行加密的證據：該物已由你進行“數字簽名”的。”

——PanayotisVryonis

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