區塊鏈中的密碼學：類型和應用 [2022]

區塊鏈簡介

區塊鍊是一個點對點網絡； “區塊鏈”這個詞由兩個獨立的術語組成，“區塊”和“鏈”。 一個塊被引用到數據的集合、別名數據記錄，而鏈被引用到這些塊的公共數據庫，存儲為列表。

這些列表使用密碼學鏈接，使其成為創建區塊鏈最重要和最基本的要求。 區塊鍊是一個不斷增長的記錄列表，隨著時間的推移，區塊會被附加到列表中。 區塊鏈中的密碼學可能是一個棘手的概念，但我們已嘗試對其進行簡化，以便您更好地理解。

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密碼學

密碼學是一種開發技術和協議的方法，以防止第三方在通信過程中訪問和獲取來自私人消息的數據的知識。 密碼學也由兩個古希臘術語 Kryptos 和 Graphein 組成，前者意為“隱藏”，後者意為“書寫”。 有幾個與密碼學相關的術語，說明如下：

加密：這是一個將明文（普通文本）轉換為密文（隨機比特序列）的過程。

解密：加密的逆過程，將密文轉換為明文。

密碼：數學函數，即用於將明文轉換為密文的密碼算法。

密鑰：誘導密碼算法輸出所需的少量信息。

閱讀：區塊鏈項目理念

密碼學的類型

要了解區塊鏈中的密碼學，必須了解密碼學的類型。 我們可以通過三種不同的方式來執行加密算法，即對稱密鑰加密、非對稱密鑰加密和散列函數。

1. 對稱密鑰密碼術——在這種加密方法中，我們將單個密鑰用於應用程序。 該公共密鑰用於加密和解密過程。 使用通用的單個密鑰會產生在發送方和接收方之間安全傳輸密鑰的問題。 它也稱為秘密密鑰密碼術。

2. 非對稱密鑰加密——這種加密方法使用一對密鑰、一個加密密鑰和一個解密密鑰，分別命名為公鑰和私鑰。 該算法生成的密鑰對由一個私鑰和一個使用相同算法生成的唯一公鑰組成。 它也稱為公鑰密碼術。

3. 散列函數——這種類型的加密不使用密鑰。 它使用密碼從明文中生成固定長度的哈希值。 從密文中恢復純文本的內容幾乎是不可能的。

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在區塊鏈中使用密碼學

區塊鏈使用兩種類型的加密算法，非對稱密鑰算法和散列函數。 哈希函數用於為每個參與者提供區塊鏈單一視圖的功能。 區塊鏈通常使用 SHA-256 散列算法作為其散列函數。

加密哈希函數為區塊鏈提供以下好處：

• 雪崩效應——數據的微小變化可能導致輸出明顯不同。
• 唯一性——每個輸入都有一個唯一的輸出。
• 確定性 -如果通過散列函數傳遞，任何輸入將始終具有相同的輸出。
• 速度 –可以在很短的時間內生成輸出。
• 逆向工程是不可能的，即我們不能通過輸出和散列函數來生成輸入。

散列函數在將塊相互鏈接以及維護存儲在每個塊內的數據的完整性方面發揮著重要作用。 區塊數據的任何更改都可能導致不一致並破壞區塊鏈，使其無效。 這一要求是通過散列函數的特性實現的，稱為“雪崩效應”。

據此，如果我們對散列函數的輸入進行輕微的更改，與原始輸出相比，我們最終將得到一個完全不相關的輸出。 讓我們以 SHA-256 哈希函數為例，比較它們的輸出，

輸入： upGrad 的區塊鏈

輸出： 04f0ecc95159533982d7571eada5f8d76592b6e97ead964467c603d31b9e7a9c

輸入略有不同： upGrad的區塊鏈

輸出： 80b069904b6a8db46ed94e7091ff4e5fc72fae5422d46cc57d8f66db7abf4781

將輸入中的單個字符從小寫更改為大寫後，您會注意到輸出的巨大差異。 這使得區塊鏈上的數據可靠且安全； 區塊數據的任何變化都會導致哈希值的這種差異，並使區塊鏈無效，使其不可變。

非對稱密鑰密碼學是私鑰通常需要通過隨機數算法生成，而公鑰是通過執行不可逆算法來計算的。 非對稱加密算法的優點是具有單獨的公鑰和私鑰，可以通過不安全的通道傳輸。

很可能，它也有幾個缺點，其中一些是處理速度低和加密強度不令人滿意。 在區塊鏈上傳輸數據的過程中，保證非對稱加密算法的安全性是非常有必要的。

非對稱密鑰密碼學的主要部分之一是數字簽名。 數字簽名為流程提供完整性； 它們很容易驗證並且不會被破壞。 它們還具有不可否認性，使其類似於現實世界中的簽名。 數字簽名確保區塊鏈有效並且數據經過驗證和正確。

散列、公私鑰對和數字簽名共同構成了區塊鏈的基礎。 這些加密特性使區塊可以與其他區塊安全鏈接，並確保存儲在區塊鏈上的數據的可靠性和不變性。

區塊鏈技術有大量的應用，而密碼學使之成為可能。 區塊鏈中密碼學的主要現實應用之一是加密貨幣。 讓我們看看它在加密貨幣中的應用。

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加密貨幣是區塊鏈的主要應用之一，它們使用公私鑰對來維護用戶在區塊鏈上的地址。 對於區塊鏈中的密碼學，公鑰用作人的地址。 公鑰是全局可見的，即對參與者的任何參與者都是可見的。 私鑰是一個秘密值，用於訪問該地址數據並授權“地址”的任何操作，這些操作通常是交易。

數字簽名廣泛用於加密貨幣。 它們用於通過安全地（離線）簽署交易來批准交易，也用於區塊鏈上的多重簽名合同和數字錢包。 要從這些多重簽名合約和數字錢包中執行任何操作，在執行任何操作之前需要來自多個（不同）私鑰的數字簽名。

另請閱讀：印度的區塊鏈開發人員薪水

結論

區塊鏈技術一直是所有跨國公司的重點發展領域，並且在過去幾年中，大量初創公司正在使用這項技術。 區塊鏈尚未見證其在社會中的主流應用，但專業人士在該領域有許多探索和發展職業的機會； 其中之一肯定是區塊鏈中的密碼學。 隨著時間的推移，這個領域將提供無窮無盡的機會，為此，您可以開始學習區塊鏈技術，並通過upGrad獲得先發優勢。

區塊鏈中的密碼學是這項技術的核心，使其不可變且可靠。 如果你對這個領域感興趣並想探索這個技術，你可以看看 upGrad 提供的各種課程。

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