區塊鏈入門 | 比特幣中的密碼學：數字簽名和轉賬基本原理_區塊鏈

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。

河北：雄安新區將加快開發區塊鏈非稅收入和票據系統:河北省人民政府新聞辦公室6月29日召開新聞發布會通報稱，河北積極穩妥推進財政電子票據管理改革，突出雄安新區的示范引領作用，把雄安新區作為河北改革全覆蓋試點地區，以雄安新區“先試先行”引領全省“齊頭并進”，雄安新區已于4月30日實現全覆蓋。

據介紹，4月30日，雄安新區全區(含三縣)283家用票單位實現財政電子票據全覆蓋。據統計，截至6月22日，開具408984張電子票據，涉及金額29368萬元。

下一步，雄安新區將加快開發基于區塊鏈技術應用的非稅收入和電子票據系統。充分發揮雄安新區財政電子票據已經實現全覆蓋優勢，依托區塊鏈等創新技術，全鏈條穿透式整合所有財政非稅業務。（中新網）[2020/6/30]

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。

1000家上市公司和頭部企業提供區塊鏈數據挖掘等崗位超3萬個:4月7日，教育部推出了“24365中關村專場招聘”活動，企業反響熱烈。截至4月19日，聚集了聯想集團、北斗導航、中國電信等1000家上市公司和頭部企業報名參加，提供了包括區塊鏈數據挖掘、衛星數據應用、物聯網數據分析，以及人事、財務、產品運營在內的崗位超3萬個，預計活動結束時將提供崗位超過4萬個。截至目前，收到學生簡歷1.3萬余份，還有更多崗位虛席以待。（中國教育報）[2020/4/27]

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？

金色財經現場報道 華為區塊鏈高級產品經理劉再耀：華為的區塊鏈是三位一體方案:金色財經現場報道，在2018大數據產業峰會上，華為區塊鏈高級產品經理劉再耀表示，華為區塊鏈方案為三位一體，首先是全云化，構架基于華為的可信基礎設施及BCS云服務，推廣催熟區塊鏈技術及孵化有價值場景；其次為行業數字化，面向金融、政府、能源、交通等領域，構建多方協同分布式賬本，優化流程，提高效力；大管道，面向iot及邊緣場景、構建自組組織、扁平化物聯網絡、支撐M2M安全通訊，M2M交易資源共享。[2018/4/19]

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。

東華軟件：區塊鏈技術投入約6000萬元 尚未產生業務收入:東華軟件回復交易所問詢函，公司目前在區塊鏈技術方面的研發費用投入約人民幣6000萬元，相關研發人員數量約200人。截至公告披露，尚未產生業務收入，對公司未來經營的影響存在不確定性。公司未來將在人才儲備、資金籌集方面加大投入力度，繼續做好智能制造、智慧城市、科教文衛、社會公益等領域的區塊鏈底層技術的研發與行業應用。[2018/1/17]

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。

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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