对区块链网络的重要性 – Cryptopolitan

密码学是对信息进行编码以防止未经授权访问的过程。 它使用不同的技术，如加密、散列、数字签名和密钥交换协议来确保双方之间的安全通信。 密码学已经使用了数百年，并且不断发展以跟上不断变化的安全形势。

创办缘起

几个世纪以来，密码学一直是人类历史的一部分。 它被认为起源于古埃及，在那里，文字最初被用来防止信息落入坏人之手。 这 埃及人使用的象形文字 被认为是最早的密码学形式之一。

公元前 400 年，斯巴达战士在战时使用密码来传达机密信息。 这种方法涉及用字母表中的另一个字母替换消息中的每个字母； 例如，'A' 将替换为 'D' 等等。

在中世纪，军事战略家和外交官广泛使用加密来保密他们的计划。 在 16 世纪，Johannes Trithemius 开发了一种多字母密码，用于加密消息，直到 1854 年被 Charles Babbage 破解。

从那时起，随着技术的进步，密码学不断发展并变得更加复杂。 如今，它已成为网络安全不可或缺的一部分，并在确保数据安全方面发挥着重要作用。 它用于保护敏感信息，例如信用卡号、密码和财务记录。 密码学也用于数字签名，它用于在一个人可以访问某些系统或网络之前验证一个人的身份。

密码学自早期以来已经取得了长足的进步，并且仍然是确保我们数据安全的重要组成部分。 随着技术的快速发展，密码学很可能在未来许多年内仍然是网络安全的基本要素。

它是不可或缺的一部分 blockchain 技术，因为它是用于确保数据安全性和完整性的主要机制。 它为使区块链如此具有革命性的去中心化信任提供了基础。 密码学创建的数字签名还为共识算法提供了基础，用于确保网络上的所有节点都同意同一版本的真相。

密码学中的对称和非对称加密

对称加密，也称为私钥加密，是一种使用相同密钥加密和解密数据的密码术。 它是世界上使用最广泛的加密算法之一，用于安全通信和数字签名等多种应用。

在对称加密中，加密密钥在两方之间共享。 发送方使用密钥加密消息，接收方使用密钥解密消息。 这种类型的加密相对容易实现，但要求双方都可以访问相同的密钥，这可能难以安全管理。

另一方面，非对称加密或公钥加密是对称加密的替代方案。 在这种类型的密码学中，使用了两个密钥——公钥和私钥。 发件人使用收件人的公钥加密消息，收件人使用他们的私钥解密消息。 这使得它比对称加密更安全，因为私钥永远不会与任何人共享。

区块链技术如何利用密码学

1. 加密货币：区块链技术利用密码学来保护和跟踪数字货币令牌的交换。 加密密钥提供了一种对交易进行数字签名的安全方式，允许它们在区块链网络中安全传输，同时防止双重支出或未经授权的数据篡改。

2. NFTs：不可替代的代币（NFTs）是独特的数字资产，它使用密码学来证明所有权并确保真实性。 每个令牌都使用椭圆曲线签名算法进行加密签名，这使得其他人几乎不可能伪造相同的令牌并将其据为己有。

3. Metaverse：在 Metaverse 中，密码学用于验证身份、创建虚拟土地所有权、实现用户之间的安全资产转移以及保护游戏或其他虚拟环境中的知识产权。 通过公钥基础设施 (PKI) 等加密技术验证用户身份，用户可以安全地相互交互，而不必担心平台本身发生欺诈或恶意活动。

4 DEFI：去中心化金融 (DeFi) 由智能合约提供支持，这些智能合约利用先进的加密算法，以便在去中心化网络上安全地执行复杂的金融功能，例如跨链交易或流动资金池管理协议。

密码学在区块链世界中的作用

1. 保密性：区块链使用密码学，通过加密传输的数据来确保交易的机密性。 这可以防止未经授权访问敏感信息并防止窃听。

2. 完整性：密码算法用于确保存储在区块链上的数据的完整性。 这可以防止篡改数据，并确保一旦一个块被添加到链中，它包含的信息就不能被更改。

3. 身份验证：区块链使用密码学来验证用户身份并防止欺诈。 这是通过使用数字签名来实现的，数字签名验证交易发送者的身份并确认交易未被篡改。

4. 不可否认性：密码学通过创建所有交易的永久、不可更改的记录来提供区块链中的不可否认性。 这意味着一旦交易被添加到区块链，它就不能被撤销或拒绝，从而提供网络上所有活动的防篡改审计跟踪。

5. 共识：密码学还用于促进区块链网络中的共识。 通过使用工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 等共识算法，网络可以就哪些区块有效并应添加到链中达成一致，有助于确保区块链的完整性和安全性整个网络。

加密哈希函数对区块链的好处

• 紧凑表示：哈希函数生成固定长度的输出，允许在区块链中高效存储和检索数据。 这很重要，因为它有助于保持区​​块链的大小可管理，并确保它可以随着更多数据添加到网络而扩展。
• 不可预测性：密码哈希函数被设计为不可预测的，这意味着从输出哈希确定输入数据在计算上是不可行的。 这有助于通过使攻击者难以预测输出和操纵存储在网络中的数据来增强区块链的安全性。
• 链接块：哈希函数用于在区块链中将块链接在一起。 每个块的散列都包含在下一个块中，创建一个安全的块链，不能在不被发现的情况下更改。

缺点

1. 高成本：密码学需要专门的硬件和软件，购买起来可能很昂贵。

2. 理解困难：理解密码算法的复杂性可能很困难，使人们很难正确使用它们或解决出现的任何问题。

3. 更长的处理时间：加密和解密需要时间，这可能导致区块链网络上交易的处理时间更长。

4. 安全问题：密码学仅与所使用的算法和技术一样安全，因此如果这些领域存在任何弱点，那么存储在区块链上的数据可能容易受到黑客或试图利用它们的恶意行为者的攻击。

5. 缺乏灵活性：一旦在区块链上实施了加密算法，就无法轻易更改或更新，除非要求网络的所有用户相应地升级他们的软件——由于与现有应用程序的兼容性问题，这通常是不可能的或其他技术挑战，例如缺乏可用资源或时间限制。

应用领域

除了区块链之外，密码学还用于其他领域。 这些包括：

1. 移动设备：密码学用于帮助保护移动设备，防止恶意应用程序访问个人数据或发送未经授权的消息或呼叫。

2. 政府安全：政府使用密码学来帮助保护机密信息，使其免受外国政府和敌对行为者出于自身目的寻求访问数据的侵害。

3. 云计算：云提供商使用密码学来保护存储在其服务器上的客户数据，确保只有授权用户才能查看或修改存储的信息——帮助他们始终在整个网络中保持高水平的安全性。

4. 数字版权管理 (DRM)：DRM 中使用密码术来保护知识产权并防止未经授权复制和分发数字内容，例如音乐、电影和电子书。

5. 电子商务：电子商务中使用密码学来保护在线交易和保护信用卡号和个人详细信息等敏感信息。 这有助于防止欺诈并确保客户的隐私。

结论

密码学和区块链技术的结合为难以置信的安全和高效的数字基础设施提供了基础，这将在未来几年改变世界。 随着新技术的发展，密码学将继续成为区块链网络的重要组成部分，有助于确保其安全性和可靠性。 它还可能带来我们甚至无法想象的新机会和用例。 潜力是无限的。