比特币中所用到的密码学原理

Posted 2020-11-26 yishi-san

1.哈希函数

  密码学中的哈希函数有两个重要的性质，第一是哈希碰撞，哈希碰撞是指给定任意两个输入x、y，并且x≠y使得H(x)=H(y)。关于哈希碰撞有两个很重要的结论，其一哈希碰撞是必然存在的，因为哈希函数的输出空间往往是固定的，但输入空间可以是无限的，所以根据鸽笼原理哈希碰撞是必然存在的。其二是没有办法从理论上证明哈希函数是存在哈希碰撞的。这意味着没有高效的方法去人为制造哈希碰撞，所以哈希碰撞可以用来确定某一个信息是否被篡改过。

  第二个性质是哈希函数的计算过程是单向不可逆的，我们没有高效的方法从哈希函数的输出来求的哈希函数的输入。不过这个性质的成立需要满足两个前提条件，一是输入空间足够大，二是输入的分布比较平均。所以我们对一个给定值x取哈希时通常会将x拼接上一个随机数一起取哈希即H(x ll nonce)。

2.签名

在讲签名之前先了解一下比特币账户，比特币中的账户是一对公私钥对，发起一个交易时使用自己的私钥进行签名，发布到网络中，系统中的其它节点可以使用公钥验证签名，这样就可以证明这笔交易确定是由你发起的。这里值得注意的一点是因为公私钥对会使用到哈希函数，所以在实现公私钥对的时候需要一个好的随机源。