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KEY:密码学发展新阶段 区块链与加密货币的兴起

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时间:1900/1/1 0:00:00

密码学是数学和计算机科学的一个交叉。主要有两个方面的应用:一个就是加密通信;另一个方向是数字签名。

数字签名跟纸笔签名类似,可以用来认证签署人身份。密码学早期主要用于军事领域,随着互联网发展,民用方面涉及电子商务、银行支付、数字版权等领域也普遍得到应用。

最近几年,区块链和加密货币兴起,密码学的发展又进入了一个新的阶段,区块链的底层是密码学技术,但是也涉及到经济学。

互联网上的密码学

密码学包括:加密、解密、密文和密钥。比如A有份秘密文件传给B,首先通过加密算法把文件转换成密文,密文就是一些看起来不知所云的内容。B收到密文后,通过对应的解密算法,就可以把密文再转换成数据。

海南大学密码学院获批国家重点研发计划“区块链”重点专项项目:金色财经报道,近日,海南大学密码学院教授曹春杰牵头,联合中科院信息工程研究所、西安电子科技大学、中国电子科技集团有限公司、国家信息中心等单位科研团队申报的国家重点研发计划“区块链”重点专项项目获得立项批复。

该项目在海南落地实施,并开展区块链技术在金融科技、政务民生、社会治理等场景下的示范应用,将有利于推动海南自贸港开放环境下区块链应用生态的健康发展,为我国区块链监管技术的创新发展探索路径、积累经验、提供示范。(南海网海南新闻)[2022/3/21 14:08:26]

声音 | Anchorage联合创始人:加密技术正在开创分布式系统、安全性和密码学研究的新领域:据AMBCrypto报道,在最近的一次演讲中,加密安全公司Anchorage的联合创始人Diogo Monica谈到了加密在提高个人安全、隐私和数据主权方面的作用。Diogo注意到加密降低了黑客攻击和服务中断的风险,他宣称加密技术正在开创分布式系统、安全性和密码学研究的新领域。他称,“缺乏个人安全、缺乏隐私和数据主权是我们日常生活中的事情,我们接受这些东西作为互联网的一部分,但这不应该是这样,这就是加密技术的来源。加密货币的发展实际上帮助你的每一台设备变得更安全,因此有助于你的个人安全,新的加密方法有助于保护你的数据,并最终让你重新获得一些隐私。”[2020/2/3]

那么密钥是什么呢?其实在加密和解密运算过程中有两个要素,一个是算法,另外一个是密钥,英文叫 key 。key 就是参与加密解密运算过程的一小段数据。

现场 | 密码学专家杨光:实现高TPS需要解决两个问题 可验证计算是有效途径:金色财经现场报道,全球区块链开发者大会 GBDC 2018于香港正式召开。密码学专家杨光表示,今年“双十一”淘宝运算的峰值256000笔, 区块链如果要达到10000万TPS,实现比淘宝4倍的TPS是需要具备诸多条件的。理想条件下带宽无限、传输没有延迟,可以非常快的达成共识。而这种即使如此如果实现百万TPS,还有解决两个问题:一是单个节点的处理能力、二是区块链数据增长较快。密码学专家杨光介绍了可验证计算的方式以解决实现TPS的问题,着重介绍非交互是的可验证计算。[2018/12/16]

目前流行的加密解密算法一般都是公开的,因为不公开一般也没人敢用,怕有后门。所以信息的安全完全在于加密人和解密人手里握的key 。

动态 | Seele元一密码学黄皮书正式公开:今日,Seele元一全球首发的密码学领域黄皮书“多重椭圆曲线的数字签名方法”已被提交至全球预印本资料库资料库资料库arxiv.org发表,并随后于Seele元一官网Seele.pro全文公开。该黄皮书通过椭圆曲线数量和六个参数的动态调整,实现了适用于不同应用场景和安全需求的动态签名机制。Seele元一首席科学家毕伟博士表示:“新签名算法和独特的运行机制,为主网上线提供了更加坚实的安全技术保障。[2018/8/10]

例如凯撒密码,凯撒要给他的将军发一封密信,凯撒使用的算法是把字母按照字母表顺序往后移动一定的位数,比如信息本来是 A ,现在往后移动3个位数,就变成了 D ,这样生成的密文就谁也看不懂了。

这个过程中算法是“字母偏移”,而 key 就是3。将军收到密文后,根据同样的算法和 key 反推就可以解密。

随着电气革命兴起,发明了专门用于加密的硬件器材。但是真正密码学的大发展是在计算机兴起之后,尤其是互联网的到来。

互联网时代,所有信息都是在公共区域进行传输,任何人都可以截取我们的数据,于是在数据传输之前进行加密就显得尤其重要,当代的密码学也是在这个情景下来发展的,因此当代密码学被称为“互联网上的密码学”。

没有不可破解的密码!理论上,任何密码都可以通过暴力搜索的方式来破解。互联网上的加密算法都是公开的,所以 key 的一些特征也是明确的,例如总共多少位。

利用计算机暴力搜索的方式去破解是一种很容易想到的攻击方式。

这就给加密算法的设计者提出了一个基本要求,那就是算法一定是要保证足够的计算难度,使得破解密码所花时间是不可接受的,例如一万年。没有不可以破解的密码,只有很难破解的密码,随着计算机运算速度不断的提升,加密算法也需要不断迭代。

公钥加密的核心地位

当代密码学分为两套系统:对称加密和非对称加密。其中非对称加密也被叫做公钥加密,是密码学的核心技术。

在加密和解密过程中都有 key 参与,如果加密和解密使用同一个 key ,这就是对称加密技术,反之是非对称加密技术。

具体做法是首先生成一对 key ,其中一个是公钥,Public Key ,公钥是可以公开给任何人的,另外一个是私钥,Private Key ,要严格保密。发送方首先拿到接收方的公钥,用公钥把信息加密,接收方收到密文后,用私钥解密获得信息。

之所以公钥和私钥能够这样配合工作,是因为它们两个天生就是一对儿,有着天然的数学联系,具体的联系方式就跟使用的具体的加密算法有关了。

非对称加密中最著名的算法有两种,一个是 RSA,是非对称加密技术的开山鼻祖;另外一个是 ECC,也就是椭圆曲线算法(Wisdom Chain采用的就是椭圆曲线算法)。ECC是一种更高效的加密算法。

对称加密在发送方和接收方使用相同的 key ,所以建立安全通信的前提是双方先要有共享的 key 。在没有加密通道的情况下,key 应该如何安全的传递给对方呢?

这个在互联网上是非常有挑战性的。相对比之下,公钥加密技术要分享的是公钥,不用担心泄露问题,相对要安全一些,另外公钥加密技术也衍生出了数字签名技术。

当然,公钥加密技术也需要考虑如何确认公钥所有人等技术问题,所以就有了发证机构CA。

总的来说:第一,密码学是对安全通信技术的研究,要能抵御各种恶意攻击。第二,密码学的底层是数学,密码学的安全取决于一个难度足够高的数学问题,保证计算机在可接受的时间跨度内根本不可能运算出密钥。第三,当代密码学是互联网环境下的密码学,关键性技术是公钥加密技术。

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