• 密碼學(xué)
• 區(qū)塊鏈

IFTNews：法國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)和電子商務(wù)有什么共同之處？無論信不信，答案都是密碼學(xué)。密碼學(xué)是數(shù)字世界的基石，但它也有著悠久的歷史，早于數(shù)字時(shí)代。

大多數(shù)人都沒有意識(shí)到密碼學(xué)是我們現(xiàn)代社會(huì)的基本要素。它的核心密碼技術(shù)是訪問數(shù)據(jù)，并控制誰(shuí)能看到和使用數(shù)據(jù)。

它不僅是智能手機(jī)等日常技術(shù)的重要組成部分，而且還支持一些最熱門的創(chuàng)新，如區(qū)塊鏈和云 - 從而塑造了我們所知道的世界。

因此，讓我們給予密碼學(xué)應(yīng)有的信譽(yù)，并花時(shí)間了解它是如何工作的 - 至少是基礎(chǔ)知識(shí)！

一段極其簡(jiǎn)短的歷史:從法國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)到第二次世界大戰(zhàn)

密碼學(xué)已經(jīng)存在了數(shù)千年。最早記錄的密碼學(xué)用途之一是（據(jù)稱）由朱利葉斯凱撒（Julius Caesar）。大約2000年前，他使用Caesar Cipher發(fā)送加密的軍事信息。

密碼是替代密碼，其中原始消息中的每個(gè)字母被替換為對(duì)應(yīng)于在字母表中向上或向下移動(dòng)的特定數(shù)量的字母。只有那些帶有密鑰的人 - 在這種情況下是字母表移位的數(shù)字 - 才能解碼消息。例如，如果密鑰是3，則A = D，B = E，C = F，依此類推。

密碼學(xué)的發(fā)展是漸進(jìn)的，但是很重要。它開始于簡(jiǎn)單的替換密碼，如Caesar，或排列密碼（您可以簡(jiǎn)單地重新排序字母，例如“hello”變?yōu)?ldquo;lehlo”）。但是隨著時(shí)間的推移，密碼學(xué)被廣泛使用和理解，密碼自然變得更加復(fù)雜?？爝M(jìn)到今天，密碼學(xué)是一個(gè)強(qiáng)大的領(lǐng)域，擁有許多工業(yè)參與者，現(xiàn)代應(yīng)用程序和工具。

大多數(shù)人都聽說過20世紀(jì)早期到中期用于保護(hù)外交和軍事通信著名的Enigma機(jī)，最著名的是德國(guó)人在第二次世界大戰(zhàn)中使用的機(jī)器。

Enigma機(jī)器使用由26個(gè)字符的輪子布線定義的替換。每個(gè)字母都用不同的替換加密，因?yàn)檩喿涌偸寝D(zhuǎn)動(dòng)。這就是為什么謎機(jī)難以打破的原因。

密碼學(xué)的發(fā)展

在20世紀(jì)70年代中期，密碼學(xué)的一個(gè)重大發(fā)展改變了一切：公鑰密碼學(xué)。在此開發(fā)之前，過去如果Bob將消息加密到Alice，他用來保護(hù)該消息的密鑰與Alice用來解密消息的密鑰相同。這稱為對(duì)稱密鑰算法。

但是，公鑰加密使用非對(duì)稱密鑰算法。在這些系統(tǒng)中，Bob可以使用公鑰來加密給Alice的消息，但Alice會(huì)使用不同的私鑰來解密它。

這增加了一個(gè)新的安全層，因?yàn)橹挥蠥lice才能解密消息，因?yàn)樗俏ㄒ粨碛兴借€的人。這就是使在線購(gòu)物成為可能的原因。信用卡詳細(xì)信息使用公鑰加密，然后只有零售商具有私鑰才能解密這些詳細(xì)信息以完成交易。

區(qū)塊鏈和云計(jì)算，密碼學(xué)的下一個(gè)前沿

電子商務(wù)只是密碼學(xué)對(duì)我們數(shù)字世界的眾多重要貢獻(xiàn)之一。隨著密碼學(xué)的不斷發(fā)展，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，研究人員和技術(shù)人員不斷發(fā)現(xiàn)新的方法來實(shí)現(xiàn)它。以區(qū)塊鏈為例。

幾乎每個(gè)人都聽說過區(qū)塊鏈，但不是每個(gè)人都理解它?？偠灾?，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個(gè)填充的共享數(shù)據(jù)庫(kù)。區(qū)塊鏈技術(shù)提供了一種安全，有效的方法來創(chuàng)建防篡改的活動(dòng)日志。最廣為人知的區(qū)塊鏈應(yīng)用是比特幣和其他加密貨幣。

密碼術(shù)有兩種使用方式。第一種是通過一種叫做密碼哈希函數(shù)的算法。

使用數(shù)據(jù)庫(kù)的哈希鏈確保保留事務(wù)的順序。因此，區(qū)塊鏈創(chuàng)建了類似于財(cái)務(wù)中稱為分類賬的東西。但與一家銀行的集中分類賬不同，區(qū)塊鏈分類賬分布在許多計(jì)算機(jī)上，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有相同的分類賬視圖。這就是人們經(jīng)?？吹奖环Q為“分布式賬本”的區(qū)塊鏈的原因。

在比特幣協(xié)議中還使用散列函數(shù)來確保每個(gè)人對(duì)分類帳的視圖是相同的。這是通過一個(gè)名為“挖掘”的過程來完成的。比特幣礦工搜索滿足特定屬性的哈希值，因?yàn)樗麄兓ㄙM(fèi)精力（能量）為連續(xù)的哈希值執(zhí)行此操作，反轉(zhuǎn)分類帳并更改它的努力變得令人望而卻步。

這是確保每個(gè)人的觀點(diǎn)相同的非常低效的方法（在能量消耗方面），并且其他類型的區(qū)塊鏈采用不同的方法來解決該問題以減少對(duì)地球能源的消耗。

在這種情況下使用第二種加密方法是創(chuàng)建數(shù)字簽名，用于提供身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)完整性和不可否認(rèn)性。通過將用戶的私鑰與他或她希望簽名的數(shù)據(jù)組合來生成數(shù)字簽名。數(shù)據(jù)簽名后，可以使用相應(yīng)的公鑰來驗(yàn)證簽名是否有效。

這些數(shù)字簽名用于確保區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)有效。在比特幣中，數(shù)字簽名用于確保從一個(gè)比特幣錢包轉(zhuǎn)移到另一個(gè)比特幣的正確數(shù)量。例如，數(shù)字簽名確保Alice將價(jià)值從她的比特幣錢包中轉(zhuǎn)出，而不是從鮑勃的錢包中轉(zhuǎn)出。

我知道這可能聽起來很復(fù)雜，但最后一點(diǎn)是：如果沒有加密技術(shù)，區(qū)塊鏈和加密貨幣將無法實(shí)現(xiàn)。

云計(jì)算

另一種無法在沒有加密技術(shù)的情況下發(fā)展的技術(shù)就是云。云可以在沒有加密的情況下存在，但不能以安全的方式存在。正如我們?cè)谶^去幾年中所看到的，云計(jì)算為公司提供了大量的好處，但是存在一系列新的安全問題，包括登錄、保證憑證安全、保護(hù)云中的數(shù)據(jù)等等， 這個(gè)列表還在繼續(xù)。這就是密碼學(xué)發(fā)揮作用的地方。

密碼學(xué)確保存儲(chǔ)在云中的憑據(jù)和數(shù)據(jù)是加密的，因此沒有人可以在沒有密鑰的情況下獲得它們。即使有人能夠獲得您的憑據(jù)，如果數(shù)據(jù)被正確加密，網(wǎng)絡(luò)犯罪分子也無法在沒有密鑰的情況下訪問您的數(shù)據(jù)。因此，保護(hù)鑰匙本身也非常重要。

由于需要在云中加密更多數(shù)據(jù)，因此正在開發(fā)新技術(shù)以確保長(zhǎng)期有效且可持續(xù)。例如，加密搜索已成為一項(xiàng)重要的開發(fā)，因?yàn)檫@使您可以在云上搜索數(shù)據(jù)，同時(shí)保持加密。

如果沒有這個(gè)，除非數(shù)據(jù)以未加密的形式保存，否則幾乎不可能通過存儲(chǔ)在云中的所有數(shù)據(jù)而不暴露所有數(shù)據(jù)并使其處于危險(xiǎn)之中。這會(huì)產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

另一項(xiàng)改進(jìn)云安全性的新興技術(shù)是多方計(jì)算（MPC），它為兩方或多方提供了一種方法，可以在保持輸入私有的同時(shí)，共同計(jì)算輸入功能。

這種方式的工作方式是，如果雙方想要計(jì)算數(shù)據(jù)X上的函數(shù)，那么一方持有一些數(shù)據(jù)（比如Y）而另一方持有一些其他數(shù)據(jù)（比如說Z），這樣如果你知道Y和Z就可以了恢復(fù)X，但如果你只知道Y那么你對(duì)X一無所知。

這是一種加密形式，可以將Y視為密鑰，將Z視為密文（反之亦然）。然后，使用這種特殊形式的加密，雙方可以在所有X上計(jì)算一個(gè)函數(shù)，而不會(huì)向另一方顯示它們持有的值。因此，如果數(shù)據(jù)已經(jīng)通過這種形式的“加密”加密，則MPC允許人們計(jì)算加密數(shù)據(jù)，這通常稱為秘密共享。

隨著云采用率的不斷提高，每個(gè)人都必須繼續(xù)快速采用這些技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，我們將看到在云環(huán)境中部署更復(fù)雜的加密概念。

可能性是無限的

密碼學(xué)的未來應(yīng)用是無限的，特別是當(dāng)你考慮MPC的可能性時(shí)。想想如果將機(jī)器學(xué)習(xí)和MPC結(jié)合在醫(yī)療領(lǐng)域可以做些什么。想要高級(jí)基因組學(xué)的人可以使用MPC處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不會(huì)影響隱私。這只是眾多可能情景中的一種！

我們的世界比以往任何時(shí)候都更快地前進(jìn)，很容易忽視技術(shù)的基本要素，使我們能夠以我們的方式生活。密碼學(xué)從用于與軍隊(duì)溝通的技術(shù)變成了現(xiàn)代世界的基石之一。

當(dāng)技術(shù)觸及當(dāng)今每個(gè)人的生活時(shí)，我相信每個(gè)人都必須理解允許技術(shù)運(yùn)作的基本概念，并且認(rèn)識(shí)到密碼學(xué)有可能將我們推向新的高度，甚至還沒想到。