比特幣的火爆，讓區(qū)塊鏈技術得到不斷地關注、應用和推廣。區(qū)塊鏈的關鍵技術有：P2P網絡協議、共識機制、密碼學技術、賬戶和區(qū)塊的鏈式存儲技術等。其中，密碼學與共識機制最為核心。今天我們來聊一聊密碼學在區(qū)塊鏈中的應用。
通常我們把密碼學分為古典加密和現代加密。古典加密常見的是字母表移位，在加密傳輸中，其特點是強調方法不可泄露，一旦方法遭遇泄露，則原始加密信息可被獲取與篡改；現代加密是伴隨著計算機的發(fā)展出現的，其特點是強調秘鑰的不可泄露，但加密方法可以公開?，F代加密方法主要分為三類：對稱加密、非對稱加密和單向散列加密。
對稱加密
對稱加密指的是加密和解密使用同一秘鑰（即秘鑰A和B相同），即私鑰。常見的對稱加密算法有：DES，AES，3DES等。
非對稱加密
非對稱加密指的是加密和解密使用不同的秘鑰（秘鑰A和B是不一樣），一把作為公開的公鑰，另一把作為私鑰。公鑰加密的信息，只有私鑰才能解密。私鑰加密的信息，只有公鑰才能解密。常見的非對稱加密算法有：RSA，ECC等。
單向散列加密
單向散列加密即不可逆加密算法，又稱為哈希（Hash）算法，其密鑰是由加密散列函數生成的。單向散列函數一般用于消息摘要的產生、密鑰加密等。常見的單向加密算法有：MD5、SHA、CRC-32等。
區(qū)塊鏈用到的加密算法
非對稱加密算法
區(qū)塊鏈中有一個很關鍵的點就是交易內容和交易雙方身份的認證，也就是大家常說的交易雙方如何安全的進行轉賬交易？這里就不得不提到非對稱加密。非對稱加密的私鑰和公鑰功能可以概括為16個字：公鑰加密-私鑰解密、私鑰簽名和公鑰確認。其中公鑰加密-私鑰解密可以實現交易雙方對交易內容的確認；私鑰簽名和公鑰確認可以實現對交易雙方身份的確認（也稱為數字簽名）。
哈希算法
哈希算法是區(qū)塊鏈中應用最多的一種算法，它在交易信息和區(qū)塊的標識、確認、防篡改等方面都有重要的應用。Hash算法有4大基本特性：1.輸入可以是任意長度的字符串序列，但輸出必須為固定長度字符串序列；2.在盡可能短的時間段內（毫秒級，ms）完成加密；3.對于不同的輸入，輸出序列也是不同的。（實際應用中要求碰撞幾率極其微小，同時輸入容納的域也要非常大）；4.不可逆，在哈希函數y=Hash（x）中，通過輸入x，可以計算輸出y，但是通過y幾乎反推不到x（如果想要從y逆推x，唯一的方法就是暴力枚舉，在現有的算力下算上幾百年或者更多）。
在區(qū)塊鏈中，哈希算法主要就是把交易數據生成交易摘要（標識），同時哈希算法也對區(qū)塊數據生成區(qū)塊摘要（標識）。當前區(qū)塊里面包含上一個區(qū)塊的哈希值，后面一個區(qū)塊又包含當前區(qū)塊的哈希值，區(qū)塊通過哈希指針相連，形成一個哈希指針鏈表，如下圖：
-PreHash：記錄前一個區(qū)塊的hash地址，也稱為hash。
-Timestamp:對當前區(qū)塊加蓋時間節(jié)點，表明區(qū)塊是在什么時間生成的。
-Hash:記錄前當前區(qū)塊的hash值，當前區(qū)塊的標識符。
-Merkle根：記錄當前區(qū)塊內所有交易信息的數據摘要hash值。
-Nonce：隨機數，碰撞找到滿足特定條件的hash值。
Merkle tree，默克爾樹，哈希算法的另一個重要應用。二叉樹依靠哈希指針建立。樹的頂端叫做默克爾根（Merkle Root），Merkle Root也是一個hash值，它是怎么計算出來的呢？區(qū)塊鏈中對每一筆交易做一個hash計算，然后把每2個交易的hash合并再做hash計算，例如交易A的hash值是h（A），交易B的hash值是h（B），對這2個交易合并Hash后就是h（hA&hb），依次不斷往上合并計算，最后就得到Merkle Root了。
