密碼技術(shù)與區(qū)塊鏈

沈陽(yáng)四塊科技
目前,抗量子計(jì)算供給的密碼研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于量子計(jì)算機(jī)研究。目前抗量子計(jì)算機(jī)的對(duì)稱密碼正在遷移,密碼長(zhǎng)度加強(qiáng)兩倍,抗量子計(jì)算攻擊的公鑰密碼正在制定。今天,密碼系統(tǒng)建設(shè)呈現(xiàn)出正面可證明安全的發(fā)展趨勢(shì)。

密碼是保障網(wǎng)絡(luò)信息安全的核心技術(shù)。歸根到底,密碼技術(shù)就是要解決信息的安全性,哈希函數(shù)保障數(shù)據(jù)完整性,即防數(shù)據(jù)篡改,數(shù)據(jù)可溯源等,哈希函數(shù)和數(shù)字簽名算法保障可認(rèn)證性和抵賴性。哈希函數(shù)支撐三大安全性,同時(shí)它也是區(qū)塊鏈的起源性技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,密碼算法匯聚到密碼保障系統(tǒng)里。

1949年之前,密碼技術(shù)領(lǐng)域提出密碼安全系統(tǒng)的概念,使密碼學(xué)從藝術(shù)走向科學(xué)。1976年現(xiàn)代密碼學(xué)的兩個(gè)分支得到了標(biāo)志性發(fā)展,于是,密碼學(xué)的新方向誕生,發(fā)展了公鑰密碼學(xué),意味著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代一到多的安全模式出現(xiàn)。而同年美國(guó)宣布了數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES,公布AES,對(duì)稱密碼分析與設(shè)計(jì)也得到了較快發(fā)展。

目前,抗量子計(jì)算供給的密碼研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于量子計(jì)算機(jī)研究。目前抗量子計(jì)算機(jī)的對(duì)稱密碼正在遷移,密碼長(zhǎng)度加強(qiáng)兩倍,抗量子計(jì)算攻擊的公鑰密碼正在制定。今天,密碼系統(tǒng)建設(shè)呈現(xiàn)出正面可證明安全的發(fā)展趨勢(shì)。

密碼分析推動(dòng)密碼設(shè)計(jì)的發(fā)展。以對(duì)稱密碼為例,目前對(duì)稱密碼的分析向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展,而且是基于高次非線性有限方程求解,進(jìn)展順利。

需要特別關(guān)注哈希函數(shù)的分析,因?yàn)楣:瘮?shù)跟區(qū)塊鏈關(guān)系非常密切。從1996年到2005年,中國(guó)提出了哈希函數(shù)碰撞攻擊理論,從而導(dǎo)致美國(guó)NIST提前啟動(dòng)了SHA—2的推廣應(yīng)用,被全球征集設(shè)計(jì)了新標(biāo)準(zhǔn)SHA—3。

目前,區(qū)塊鏈技術(shù)是大數(shù)據(jù)工作模式的一種變革,同時(shí)提供數(shù)據(jù)安全的比較完備的解決方案。區(qū)塊鏈系統(tǒng)通常包含密碼技術(shù)、分布式存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)及軟件,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)等核心模塊。在包括阿里、百度、華為、騰訊、清華大學(xué)、山東大學(xué)等十幾家機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的區(qū)塊鏈架構(gòu)中,密碼技術(shù)支撐區(qū)塊鏈,設(shè)計(jì)設(shè)施數(shù)據(jù)層到應(yīng)用層各個(gè)環(huán)節(jié),同時(shí)包含隱私保護(hù)和監(jiān)管等。

區(qū)塊鏈密碼技術(shù)是當(dāng)今特別前瞻性的研究方向,也導(dǎo)致了密碼技術(shù)的提前應(yīng)用。實(shí)際上區(qū)塊鏈的架構(gòu)基本上取決于共識(shí)協(xié)議。比特幣是PoW,以太坊是機(jī)構(gòu)比特幣,并且也部分結(jié)合了POS,超級(jí)賬本,特別是Fabric,基于PBFT。PBFT就是共識(shí)機(jī)制結(jié)合密碼算法消息認(rèn)證碼設(shè)計(jì)的PBFT,LibraBFT是聚合共識(shí)簽名,Algorand是公鏈,是一種數(shù)字貨幣的形勢(shì)。區(qū)塊鏈要么就是數(shù)字貨幣,要么數(shù)字貨幣支付能力的工作模式,所以與數(shù)字金融分不開(kāi)。

基于密碼技術(shù)的區(qū)塊鏈創(chuàng)新被高度重視,區(qū)塊鏈發(fā)展史,從比特幣、以太坊、到今天的臉書(shū)的Libra等,都是國(guó)際創(chuàng)新,目前還沒(méi)有中國(guó)區(qū)塊鏈的創(chuàng)新。實(shí)際上中國(guó)的研究非常高,但是比較遺憾,還沒(méi)有我們自己的創(chuàng)新區(qū)塊鏈。今天區(qū)塊鏈技術(shù)和管理仍然在發(fā)展初期,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待制定,安全問(wèn)題頻發(fā),目前區(qū)塊鏈的效率,特別是解決安全性、高效性、可擴(kuò)展性方面的區(qū)塊鏈,還面臨著很多挑戰(zhàn)。

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