区块链科普系列第20天：那些绝妙的密码算法应用，你知道多少？
文/杜豆豆
人要是没了骨骼撑着，那就意味着成了个瘫子。
密码算法在区块链系统中的重要性，就跟骨骼对人的重要性一样，不可或缺。
那么，这些重要性都体现在哪些应用上呢？我们一起来看看吧。
1、账户地址生成
通过密码算法，会首先生成一对公钥和私钥，公钥就是可以作为对外公开的账号，但是这个账号，需要用与之对应和匹配的私钥才能验证通过，因此这种方式生成的地址，先天就具备可验证性。
举个例子，比如比特币。
比特币系统一般通过调用操作系统底层的随机数生成器来生成256位随机数作为私钥。
公钥是由私钥首先经过Secp256k1椭圆曲线算法生成65字节长度的随机数。
将公钥进行SHA-256和RIPEMD160双哈希运算生成20字节长度的摘要结果，再经过2次SHA-256哈希算法和Base58转换形成33字符长度的钱包地址。
公钥生成过程是不可逆的，即不能通过公钥反推出私钥。比特币的公钥和私钥通常保存在比特币钱包文件，其中私钥最为重要。丢失私钥就意味着丢失了对应地址的全部比特币资产。
2、价值转移保卫
这个应用，最适合于发送带有价值的数据。比如现金、股票、黄金等。
因为，它能解决掉两个基本问题：一是能证明数据是由真正发出者发送的，二是能确保只有接收者才能解码这笔数据。
怎么做呢？
可以通过公开密钥算法完美解决，发出者用自己的私钥签名，再用接收者的公钥进行一段加密。
接收者收到时，就可以用发出者的公钥先进行身份验证，最后再用自己的私钥才能解开这个公钥。
这样，就可以防止被人截获，就算被别人截获了，因为没有对应的私钥，他也是解不开的。
3、完整性证明
在节点同步区块链数据时，通过构建的交易哈希树，就能验证数据是否一致。
在这里，我们有必要复习一下前面讲过的梅克尔根树结构。
除了整个区块会被计算哈希值之外，区块中包含的每个事务数据，也会被计算出一个哈希值，称为事务哈希。
一个区块中所有的事务进行哈希计算后，就可以得出一组事务哈希，然后对这些事务哈希进行处理，就会得到一棵哈希数的数据结构。
哈希数的顶部就是树根，称为梅克尔根。通过这个梅克尔根，就可以把整个区块中的事务约束起来，只要区块中的事务有变化，每个梅克尔根就会跟着变。
这样，就确保了区块数据的完整性。
4、零知识证明
有些时候，你需要证明自己拥有某笔资产。
打个比方，仓库里有个保险箱，你说是你的，可是仓库管理员不信，这该怎么做呢？
通常的思路，用自己的密码去打开，看是否可以解锁。但这样的话，你的密码不就泄露了吗？而且，保险箱里装了什么全都公开了，一点隐私都藏不住。
在区块链上也是这样，当你需要证明，某笔资产是你的时，你需要一种特殊的方法，就是零知识证明。
这就好比，你让仓库管理员远远站着，看不到你拨的密码，只能看到结果是你把保险箱打开了。
怎么用密码算法来实现呢？你只需要成功解码一段儿与交易内容相关、但是又不泄露真正交易内容的编码，就能证明自己的所有权了。
好了，以上就是密码算法在区块链中的一些常见应用点，不过实际应用时，还是有很多可以创意无限的地方的。
就像比特币使用公钥生成钱包地址的做法，无非是传统的技术，加上了创新的用法，可是却得到了绝妙的应用，实在令人叹服。
（本文出自杜豆豆《白话区块链》读书笔记的部分摘录。）
明天分享：《想让陌生人也相互信任，你需要这样的机制》
（未完待续）
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