第2章 区块链技术基础——密码学

谈到区块链，不能不提及其技术基础——密码学。在区块链的分布式网络里，使用密码哈希函数确保信息完整性和不可篡改性，通过数字签名验证信息真实性。这里的密码哈希函数和数字签名就属于密码学范畴，我们熟知的比特币挖矿机制同样也用到密码学。可以说，区块链的成功离不开密码学。虽然密码学是一门高深的学问，基于很多不被大众所熟悉的数学理论，但区块链只用到了密码学中非常浅显的知识，相对于整个密码学来说要简单很多。

密码学和数字货币的关系非常密切。如果没有密码学签名，任何人都可以对数字货币进行复制。这里需要大家转换思维，从货币的概念来理解复制的含义。现实中的纸币是实实在在、看得见摸得着的货币，而数字货币是存储在计算机网络里的一串数字，数字货币和纸币有着本质的区别。像货币这样的好东西，古往今来一直吸引着很多幻想发财的人去伪造，每个印造纸币的国家都有着高超的钞票防伪技术。周润发主演的电影《无双》就是以伪造美元为题材的，影片从侧面反映了随着国家对纸币防伪技术的大量研发投入，纸币防伪性能得到大幅提升，伪造纸币将会越来越难。那么数字货币呢？它只是显示在计算机或手机终端上的一串数字，如何像纸币那样防伪？我们想象有一串数字代表10元钱，我们在电脑上输入商家的地址和这串数字，点击“发送”，表示我们支付给商家10元钱。如果我们对这串数字右击“复制”，再“粘贴”，生成同样一串数字，持续将复制出的数字发送给不同的商家用于购物，那么每个人岂不是都有了“印钞机”（图2-1）？数字货币当然没这样简单，它依靠强大的密码学防止伪造，本章将对区块链技术使用的密码学做详细介绍。

图2-1 货币复制