區塊鏈的主要加密算法是什麼？

HASH函數諸如SHA-256之類的功能確保區塊鏈完整性，而ECDSA和RSA安全交易以及AES加密數據； ZKP通過ZK-SNARKS等證明來增強隱私。

2025/04/12 00:49

區塊鏈技術從根本上植根於加密原則，從而確保其管理數據的安全性和完整性。區塊鏈系統中使用的加密算法對於保持交易的隱私和安全性和整體網絡至關重要。本文深入研究了區塊鏈技術中使用的主要加密算法，探討了它們的功能和重要性。

哈希功能

哈希功能是區塊鏈加密的基石。它們用於創建獨特的數據數據，這對於維持區塊鏈的完整性至關重要。區塊鏈中最常用的哈希功能是SHA-256（安全哈希算法256位） 。 SHA-256進行輸入，並產生256位（32字節）哈希值。該哈希值是輸入數據獨有的，甚至輸入的較小變化都會導致完全不同的哈希輸出。

在區塊鏈中，哈希功能用於將塊鏈接在一起。每個塊包含上一個塊的哈希，創建了一個塊鏈，如果不更改後續哈希，這些塊無法更改。該特性對於確保區塊鏈的不變性至關重要。 RIPEMD-160是某些區塊鏈系統中使用的另一個重要哈希功能，該功能可產生160位哈希，並且通常與SHA-256一起用於其他安全層。

數字簽名

數字簽名是區塊鏈加密的另一個關鍵組成部分，用於驗證交易的真實性和完整性。區塊鏈數字簽名最普遍的算法是橢圓曲線數字簽名算法（ECDSA） 。 ECDSA基於橢圓曲線密碼學（ECC），與其他密碼系統相比，它具有較短的關鍵長度的強度安全性。

要了解ECDSA在區塊鏈中的工作方式，請考慮創建和驗證數字簽名涉及的以下步驟：

• 密鑰生成：用戶生成一對密鑰：一個私鑰和一個公鑰。私鑰用於簽署交易，而公共密鑰用於驗證。
• 簽名：當用戶想簽署交易時，他們會使用其私鑰創建數字簽名。此簽名是事務數據和私鑰的函數。
• 驗證：任何人都可以使用發件人的公鑰驗證簽名。如果簽名有效，它將確認交易數據尚未更改，並且確實是由私鑰的所有者簽署的。

ECDSA由於其效率和較小的鑰匙尺寸而受到區塊鏈的青睞，這對諸如移動設備之類的資源受限環境有益。

公鑰密碼學

公共鍵密碼學，也稱為不對稱加密，對於區塊鍊網絡中的安全通信至關重要。它涉及使用一對鍵：公開共享的公鑰和一個私鑰，該密鑰保密。區塊鏈中使用的最常見的公鑰加密算法是RSA（Rivest-Shamir-Adleman） ，儘管ECDSA也用於此目的。

在區塊鏈中，公用密碼學用於各種目的，包括：

• 地址生成：公共密鑰用於生成區塊鏈地址，用於接收資金。該地址通過一系列哈希功能從公共密鑰中得出。
• 加密：公共密鑰可用於加密只能被相應的私鑰解密的消息或數據，從而確保安全通信。
• 數字簽名：如前所述，公共鑰匙用於驗證交易的簽名。

RSA由於其穩健性和實施關鍵管理系統的易度性而被廣泛使用。但是，由於與ECC相比，同等安全水平所需的較大的密鑰尺寸，在效率是優先級的區塊鏈應用中，RSA受到了不太青睞。

對稱加密

儘管在區塊鏈的背景下不常見，但對稱加密在確保區塊鍊網絡的某些方面起著作用。對稱加密使用相同的密鑰進行加密和解密，使其比不對稱加密更快，但需要一種安全分佈的安全方法。

區塊鏈中最常用的對稱加密算法是AES（高級加密標準） 。 AES用於加密區塊鍊網絡內的靜止或運輸中的數據，以確保敏感信息仍然保密。 AES有幾個關鍵長度， AES-256是區塊鏈應用中最安全，通常使用的。

在區塊鏈中，AES可用於在交易中加密敏感數據或在節點之間確保通信通道。但是，由於需要密鑰分佈，通常將對稱加密與非對稱加密結合使用以確保可以牢固交換鍵。

零知識證明

零知識證明（ZKP）是在某些區塊鏈系統中用於增強隱私和安全性的一種更高級的加密技術。 ZKP允許一方向另一方證明陳述是真實的，而無需透露聲明本身有效性以外的任何信息。在ZK-SNARKS（零知識簡潔的非相互作用的知識參數）中，在區塊鏈中最著名的ZKP實現，用於ZCASH等加密貨幣。

ZK-SNARKS可以在不揭示發件人，接收器或交易金額的情況下驗證交易，從而提供高度的隱私。使用ZK-SNARKS的過程涉及幾個複雜的步驟：

• 設置：一個受信任的設置階段生成用於證明和驗證的公共參數。
• 證明生成：供者會生成一個證據，證明語句是真實的，而無需透露陳述本身。
• 驗證：驗證者使用公共參數檢查證明，以確認語句的有效性，而無需學習任何其他信息。

儘管ZKP為區塊鏈系統增加了顯著的隱私益處，但它們還提高了計算複雜性，並需要仔細實施以確保安全性。

常見問題

1。哈希功能如何有助於區塊鏈的安全性？

哈希功能通過確保數據完整性和不變性來有助於區塊鏈安全。區塊鏈中的每個塊都包含上一個塊的哈希，創建了一個極難更改的鏈條。如果更改了塊中的任何數據，則該塊的哈希發生變化，從而改變了所有隨後的哈希，使未經授權的修改易於檢測。

2。為什麼在許多區塊鏈應用中，ECDSA比RSA更喜歡？

在許多區塊鏈應用程序中，ECDSA比RSA優先，因為它提供了相同的安全性，其密鑰長度較短，從而產生更快的計算和較低的資源要求。這使ECDSA更適合至關重要的環境，例如在移動設備和物聯網應用程序中。

3。對稱加密在區塊鏈中扮演什麼角色？

對稱加密（例如AES）在區塊鏈中用於在靜止或運輸中保護數據。它確保了交易中的敏感信息或節點之間的通信仍然保密。但是，由於需要安全的鑰匙分佈，對稱加密通常與區塊鏈系統中的不對稱加密結合使用。

4.零知識證明如何增強區塊鏈中的隱私？

零知識證明（例如ZK-SNARKS）通過允許驗證交易而不揭示發送者，接收器或交易金額來增強區塊鏈中的隱私。這意味著，儘管網絡可以確認交易的有效性，但這些交易的詳細信息仍然是私人的，提供了高水平的匿名性和安全性。