区块链的主要加密算法是什么？

HASH函数诸如SHA-256之类的功能确保区块链完整性，而ECDSA和RSA安全交易以及AES加密数据； ZKP通过ZK-SNARKS等证明来增强隐私。

2025/04/12 00:49

区块链技术从根本上植根于加密原则，从而确保其管理数据的安全性和完整性。区块链系统中使用的加密算法对于保持交易的隐私和安全性和整体网络至关重要。本文深入研究了区块链技术中使用的主要加密算法，探讨了它们的功能和重要性。

哈希功能

哈希功能是区块链加密的基石。它们用于创建独特的数据数据，这对于维持区块链的完整性至关重要。区块链中最常用的哈希功能是SHA-256（安全哈希算法256位） 。 SHA-256进行输入，并产生256位（32字节）哈希值。该哈希值是输入数据独有的，甚至输入的较小变化都会导致完全不同的哈希输出。

在区块链中，哈希功能用于将块链接在一起。每个块包含上一个块的哈希，创建了一个块链，如果不更改后续哈希，这些块无法更改。该特性对于确保区块链的不变性至关重要。 RIPEMD-160是某些区块链系统中使用的另一个重要哈希功能，该功能可产生160位哈希，并且通常与SHA-256一起用于其他安全层。

数字签名

数字签名是区块链加密的另一个关键组成部分，用于验证交易的真实性和完整性。区块链数字签名最普遍的算法是椭圆曲线数字签名算法（ECDSA） 。 ECDSA基于椭圆曲线密码学（ECC），与其他密码系统相比，它具有较短的关键长度的强度安全性。

要了解ECDSA在区块链中的工作方式，请考虑创建和验证数字签名涉及的以下步骤：

• 密钥生成：用户生成一对密钥：一个私钥和一个公钥。私钥用于签署交易，而公共密钥用于验证。
• 签名：当用户想签署交易时，他们会使用其私钥创建数字签名。此签名是事务数据和私钥的函数。
• 验证：任何人都可以使用发件人的公钥验证签名。如果签名有效，它将确认交易数据尚未更改，并且确实是由私钥的所有者签署的。

ECDSA由于其效率和较小的钥匙尺寸而受到区块链的青睐，这对诸如移动设备之类的资源受限环境有益。

公钥密码学

公共键密码学，也称为不对称加密，对于区块链网络中的安全通信至关重要。它涉及使用一对键：公开共享的公钥和一个私钥，该密钥保密。区块链中使用的最常见的公钥加密算法是RSA（Rivest-Shamir-Adleman） ，尽管ECDSA也用于此目的。

在区块链中，公用密码学用于各种目的，包括：

• 地址生成：公共密钥用于生成区块链地址，用于接收资金。该地址通过一系列哈希功能从公共密钥中得出。
• 加密：公共密钥可用于加密只能被相应的私钥解密的消息或数据，从而确保安全通信。
• 数字签名：如前所述，公共钥匙用于验证交易的签名。

RSA由于其稳健性和实施关键管理系统的易度性而被广泛使用。但是，由于与ECC相比，同等安全水平所需的较大的密钥尺寸，在效率是优先级的区块链应用中，RSA受到了不太青睐。

对称加密

尽管在区块链的背景下不常见，但对称加密在确保区块链网络的某些方面起着作用。对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，使其比不对称加密更快，但需要一种安全分布的安全方法。

区块链中最常用的对称加密算法是AES（高级加密标准） 。 AES用于加密区块链网络内的静止或运输中的数据，以确保敏感信息仍然保密。 AES有几个关键长度， AES-256是区块链应用中最安全，通常使用的。

在区块链中，AES可用于在交易中加密敏感数据或在节点之间确保通信通道。但是，由于需要密钥分布，通常将对称加密与非对称加密结合使用以确保可以牢固交换键。

零知识证明

零知识证明（ZKP）是在某些区块链系统中用于增强隐私和安全性的一种更高级的加密技术。 ZKP允许一方向另一方证明陈述是真实的，而无需透露声明本身有效性以外的任何信息。在ZK-SNARKS（零知识简洁的非相互作用的知识参数）中，在区块链中最著名的ZKP实现，用于ZCASH等加密货币。

ZK-SNARKS可以在不揭示发件人，接收器或交易金额的情况下验证交易，从而提供高度的隐私。使用ZK-SNARKS的过程涉及几个复杂的步骤：

• 设置：一个受信任的设置阶段生成用于证明和验证的公共参数。
• 证明生成：供者会生成一个证据，证明语句是真实的，而无需透露陈述本身。
• 验证：验证者使用公共参数检查证明，以确认语句的有效性，而无需学习任何其他信息。

尽管ZKP为区块链系统增加了显着的隐私益处，但它们还提高了计算复杂性，并需要仔细实施以确保安全性。

常见问题

1。哈希功能如何有助于区块链的安全性？

哈希功能通过确保数据完整性和不变性来有助于区块链安全。区块链中的每个块都包含上一个块的哈希，创建了一个极难更改的链条。如果更改了块中的任何数据，则该块的哈希发生变化，从而改变了所有随后的哈希，使未经授权的修改易于检测。

2。为什么在许多区块链应用中，ECDSA比RSA更喜欢？

在许多区块链应用程序中，ECDSA比RSA优先，因为它提供了相同的安全性，其密钥长度较短，从而产生更快的计算和较低的资源要求。这使ECDSA更适合至关重要的环境，例如在移动设备和物联网应用程序中。

3。对称加密在区块链中扮演什么角色？

对称加密（例如AES）在区块链中用于在静止或运输中保护数据。它确保了交易中的敏感信息或节点之间的通信仍然保密。但是，由于需要安全的钥匙分布，对称加密通常与区块链系统中的不对称加密结合使用。

4.零知识证明如何增强区块链中的隐私？

零知识证明（例如ZK-SNARKS）通过允许验证交易而不揭示发送者，接收器或交易金额来增强区块链中的隐私。这意味着，尽管网络可以确认交易的有效性，但这些交易的详细信息仍然是私人的，提供了高水平的匿名性和安全性。