加密货币是央行数字货币研发方向之一

1 区块链的密码学缘起及演化

现代密码学的一个革命性突破是解决对称密码算法无法在大规模的信息加密传输中普及的问题。对称密码算法是指加密和解密共用一个密码，也称单钥密码算法。

1976年，Diffie（迪菲）和 Hellman（赫尔曼）提出，将原来的一个密钥一分为二成一对密钥，一个密钥用于加密，一个密钥用于解密。加密密钥公开，称为公钥。解密密钥不能公开，唯独本人秘密持有，不能给别人知道，称为私钥。比如，张三想给李四发信息，张三要用李四的公钥对信息进行加密，只有李四的私钥才能解开，其他任何人都解不开。

1978年，Rivest（李维斯特）、Shamir（萨莫尔）和Adleman（阿德曼）提出RSA密码算法，首次实现了非对称密码算法。非对称密码算法除了解决开放系统中密钥大规模分发的问题，还带来原来对称密码体制不具备的功能，那就是非常独特的认证功能。比如，张三想给别人发信息，张三不仅用别人的公钥对报文进行加密，同时还可用张三的私钥进行签名，这样别人就可以用张三的公钥进行验签，判定报文是不是由张三发出。

哈希算法是现代密码学的又一个飞跃，它又称信息摘要。最早的SHA哈希算法由美国国家安全局设计，于1993年发布。2010年，中国国家密码管理局公布中国商用密码哈希算法标准：SM3密码哈希算法。

与对称加密和非对称加密不同，哈希函数是一种快速收敛的算法，从输入到输出的计算非常快，迅速收敛数值，无须耗费巨大的计算资源，而从输出倒推输入又几乎不可行。基于这样优秀的特性，哈希函数得到广泛的应用，我们习以为常的人民币冠字号码可以理解为是由哈希算法产生的。

2 数字货币的由来

一直以来，密码学家有个想法，既然邮件能够加密、签名发送出去，那么手里的现金能不能像邮件一样，加个数字信封，进行加密和签名后，从一端发送到另外一端？这就是最早的数字现金思想的由来。

1982年，David Chaum（大卫·乔姆）在顶级密码学术会议美密会上发表了一篇论文《用于不可追踪的支付系统的盲签名》。论文中提出了一种基于RSA算法的新型密码协议——盲签名。利用盲签名构建一个具备匿名性、不可追踪性的电子现金系统，这是最早的数字货币理论，也是最早能够落地的试验系统，得到了学术界的高度认可。

但是Chaum当时建立的模型还是传统的“银行、个人、商家”中心化模式。随着交易量的上升，已花费数字货币序列号数据库就会变得越来越庞大，验证过程也会越来越困难。

2008年，中本聪发表了经典论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》，提出了一种全新的去中心化的电子现金系统，其核心思想之一就是是通过对等网络方式消除单中心依赖，实现点对点交易，同时将已花费的数字货币序列号数据库转变成未花费的数字货币序列号(UTXO)数据库，控制数据规模，并利用哈希算法，打上时间标记，纵贯相连。通过这种方式可以构建一种全新的基于全网共识的分布式账本，把通常意义上的集中式簿记分拆为约每十分钟一次的分布式簿记，簿记的权利由全网竞争选取，簿记数据按时间顺序连接起来并广播全网。任何节点均可同步到网络上的全部簿记记录，均可投入计算资源参与簿记权的争夺。攻击者如果不掌握全网 50%以上的计算资源，就无法攻击这套簿记（链接）系统。

通过这样的设计，以前人们隔着万水千山做不到的点对点交易，现在不依赖银行等中介机构而仅靠分布式账本就可以实现。

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编译者/作者：智汇商务

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