比特币密码学：数字签名和传输基础

下面一步步说吧，先以最简单的邮件为例。

现在 A 给 B 发了一封邮件。这封邮件是加密的。 根据前面的公钥加密原理，即非对称加密原理，B正在接收邮件。 然后，A 使用 B 的公钥对电子邮件信息进行加密。 ，B收到邮件后可以用自己的私钥解锁邮件信息，并知道里面的内容。

非对称加密过程大家已经很熟悉了。 这里有一个问题。 如果邮件信息重要，当然不重要，不需要非对称加密。 我的意思是，如果信息是关于钱的，最直接的方式就是A在邮件中写“我欠B 10万元”。 此时，这封邮件具有类似于欠条的法律效力。

问题来了。 所有借条都需要有签名、签字、手印等凭证。 这封电子邮件有什么样的凭据？ 不是，只能说这封邮件是写给B的，因为是用B的公钥加密的比特币使用的数字签名方案叫什么，只有B用他的私钥才能解密，但是没有证据表明是谁写的。

这时候就需要一个东西，叫做数字签名，就像现实世界的亲笔签名和指纹一样。

数字签名与指纹一样独一无二。 怎么做？

A 向 B 发送消息，并用自己的私钥对消息进行加密。 B收到后，拿A的公钥（public）来验证是A发的，这就是数字签名。

这时结合前面的方法，A在发送信息时用A自己的私钥对信息进行签名，然后用B的公钥加密。 公钥验证签名，整个过程就完成了。

使用公钥加密如上图所示。 使用公钥加密的基本过程如下图所示。 使用私钥加密如下图所示。 它们其实是一样的，不过反过来说，一个用公钥，一个用私钥。

使用私钥加密相当于生成签名，使用公钥加密相当于验证签名。

公钥和私钥成对出现，数学逻辑严谨。 用公钥加密的密文只能用对应的私钥解密； 同样，用私钥加密后的密文需要对应公钥才能解密。 也就是说，如果密文用某个公钥解密成功，就意味着密文是用公钥对应的私钥加密的，而世界上只有一个人持有私钥，即就是，私钥的主人。

说到这里，你就会知道比特币交易信息的传递也是如此。

以上内容摘自比特币白皮书（中英文版本均放在上面）。 相信读者第一次看到这张图的时候，也是处于一种比较迷茫的状态，因为如果不了解非对称加密（公钥加密）比特币使用的数字签名方案叫什么，理解这张图是有些困难的。

来自创世块的转账都在这条链上。 产生新比特币的方法是挖矿，也就是产生货币的过程。 而每一个交易比特币的人，或者转账的人，我都会转给你10个比特币，这个信息是我的私钥进行数字签名，收到比特币的人会用我的公钥验证。 我转发了，我转发给你的信息是用你的公钥加密的。 其他人可以看到相应的地址，其他人也知道我转发给你的地址，但是他们可以使用这个地址上的地址。 你是唯一拥有比特币私钥的人。 地址对应的人不知道是谁，即转账公开透明，但也有保护隐私的原则。

至于私钥生成公钥（反之不可以），公钥生成公钥哈希（反之不可以），公钥哈希生成地址（反之可以），这个过程不是很难，随便上网搜一下就可以了。 知道。 公钥和私钥加解密的过程是在比特币网络上自动完成的，你看到的是比特币从一个地址转到另一个地址。

所以整个密码学系列文章打通了整个知识链，从隐匿法、移位替换法到弗吉尼亚加密法再到恩尼格玛机，然后讲到非对称加密、哈希函数、以及利用挖矿哈希函数的原理和使用非对称加密的数字签名。 比特币是建立在这棵密码学树上的重要果实。

如果你仔细阅读本系列文章，相信你会超越很多人对密码学和比特币的理解。 如果你能做到这一点，我的工作就不会白费。 也希望看到文章的你，当有朋友问你比特币是什么，比特币怎么转账的时候，你说“你知道非对称加密吗？你知道哈希函数的作用吗？我来给你讲讲吧。” 当然，你也可以把我的系列文章发给朋友，先搞清楚基本原理，其他的就很容易看懂了。