密码技术为区块链赋能

密码技术为区块链赋能

密码学作为区块链的6大核心技术[1]之一，本文尝试总结当前主流项目的密码技术。区块链协议层的密码技术基本属于公钥密码学的范畴。笔者在此抛砖引玉，希望大家补充和指正。

[1] 其他5项是P2P协议（gossip protocol，Kad），共识算法，激励（笔者觉得区块链项目不同于一般的软件工程项目最好的佐证就是激励，这是其他软件系统设计时不需要考量的），（分布式）存储，虚拟机技术。

区块链协议层的密码技术

数字签名算法——不可伪造性

主流算法ECDSA，PBC（paring-based crypto）、Linkable Ring Signature、Schore Signature
代表项目
Bitcoin（ECDSA-secp256k1，Schore Signature（比特币扩容方案））
Ethereum（ECDSA-secp256k1，PBC-BLS（未正式启用））
Monero（Linkable Ring Signature）
DFINITY（PBC-BLS）

密码哈希函数——交易、区块完整性保证和挖矿

主流算法SHA2-256，Ripemd-160，Keccak-256
代表项目
Bitcoin（SHA2-256，Ripemd-160）
Tendermint（Merkle树中使用的是Ripemd-160）
Ethereum（Keccak-256）
Litecoin（Scrypt）

密码协议

见诸paper、whitepaper的安全协议有Secret Sharing（SS），（Homomorphic） Commitment Scheme（CS），Secure Multiparty Computation（SMC）、Zero Knowledge Proof（zk-SNARKs、zk-STARK、Bulletproofs）。
代表项目
Cardano Ouroboros（VSS）
Enigma（SMC）
Zcash（zk-SNARKs&CS）
Elements （Pedersen CS）：Blockstreme推出的侧链实现

其他算法和协议

Lattic-based Crypto（LBC）、Homomorphic Encryption（HE）、Delegation Computation
代表项目
Todo

网络层的密码技术

网络层主要是混合密码体制。
AES-CTR
DH Key Exchange Protocol

总结

本文总结了当前一些主流区块链项目使用的密码技术（密码算法和密码协议）。当然，密码学不仅在区块链协议层发挥作用，还在网络层、应用层默默守护着。它就在那里。密码学作为支撑整个信息时代的基础性学科，在比特币掀起的新时代来临以前大多密码学成果未被产业化。区块链和账本科技极大地促进了密码学理论和技术的发展。我们坚信，密码学再次迎来了春天。