区块链的故事
惠特菲尔德·迪菲（Whitfield Diffie）出生于 1944 年，留着披肩长发，胡须半尺，须发尽皆雪白如银，看上去潇洒磊落，却又不拘一格，乃是风清扬、令狐冲一流的人物，他自称是 “离经叛道者”。
他从小喜爱数学，后来在麻省理工读了数学专业，于学业上他并不很用心，对学校留的作业没什么兴趣。他的兴趣在于研究密码学，尤其是密码分发问题。使用传统的对称加密算法，密钥的安全交付成了加密工作中最薄弱的一环，为了分发密码所耗费的人力及物力巨大。军方、政府、银行都维持着庞大的密码运送团队，团队中的人必须绝对可信，薪资自然也就不低，这些人走南闯北四处运送密钥。
就这样，密码分发问题一直困扰着密码学家们，也困扰着密码的重度用户 - 各国的政府和军方。
迪菲思考了很久，希望能够想出个方案来颠覆这个行业，解放那些忙碌不堪的密码分发员。他热爱自由，于是他不上班，自由自在，号称专门研究密钥分发问题。
1974 年，迪菲听闻有人和他一样，对密码分发问题感兴趣，那个人叫做马丁·赫尔曼（Martin Hellman），在斯坦福大学做教授。迪菲不亏是北美令狐冲，他当晚就驱车 5000 公里去找赫尔曼。马丁接到迪菲电话，是不是把他当传销不好说，总之，大教授勉强答应了见面半小时。
赫尔曼从面相上看，儒雅斯文，一派学者气象。但人不可貌相，实际上他一直是积极的社会活动家，在 “远离战争”、“反对核武器” 这一类的社会活动中都有他的身影。
这次见面的结果是，当晚赫尔曼就把迪菲带回了家，和家人一起吃晚饭。
而另一个成果是，两人情投意合，义结金兰，发誓要一起研究密码分发技术。他们碰到的第一个难题是，两人都太穷了。赫尔曼是个穷教授，而迪菲干脆没有固定收入。两人毕竟聪明，合计了一下，一致同意，对付贫穷最好的办法就是考研。于是赫尔曼运用自己仅有的那点权力，把迪菲招为自己的博士研究生。实际上，迪菲比赫尔曼还大一岁。
迪菲一向不守陈规，在学校也不乐意做作业，到最后，那个博士也没毕业。他擅长的是提出创新的主意。早在 1973 年，迪菲就提出了非对称加密的思想来，可惜无人能够实现。
迪菲与赫尔曼努力的方向是密码交换问题。
人类在密码学上的研究，可以截然划分为两个阶段。在迪菲和赫尔曼的成果之前，可以称之为原始密码时代，所用技术全是对称加密。所谓对称加密，就是加密与解密，用同一个密钥。举例来说，一个简单的加密方法，是把 A 加密成为 B， 把 C 加密成为 D。（A - B，C - D) 就是这个加密方法的密钥，对密文解密，也需要这个密钥。
如果用生活中钥匙与锁做比的话，那么钥匙是密码，锁是消息。合上锁，需要钥匙。打开锁，也需要钥匙，这就是对称加密。
再举一个影视剧的例子，潜伏里余则成收到广播中的数字，根据数字和规则，从一本书上寻找对应的文字。那本书，就是密钥。加密方和解密方，都需要那本书。
这种原始的方法，其中最让人痛苦的问题有二，其一是密码的分发，如何给余则成送去那本书。对于经常需要更改密码的情况，送密码的代价就非常高。其二是密码一旦被截获，则一切全完。
在人们的直觉中，两人之间要想使用密码通信，那么必须约定密钥。两人必须鬼鬼祟祟的见一面，避开人群，偷偷摸摸交换个密码、钥匙什么的。这难道还有什么可怀疑的？
然而在人们找到方法打破这个直觉之前，一个思想实验，给了人们巨大的启示。思想实验非常神奇，物理学家们都爱用，比如薛定谔的猫就是最著名的思想实验。爱因斯坦、费曼等物理大牛更是用思想实验斗法，你讲一个故事，我讲一个故事。思想实验不涉及科学与技术的细节，但故事其中的逻辑却能对科学与技术问题进行推演，仿佛战争之前的沙盘推演。而且，谁不爱听故事呢？
这个思想实验是这样的。
爱丽丝和鲍勃，是一对情侣，住在临近的两个村子里，双方父母不同意两人的恋情，两人都被锁在家中，只能通过信件诉衷情。爱丽丝要送情书给鲍勃，又不愿意让邮递员看到信件内容。在人们直觉的思维中，爱丽丝和鲍勃可以用一个加锁的盒子来寄信，两人都有这个锁的钥匙，就可以了。但是，爱丽丝需要先把钥匙送给鲍勃。有送钥匙的功夫，别说情书可以亲自送过去了，两人私奔都可以了。
有没有这种可能，爱丽丝在见不到鲍勃的情况下，也能安全把信件送到鲍勃手里，且邮递员偷窥不到信件内容？
爱丽丝很聪明，她想到了方法。她把信件放到盒子里，然后用一把锁锁上，钥匙只有一把，在她手里。邮递员把盒子送给了鲍勃，邮递员因为没有钥匙，打不开盒子，所以偷窥不了。鲍勃收到盒子后，也无法打开盒子。但鲍勃拿出另一把锁，在盒子上再锁一道，钥匙也只有一把，在他手里。鲍勃让邮递员将盒子送回爱丽丝手中。爱丽丝收到盒子后，用自己的钥匙，把自己的那把锁打开，让邮递员把盒子再交回鲍勃手中。鲍勃收到盒子后，盒子上只有一把鲍勃自己的那把锁，鲍勃摸出钥匙，颤抖地打开盒子，拿出情书信件阅读，沉浸在幸福中。当然，他还是要防备下邮递员，他来回跑了三趟，又没看到信，怒气之下起了杀心，把我们一场科技的思想实验，反转成凶杀故事也没准。
就这样，看似有违我们直觉的难题，就解决了。迪菲和赫尔曼，他们这些科学家认为，既然思想实验的逻辑可以走通，那么只要找到合适的数学方法，就一定能实现。迪菲与赫尔曼把目光放到了单向函数上，所谓单向函数，就是算法是不可逆的函数。做个比喻，我们很容易就可知道，黄色油漆与蓝色油漆混到一起，能够得到什么颜色，我们只要把两种油漆倒在一起搅拌一下即可。但若是给我们一桶绿色油漆，让我们分辨出是哪两种油漆混合而成，以及两种油漆的混合比例，那就困难无比了。
寻找这个数学方法，用去了迪菲和赫尔曼两年时间，最终的攻克，归功于赫尔曼。他天才的发现，取模运算，也就是做除法找余数的运算，具有单向函数的特性。用这个取模函数，爱丽丝与鲍勃，可以公开的交换数字，最终生成共同的密钥，只有他俩知道。邮递员眼睁睁看着他俩一桶桶的送油漆，就是分离不出油漆的配方，也就得不到密钥。
其实还有第三人，拉尔夫·默克尔（Ralph Merkle），他也参与了这个工作。默克尔在此之前便已在密钥分发技术上，成就非凡。他有过一个理论叫 Merkle 难题，那是对称加密的原始时代所能达到的最高成就，我们还是用思想实验的方法说明这个理论。
爱丽丝要送情书给鲍勃，他们用的对称加密，所以必须约定密钥。爱丽丝找到 1 万把锁，每把锁有2 把钥匙，在锁和钥匙上一一标上号码。每把锁的钥匙，爱丽丝都留下一把。把 1 万把锁和另外的 1万把钥匙，一一对应放进 1 万个密封的盒子，盒子上并不锁死，但是要打开盒子，需要拧盒子的螺丝，每个盒子打开都需要 10 分钟。爱丽丝委托邮递员，送这 1 万个盒子给鲍勃，倒霉的邮递员怨气冲天，但还是送去了。鲍勃看到 1 万个盒子，并没有惊慌，他沉着地选择了一个盒子，随意选择的一个，然后用 10 分钟拧下盒子上的螺丝，拿到了那把锁，假设那锁上标号是 #6800。鲍勃用 # 6800 的锁与钥匙，锁上一个盒子，盒子里装着信件，委托邮递员送给爱丽丝。爱丽丝收到盒子后，根据锁上标号 #6800，找到 #6800 钥匙，打开盒子，阅读情书，沉浸在幸福中。
若是邮递员要打开鲍勃的盒子，他就得一个个打开 1 万个盒子（此处物理的盒子与数字的盒子，逻辑上难以彻底对应。对于物理盒子，在邮递员从爱丽丝拿到 1 万个盒子时，他便需打开所有 1 万个盒子，每个盒子 10 分钟，并复制所有钥匙。拿到鲍勃的信件盒子后，由于并不知道 6800 对应哪一把钥匙，他只能一把把去试。而在数字世界中，此时邮递员依然拥有从爱丽丝处拿到的 1 万个盒子的原始副本），每个盒子 10 分钟，然后一把把钥匙试那个 # 6800 的锁。如果运气好，他大约需要打开 5000 个盒子，也就是 5 万分钟。
Merkle 难题，几乎算是在对称加密技术下，分发密钥问题的最佳方法了，但对称加密的潜力也就到此为止，再无它途。
1976 年迪菲与赫尔曼联名的论文 《密码学的新方向》，是一个新纪元的开始，从此这个世界走进了非对称加密时代。这篇论文几乎奠定了互联网传输安全的基础。实际上，这篇论文中，默克尔也有贡献，只是那时他还年轻，只是赫尔曼的博士生。2015 年图灵奖颁给了迪菲与赫尔曼，默克尔也因此无缘图灵奖这至高荣誉。
但默克尔也许并不在意，他自己的发明 Merkle Tree，是区块链上最基础的技术之一。每一次区块链上的数据校验，都在致敬他。