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区块链中的密码学 PDF 下载
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一、数字货币 目的:便捷、去中心化 切入点: 货币数字化——->交易数字化(用 RSA 解决) 中心节点记账——>记账去中心化 交易数字化包括:账户数字化(唯一标识问题)、金额数字化、签名数字化(身份认证问题)、 记账去中心化(分布式数据完整性问题)包括:谁来记账(矿工)?账本可信(账本完整性 保护问题)? 唯一性和身份认证问题可以借助于公钥密码,用公钥作为账户时候可以顺便解决账户唯一性 的问题(以 RSA 为例),以私钥为数字签名。 哈希函数解决账本完整性保护问题 二、账户与签名数字化 (一)公钥密码(非对称密码)与 RSA 公钥如何解决身份认证? 公钥 e 作用:向外界标榜自己的身份——>账户 私钥 d 作用:对消息生成数字签名——>生成签名 用数字签名向外界表明自己的身份与公钥标榜的身份相符 密钥分发问题(公钥加密、私钥解密):A 想给 B 发文件,A 可以用 B 的公钥把文件加密发 给 B,B 用自己的私钥解密 身份认证问题(私钥加密、公钥解密):A 给 B 发消息,A 用自己的私钥将消息加密得到密 文(此处的密文就是所谓的数字签名,消息比较长,加密的其实不是消息本身,而是消息的 哈希值),A 将密文和消息本身传送给 B,B 用 A 的公钥解密得到明文,将明文与原始消息对 比,一致就说明发送者是 A,因为只有拥有与 A 公钥对应的私钥的人才可以做到一致 RSA 相关数学基础:整除、最大公因子(欧几里得算法)、互素、乘法逆元、欧拉函数、欧 拉定理 a整除b:a | b 如果c k1a k2b,且e | a, e | b,则e | c
和 的最大公因子 和 的公因子中最大的那个,也是 和 的公因子是同一拨, 和 的公因子, 即: 也是 的因子,所以 也是 和 的公因子 所以 和 的公因子为 , 的因子里也有 ,所以 也是 和 的公因子 和 的公因子为 , 和 的最大公因子是 和 的最大公因子是 , 例如: 则 : 和 的最大公因子 和 的最大公因子相同 对于 ,也就是说 最大公因子 :所有整除 和 的整数中最大的那个 3 1 10 3 3 1 10 3 1 1 1 3 1 10 3 1 1 10 -3 3 10 1 1 10 3 3 1 1 3 1 1 10 3 1 10 3 3 1 , , , , mod ,0 k , a b b c a b b c a b c ba a kb c c b a b a b 则 就是我们所求的乘法逆元 所以 且 所以 所以 由于 ,由扩展欧几里得算法可知存在 即:利用扩展欧几里得算法在 到 这些整数中找到 的倒数 我们称之为乘法逆元 当 与 互素时候,我们希望求得一个数 使得 这样的数 k b k b a b k b b k a k b k a b b a b k a b k a k b b a k a k b ka b modmod mod 1, 0
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