区块链技术开发中数字加密技术的关键应用及加密算法分类

如今，区块链技术很受关注。它的数据安全和加密技术关系紧密。如果加密方法被破解，区块链的安全根基就会受到影响，这是一个必须重视的重要问题。

区块链与加密的关系

区块链的特性之一为不可篡改性，此特性高度依赖加密技术的保障。在整个区块链运行过程中，数据需不断进行记录、交易、验证等操作。倘若没有加密技术作为底层支撑，这些数据就如同没有防护的宝藏，随时有可能被窃取或修改。例如在 2018 年的一些金融领域区块链应用中，某些小型虚拟货币项目因加密技术不过关，出现了用户数字资产被盗的情况。在这种情形下，区块链所提供的安全信任机制完全崩溃。而在物流等行业应用区块链进行物品溯源时，若加密技术存在问题，物品流转的各个环节信息就能够被随意篡改，无法保障数据的真实性。

现实中，有大量的区块链项目投入了巨大的成本用于加密技术的研发，其目的就是要保障整个系统能够安全稳定地运行。

对称与非对称加密算法

加密算法主要分为对称加密和非对称加密。对称加密有其优势，例如加解密速度较快。然而，它也存在缺陷，一旦密钥被泄露，风险就会很大。非对称加密则有所不同。在物联网中的区块链场景里，众多设备会连接到区块链网络。使用非对称加密能够很好地对设备与设备之间以及设备与云端交互的数据进行安全保障，无需担忧单一密钥泄密的问题。像一些智能家居设备连接区块链网络时，设备厂商可以利用非对称加密中的公钥将设备配置信息加密后推送给用户设备，而设备则使用自己的私钥进行解密。通过这种方式，就不怕通信过程中密钥的泄露，这适应了物联网多设备、分布式的特性。

非对称加密利用两个密钥相分离的特性，给区块链不同参与角色进行数据交互提供了恰当的加密方式。尤其公钥能够公开这一特性，极大地便利了信息的收发以及身份验证的流程。

非对称加密的不同类别

非对称加密算法的公钥密码体制依据难题被划分成不同类别，其中有大整数分解问题类、离散对数问题类以及椭圆曲线类等。离散对数问题类的算法，在一些对数据安全要求不是特别高，但又需要一定安全保障的区块链应用中，是有一定市场的，比如一些小型企业内部商务数据流转的块状链项目。而椭圆曲线类算法相对更为复杂和安全，在一些重要的金融交易区块链系统中会被优先考虑，例如著名的银行间数字货币跨境转账的区块链系统，就是因为看中了椭圆曲线类算法的高安全性而采用的。

不同类别的算法在不同安全需求场景下进行选择，这就像依据不同的地形来选择不同的交通工具一样，都需要根据当地的实际情况来决定。

非对称加密在区块链的应用场景

在登录认证的场景里，客户端会用私钥来加密登录信息，而服务器则会用公钥来进行解密并进行认证。就像一些在线教育平台使用区块链构建自主学习身份认证体系时，就可以按照这样的方式来进行操作。

这些不同的场景都有应用。这些应用充分地展示了非对称加密技术。非对称加密技术在区块链系统的构建过程中具有灵活性。非对称加密技术在区块链系统的构建过程中也具有重要性。

比特币系统中的加密体现

比特币系统是区块链的典型代表。系统底层能生成 256 位随机数私钥，其总量巨大，难以进行暴力破解。这确保了基础的安全。私钥经过一系列转换后，就形成了用户可用的私钥，而公钥又能进一步生成比特币交易地址。这种生成方式是单向不可逆的，能很好地保护私钥的安全性。例如在比特币交易市场早期，当时还没有高级的黑客攻击事件，这在一定程度上得益于这种严谨的加密机制。同时，多私钥加密技术衍生出来后，能够满足更复杂的场景，比如一些大型比特币矿场进行多重签名的交易管理等情况。

比特币系统加密机制给众多区块链项目提供了参考蓝本。

加密技术面临的挑战

目前众多加密技术保障着区块链的安全运行，然而加密技术也面临着挑战。其一，计算机运算能力在持续增强，若量子计算发展到一定阶段，就会对现有的加密算法，尤其是非对称加密，造成巨大威胁。例如，当量子计算机突破一定的计算速度后，原本难以破解的离散对数问题可能会被轻易地解决。其二，人为的加密破解研究一直在持续，一些黑客组织在不断地寻找加密算法中的漏洞。只要有一个环节出现问题，就会给区块链世界带来巨大的动荡。

我们要做的事情是持续地对加密技术进行研究，以使其更新且更好，同时提前把防御体系构建起来。