區塊鏈如何保障信息安全？關於私鑰你需要知道這五件事

上周的文章《比特幣四問！》中，我們提到了比特幣區塊鏈的運作模式。那麼，區塊鏈是如何保障交易信息安全的呢？

這就不得不提及一個概念——私鑰。

從一開始，私鑰就是比特幣的一部分。比特幣可能是最出名的電子現金系統，但其實它運行著一個建立在互聯網上的安全消息系統。比特幣網路處理價值轉移消息——交易，而私鑰則有助於驗證這些消息並識別對方。

舉一個栗子：

小紅想付給小明一個面值為?1的電子硬幣。為此，她必須創建一個可以標識小明作為收款人的交易，然後再將交易發布到比特幣網路。

要使用這個系統，小紅必須解決兩個基本問題：

小紅需要一種方法在交易中識別她自己和小明。她不能僱用政府或郵件供應商這種受信任的權威機構，因為比特幣的創建正是為了避免這種模式。

小紅需要一種方法來阻止他人變更交易或以她的名義偽造交易。

比特幣通過一個名為「公鑰加密」的系統解決了這兩個問題。該系統使用兩條信息來驗證消息：公鑰可標識發件人或收件人，並可分發給其他人；私鑰創建了一個不可偽造的消息簽名，與公鑰不同的是，私鑰必須保密。公鑰和私鑰通過一種簽名演算法——一個數學過程連接在一起，用於創建身份、簽名消息和驗證簽名。

（公鑰加密：小紅首先選擇一個私鑰，通過簽名演算法得到一個公鑰；然後小紅將公鑰發送給小明，同時保留私鑰；小紅將私鑰和消息通過簽名演算法，演算法返回給小紅一個簽名；小紅將消息附上簽名發送給小明；最後，小明將消息、簽名和公鑰發送給簽名演算法，如果消息是可信的，演算法則會返回確認。）

對私鑰的基本理解可以使用戶免受金錢的損失，使用比特幣時，這五件事要謹記於心：

1. 私鑰只是一個數字

比特幣私鑰是一個介於1和〖10〗^77之間的整數，本質上來說它是無限的。

如果你每秒可以處理一萬億個私鑰，那你將花費超過一百萬倍於宇宙年齡的時間來處理所有的私鑰。更糟糕的是，僅僅列舉這些私鑰就會消耗多於32年太陽能的總輸出的能源。這種不可行性決定了比特幣的安全模式。

由於私鑰包含很多數字，人們設計了一種稱為電子錢包導入格式（WIF）的替代方案。這種格式以數字「5」開頭，並包含一系列字母和數字。例如，這裡是以WIF格式表示的私鑰： 5KJvsngHeMpm884wtkJNzQGaCErckhHJBGFsvd3VyK5qMZXj3hS

鑒於保密私鑰的重要性，它們有時會被加密。一種流行的方法會生成看起來像WIF編碼的文本字元串，但是以數字「6」開頭。解密以這種方式編碼的私鑰需要在私鑰被加密時設置的密碼。

2. 交易是使用私鑰簽名的消息

為防止偽造，比特幣要求每筆交易都要有數字簽名。這個簽名就像一個私鑰，只是一個從很大範圍中選擇的數字。錢包軟體通過數學程序處理交易和正確的私鑰，從而生成簽名。

任何擁有簽名和公鑰的人都可以輕鬆驗證消息。但是，生成有效郵件簽名的唯一方法是使用與發布的公鑰匹配的私鑰。換句話說，數字簽名幾乎不可能偽造。

3. 任何知道你的私鑰的人都可以竊取你的資金

任何具備有效簽名的有效交易都會被比特幣網路接受。同時，任何一個擁有私鑰的人都可以簽署交易。這兩個事實合在一起意味著，他人只要知道你的私鑰就可以竊取你的資金。

竊取私鑰有很多種途徑，最流行的兩種是存儲媒體和通信渠道。

出於這個原因，在存儲或傳輸私鑰時必須格外小心。加密錢包文件和不使用雲端儲存都可以更好地保護你的私鑰。在做好備份的同時，儘可能地保持「冷」（也就是保持離線、斷網）。

4. 私鑰到公鑰的轉換是不可逆的

公鑰和私鑰，也就是非對稱加密方式，區別於傳統的對稱加密（用戶和密碼）方式。

公鑰和私鑰是通過演算法得到的一個秘鑰對（即一個公鑰一個私鑰），演算法可以確保這個秘鑰對在全世界範圍內是唯一的。公鑰是公開的部分，私鑰是非公開的部分。使用這個密鑰對的時候，如果用其中一個密鑰加密數據，必須用另一個密鑰解密。

一個私鑰可以在數學上轉換成公鑰，然後公鑰被轉換成賬戶地址。每個步驟都是不可逆的。地址不能生成公鑰，公鑰也不能生成私鑰。賬戶地址上被轉入的比特幣只有私鑰的持有者才能花。這種單向性支撐了比特幣的安全模式。

5. 私鑰在某種程度上是可轉移的

在大多數情況下，錢包軟體隱藏了生成、使用和存儲私鑰的過程。但是，私鑰可能隨時可見。如果錢包應用程序開始出現故障，通常可以將私鑰導入到另一個應用程序中。此救援程序提供了第二條主要路線，使私鑰對最終用戶可見。

比特幣可以被認為是一個由公鑰加密保護的開放式消息系統。與受用戶名和密碼登錄保護的其他系統相比，比特幣通過使用唯一私鑰創建的數字信息簽名進行保護。這種單一性對私鑰的安全生成、使用和存儲提供了非常高的價值。

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