比特币:密码学起源——由【凯撒加密】到【一次一密】

众所周知,密码学是数字加密货币的基础,它保证了我们资产的安全,也是挖矿的底层规则。但是,大部分对密码学知之甚少,也就很难看懂区块链项目的加密方式,看不懂,就谈不上对项目有什么的信仰,只能随波逐流的炒币。为了解决大家的困惑,猎豹区块链将会出品一系列的密码学文章,从最古老加密方式开始,层层深入,帮助大家理解密码学里的很多概念,判断区块链项目的安全性。凯撒加密

第一种众所周知的密码,是公元前58年左右由凯撒大帝使用的凯撒密码,凯撒在他的军事命令中,将每一个字母都进行了位移,以防止他的敌人在截获凯撒的军事命令之后,直接获取到他的真实情报。凯撒加密是最简单的加密方式,加密的双方首先要对字母的位移数字达成共识,比如,我们约定好的加密位移的数字是3,那么,我发送的每一个字母都要经过3个位移,假设我的明文是“attack”,经过位移为3的凯撒加密之后,就会变成“dwwtfn”。然后把加密过的文字通过送信人发给对方,这样,即使敌人抓到了这个送信人,拿到的也是一堆看不懂的文字,而成功拿到密文的将军们,再通过把密文的每个字母减3的方式,就能得到真实的明文信息,而这个过程,就称之为解密。凯撒密码是最早的加密方法,被西方的军事将领们沿用了数百年。终于在800年后,被一位名为为AI-Kindi的阿拉伯数学家破解凯撒密码:如果你扫描任何一部英文书的文字,然后计算出每个字母所使用的频率,你会发现惊人的秘密,那就是在英语文字中,使用频率最高的字母永远是e,这是英文的文字性质决定的,而写密文的人并不会意识到。在密码学中,这被称为指纹。所以,只要我们找到密文中使用频度最高的字母,再与字母e比较,就能找到凯撒密码的加密位移,比如在密文中,使用频率最高的是h,那么,我们可以推断,加密的位移是3,拿到加密位移,就能推断出所有明文。这种方式被称为频度分析,它的出现对凯撒密码的安全性是非常大的打击。但是,一个强大的密码是可以掩盖这种指纹的,而掩盖指纹的方式,就是使字母使用的频率分布变得均匀。多表密码

密码学家发现MetaMask存在可致用户IP地址泄露的漏洞:金色财经报道,OMNIA协议的联合创始人、安全分析师和密码学家Alexandru Lupascu称MetaMask钱包存在漏洞风险,恶意攻击者可以简单地创建一个NFT,并通过转移该NFT的免费所有权来获取用户的IP地址,黑客只需花费50美元就能攻击他人的隐私。

Lupascu表示,他在2021年12月14日发现了这个安全漏洞,并向MetaMask团队提出了解决方案,但他们忽视了这个问题,并表示将在2022年第二季度之前解决。

在这项研究向公众展示之后,MetaMask的创始人Daniel Finlay承认了这一事件:“我认为这个问题已经被大众广泛知晓很久了,所以我认为披露期并不适用。”Finlay补充说:“Lupascu说我们没有尽早解决这个问题,他说得没错。我们现在就开始着手解决这一问题。谢谢你的提醒。”(BeInCrypto)[2022/1/23 9:07:16]

在15世纪左右,有人提出了多表密码来实现这一目的,多表密码与凯撒密码不同的是,不在是使用单一的数字进行位移加密,而是引用一个位移单词。这种加密的方式的第一步,是确定这个位移单词,假设是“world”,然后,将这个单词根据在字母表的位置,把这个单词转换为数字,“world”→“21、15、18、12、4”,接下来,把这一列数在信息编码的过程中一直重复,把明文的信息根据这个数列进行位移。假设明文是“abcdefghij”,经过加密之后的密文就是“vrvqjbwavo”这样,把密文发给同伴的时候,同伴可以根据事先约定好的秘密单词,减去相应的位移来对信息进行解密。假如密文被截获,窃听者计算出字母使用的频率,他将会发现更平坦的分布。那么他将会怎么破解呢?其实很简单,大家记住,破密者寻找信息泄露,也就是寻找局部指纹,只要在字母的频率上存在差别,就会发现信息的泄露,这个差别是由密文里的重复引起的。这个例子中,发布者的密码利用了一个重复的单词,为了破解加密,窃密者首先需要确定所使用的位移单词的长度,而不是单词本身,他需要对全部信息进行统计,检查不同间隔的频率分布,当他检查以5个字母为周期的频率分布时,指纹就自己出现了。所以,这种使用多重位移的加密方法,与凯撒使用的单一位移加密法比较,强度在于,确定位移单词的长度所用的时间,所以,位移单词越长,信息就越安全。多表密码虽然比凯撒密码安全性大大增加,但是理论上,只要花时间是可以进行破解的。一次一密

密码学博士高承实:量子计算机大规模应用将对非对称密码算法和哈希函数带来致命性的影响:密码学博士,计算机应用专业副教授高承实发表《量子计算机的应用会颠覆掉比特币系统吗?》专栏文章,文章表示,量子计算机从发展状况来看,还处于极其早期阶段,离真正实用还有相当远的距离。如果量子计算机真正能够大规模应用,将对密码算法当中的非对称密码算法和哈希函数带来致命性的影响。现在基于数学难解问题而生成的非对称密码算法RSA和ECC安全性将不复存在,哈希函数的抗碰撞性也将受到极大挑战,除非尽可能增加哈希函数的输出长度。目前的非对称密码,主要是ECDSA和哈希函数SHA256,是比特币系统最核心的底层技术,确保了比特币分配和支付的安全,在比特币系统的多个环节得到了应用,包括生成钱包地址、对交易进行签名和验证、计算区块内所有交易的默克尔数生成区块以保证块内数据难以被篡改、激励矿工开展挖矿竞赛以维护系统的自运行……如果ECDSA和SHA256两种算法的安全性不复存在,那么整个比特币系统的安全性也将不复存在。

当然我们也没有必要那么悲观。第一,量子计算机的真正使用还有相当远的距离;第二,随着量子计算以及量子计算机的发展,抗量子计算的密码算法也会同步得到发展,比如格密码。

真的到了那个时候,或者比特币系统中的密码模块会替换为抗量子计算的密码模块,或者比特币已经完成它的历史使命,从这个世界上消亡。(财新)[2020/12/24 16:21:46]

那有没有保证信息绝对安全的加密方法呢?答案是随机性加密。想象一下,如果加密者投掷一个26面的骰子,来生成一长列随机位移的数字,然后与解密者共享,来取代位移单词,用这个随机数列进行字母的移位,数列的长度与信息的长度是一致的,这是很重要的,已避免任何的重复,然后他把密文发送给接收者,接收者使用她给的一列随机位移数字来解密信息。如果采取这种方式,第三方窃听者就很难解开了,首先,位移永远不会陷入重复的模式里,第二,密文将会有一个均匀的频率分布,因为没有频率差别,也就没有信息泄露,所以,破解加密基本上是不可能了。这就是最强的加密方法,它出现在19世纪末期,现在,它被称为一次一密。关于一次一密的是如何实现的,我将会在下一篇文章中给大家揭晓,敬请期待。

动态 | 亚马逊获得密码学及分布式数据存储方法的专利:据cointelegraph报道,电子商务巨头亚马逊获得了两项与保护数字签名完整性和改善分布式数据存储方法相关的专利。这两项专利于11月13日由美国专利商标局(USPTO)公布。[2018/11/14]

现场 | 元道:通证是凝结在密码学基础设施上的人类共识符号:金色财经现场报道,在中国区块链行业发展论坛现场,中关村区块链产业联盟理事长、通证派创始人元道表示,行业数字化通证第一、区块链第二。通证是凝结在密码学基础设施上的人类共识符号,全球发行,全球流通。通证应用在于:第一、协作,行业上下游的强协作激励机制(包括负激励);第二、品牌,通证全球流通,便于建立全球品牌;第三、组织,新一代行业协会,社群自治组织。自金融,自带金融的数字化变革,从自媒体到自金融。[2018/7/11]

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