比特币和以太坊等加密货币因其去中心化、安全和近乎匿名的特性而广受欢迎，这种特性支持点对点架构，使得在两个不同的人之间转移资金和其他数字资产成为可能，而无需中央机构。
这种自动化且匿名化的加密货币系统如何确保所有交易都能在无人干预的情况下得到尽职调查和真实验证？这就涉及到构成加密货币处理基础的密码学概念和工具。
要点总结
- 比特币和其他基于区块链的加密货币依靠加密方法来维护安全性和可靠性——这也是名称中“加密”一词的由来。
- 密码学是运用数学和计算方法对数据进行编码和解码的学科。
- 比特币使用三种不同的加密方法，其中一种专门用于生成公钥-私钥对，另一种用于“挖矿”。
密码学中的“密码”
“加密”一词的字面意思是隐藏的或秘密的。“密码学”指的是“秘密书写”——即交换只有预定接收者才能阅读的信息的能力。根据配置的不同，密码学技术可以确保伪匿名或完全匿名。在加密货币中，密码学保证了交易和参与者的安全，使其运营独立于中央机构，并防止双重支付。
密码技术有多种用途——用于保护网络上发生的各种交易，用于控制新货币单位的生成，以及用于验证数字资产和代币的转移。
让我们用现实世界中的交易来类比——比如签署银行支票——这需要您的签名。一个可信且安全的签名需要具备以下特性：
- 其他人应该能够验证这确实是你的签名；
- 它应该具有防伪功能，确保其他人无法伪造你的签名，而且
- 它应该能确保签署人日后不会有任何反悔的可能——也就是说，一旦签署了承诺，就不能反悔。
加密货币通过使用密码学技术和加密密钥来模拟现实世界中的签名概念。密码学方法使用高级数学代码以安全格式存储和传输数据值，确保只有数据或交易的指定对象才能接收、读取和处理数据，并像现实世界中的签名一样确保交易和参与者的真实性。
密码学是如何运作的？
想象一下，你用车载收音机接收广播信号。这种广播是公开的，任何人都可以收听。相比之下，想想国防级别的通信，比如作战士兵之间的通信。这种通信是安全加密的，只有预定的参与者才能接收和知晓，而不是向全世界公开。加密货币的加密原理与之类似。
简单来说，密码学是一种在两个或多个参与者之间发送安全消息的技术——发送者使用某种密钥和算法对消息进行加密/隐藏，将这种加密形式的消息发送给接收者，接收者对其进行解密以生成原始消息。
加密密钥是密码学中最重要的组成部分。它们使未经授权的读取者或接收者无法读取消息、交易或数据值，只有预期的接收者才能读取和处理这些信息。密钥使信息“加密”或保密。
许多加密货币，例如比特币，可能不会明确使用这种秘密的加密信息，因为比特币交易的大部分信息在很大程度上是公开的。然而，也有一些注重隐私的加密货币，例如ZCash和Monero ，它们可以使用加密技术来隐藏交易金额和收款人信息。
一些密码学工具在加密货币领域得到了重要应用。例如，哈希和数字签名等功能是比特币处理过程中不可或缺的一部分，即使比特币本身并不直接使用隐藏信息。
加密货币中使用的加密方法
密码学中存在多种加密方法。
第一种是对称加密密码学。它使用同一个密钥在源端加密原始消息，将加密后的消息发送给接收端，然后在接收端解密消息。一个简单的例子是用数字表示字母——例如，“A”用 01 表示，“B”用 02 表示，以此类推。像“HELLO”这样的消息会被加密成“0805121215”，这个值会通过网络发送给接收方。接收方收到后，会使用相同的逆向方法进行解密——“08”对应“H”，“05”对应“E”，以此类推，最终得到原始消息值“HELLO”。即使未经授权的第三方收到了加密消息“0805121215”，除非他们了解加密方法，否则这个消息对他们没有任何价值。
以上是对称加密最简单的示例之一，但为了增强安全性，还存在许多复杂的变体。这种方法的优点是实现简单，操作开销小，但缺点是共享密钥的安全性以及可扩展性问题。
第二种方法是非对称加密，它使用两个不同的密钥——公钥和私钥——来加密和解密数据。公钥可以公开传播，例如收款人的地址，而私钥只有所有者知道。在这种方法中，一个人可以使用收款人的公钥加密消息，但只有收款人的私钥才能解密。
这种方法有助于实现加密货币交易的认证和加密两项重要功能。认证是通过公钥验证配对的私钥，从而确认消息的真实发送者身份；加密则是因为只有配对私钥的持有者才能成功解密加密后的消息。
secp256k1
比特币密钥使用的不对称加密技术被称为椭圆曲线密码学。具体来说，这种方法被称为secp256k1，而中本聪选择它显然并没有什么特别的原因，只是因为当时它正好可用！
第三种加密方法是哈希，它用于高效地验证网络上交易数据的完整性。哈希维护区块链数据的结构，对用户的账户地址进行编码，是账户间交易加密过程不可或缺的一部分，并使区块挖矿成为可能。此外，数字签名通过允许真正的参与者向网络证明其身份，来补充这些不同的加密过程。
上述方法的多种变体可以根据需要进行不同程度的定制，并在各种加密货币网络中实施。
综述
匿名性和隐蔽性是加密货币的关键方面，通过加密技术使用的各种方法确保参与者及其活动在网络上保持所需的隐蔽程度。
投资加密货币和首次代币发行（ICO）风险极高且具有投机性，本文并非Investopedia或作者对投资加密货币或ICO的建议。由于每个人的情况各不相同，在做出任何财务决策之前，务必咨询合格的专业人士。Investopedia不对本文所含信息的准确性或及时性做出任何陈述或保证。截至本文撰写之日，作者未持有任何加密货币。