工程领域从来没有黑科技；密码学不仅是工程。 密码学相关的安全技术在整个信息技术领域的重要地位无需多言。如果没有现代密码学和信息安全的研究成果，人类社会根本无法进入信息时代。区块链技术大量依赖了密码学和安全技术的研究成果。 实际上，密码学和安全领域所涉及到的知识体系十分繁杂，本章将介绍密码学领域中跟区块链相关的一些基础知识，包括 Hash 算法与摘要、加密算法、数字签名和证书、PKI 体系、Merkle 树、布隆过滤器、同态加密等。大家通过阅读本文，了解如何使用这些技术保护信息的机密性、完整性、认证性和不可抵赖性。 Hash 算法与数字摘要 定义 Hash（哈希或散列）算法是非常基础也非常重要的计算机算法。它能将任意长度的二进制明文串映射为较短的（通常是固定长度的）二进制串（Hash 值），并且不同的明文很难映射为相同的 Hash 值。 例如计算一段话 “hello blockchain world, this is yeasy@github” 的 SHA-256 hash 值。 $ echo "hello blockchain world, this is yeasy@github"|shasum -a 256 db8305d71a9f2f90a3e118a9b49a4c381d2b80cf7bcef81930f30ab1832a3c90 这意味着对于某个文件，无需查看其内容，只要其 SHA-256 Hash 计算后结果同样为 db8305d71a9f2f90a3e118a9b49a4c381d2b80cf7bcef81930f30ab1832a3c90，则说明文件内容极大概率上就是 “hello blockchain world, this is yeasy@github”。 Hash 值在应用中又常被称为指纹（fingerprint）或摘要（digest）。Hash 的核心思想也经常被应用到基于内容的编址或命名算法中。 一个优秀的 Hash 算法，将能实现： 正向快速：给定明文和 Hash 算法，在有限时间和有限资源内能计算得到 Hash 值； 逆向困难：给定（若干）Hash 值，在有限时间内很难（基本不可能）逆推出明文； 输入敏感：原始输入信息发生任何改变，新产生的 Hash 值都应该出现很大不同； 冲突避免：很难找到两段内容不同的明文，使得它们的 Hash 值一致（发生碰撞）。 冲突避免有时候又被称为“抗碰撞性”，分为“弱抗碰撞性”和“强抗碰撞性”。如果给定明文前提下，无法找到与之碰撞的其它明文，则算法具有“弱抗碰撞性”；如果无法找到任意两个发生 Hash 碰撞的明文，则称算法具有“强抗碰撞性”。 很多场景下，也往往要求算法对于任意长的输入内容，可以输出定长的 Hash 结果。 常见算法 目前常见的 Hash 算法包括 MD5 和 SHA 系列算法。 MD4（RFC 1320）是 MIT 的 Ronald L. Rivest 在 1990 年设计的，MD 是 Message Digest 的缩写。其输出为 128 位。MD4 已证明不够安全。 MD5（RFC 1321）是 Rivest…