密碼故事：從對稱加密到比特幣的簡史區塊鏈
從Whitfield-Diffie到比特幣，密碼學的歷史在不斷進步。
從Whitfield-Diffie到比特幣，密碼學的歷史在不斷進步。
如果沒有公鑰密碼學，加密貨幣就會失敗。公鑰密碼學證明了所有權，并執行了隱私權。不過，雖然與個人電腦革命同時出現在20世紀70年代中期，它最近才得以實現。
16世紀的法國密碼機
人們利用密碼學的藝術和科學對信息進行編碼（即加密），于是除了目標受眾之外，沒有人能夠閱讀這些信息。只有正確的接收者才能解碼（即解密）該信息，這樣可以保護通信者之間的隱私。
密鑰用于加密和解密信息。在非對稱密碼學（公鑰密碼學的另一種說法）中，加密信息的密鑰與解密信息的密鑰不同。
而在對稱加密學中，解密信息的密鑰與用于加密的密鑰相同。這就產生了密鑰交換的問題：發送者不僅需要發送信息，還要找到安全的方式來發送密鑰。如果有壞人同時攔截了密鑰和信息，隱私就會被侵犯。
Whitfield-Diffie密鑰交換方案
在密碼學的發展歷史中，語言學、語言和拼圖技巧長期處于統治地位。但從20世紀中葉開始，數學一直占主導地位。
20世紀70年代，斯坦福大學的Whitfield Diffie、Martin Hellman和Ralph Merkle發現了解決密鑰交換問題的數學方案。在解決方案中，他們使用了模塊化算法和單向函數。（Ralph Merkle是默克爾樹的發明者，為加密貨幣作出了巨大貢獻。）
模塊化算法處理余數并合并一組數字，這些數字在達到某個點之后會開始循環。也就是說，7模3等于1，因為7除以3之后的余數是1。模塊化算法循環最常見的例子是12小時制時鐘。如果現在是早上8點，6個小時之后不會是14點，而是下午2點。要點就是，模塊化算法的表現并不直觀，而且會產生意想不到的結果。
在數學領域，單向函數很容易執行，但也會強烈抵制逆向工程。以餐館里的一碗湯為例，廚師很容易按照食譜來制作，也可能即興添加手邊的一些食材。你可能有能力找到這種味道和這些香料，但如果沒有配方和主廚使用的準確配料，你就很難復制出那碗湯。
根據Whitfield-Diffie算法，通信者共享密鑰的部分公開信息，但保留隱私信息，從而防止竊聽者復制該密鑰。該團隊于1976年6月在全國計算機會議（美國）上公開發表了他們的解決方案。
進入非對稱加密時代
Whitfield-Diffie解決了密鑰交換問題，但仍然使用對稱加密。
在得知Whitfield-Diffie解決方案后，麻省理工學院計算機科學實驗室的Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adelman開始基于這些數學概念，尋找非對稱加密的解決方案。1977年4月，他們成功找到了RSA算法。
使用非對稱加密技術時，你可以發布一個公鑰。人們可以使用公鑰來加密信息，但是只有你能解密，因為私鑰在你手上。簡而言之，公鑰只是將兩個私鑰相乘所產生的數字。如果使用的數字足夠大，那么其他人找到這兩個數字就需要大量計算和時間。
面向公眾的加密技術
1923年的電動密碼機專利申請
在當時，使用RSA加密技術面臨著計算機資源的挑戰。加密技術只屬于強大而富有的群體——軍隊、政府、大型公司等。Paul Zimmerman設想，任何人可以通過使用個人電腦進行加密。1991年6月，他創建了優良保密協議（Pretty Good Privacy，PGP）并免費向公眾發布。
Zimmerman通過使用混合算法，解決了非對稱加密技術消耗大量資源并且計算緩慢的問題。人們使用對稱密鑰對信息本身加密，然后利用非對稱加密技術處理密鑰，將密鑰與信息一起安全地發送出去。
Hal Finney和數字貨幣
秘密內容解碼器環
Phil Zimmerman為PGP聘用的第一位員工是Hal Finney。當自稱中本聰的不知名人士在2008年露面并提出所謂的比特幣，Hal Finney是第一個表示感興趣的人。
在20世紀90年代，很多人嘗試利用非對稱加密技術創建私人電子貨幣，但是都沒有成功。
David Chaum創建了DigiCash，但要求所有交易都由中心化的公司進行驗證。1998年，Chaum的公司破產，DigiCash也隨之破產。
1997年，英國研究人員Adam Back利用工作量證明機制（Proof of Work）創建了HashCash。HashCash最后也沒能成功，因為一個幣只能使用一次。用戶每次需要購買東西時都需要制造新的幣。
Hal Finney創建了第一個可重復使用工作量系統證明（RPOW）系統，可以解決HashCash的問題。他試圖用所謂的CRASH（Crypto cASH的縮寫）方式運行數字貨幣項目。（學到的經驗：如果以CRASH命名一個電腦程序，那就等著崩潰吧。）
比特幣時代
Hal Finney是繼中本聰之后第一個運行比特幣節點的人，并且是網絡上第一筆比特幣交易的接收人。
Hal Finney曾經鼓勵中本聰：“想象一下，比特幣是成功的，并將成為全球使用的支付系統。那么貨幣總價值應該等于世界所有財富的總價值......即使比特幣很難取得這種程度的成功，他們真的是一億對一的價值嗎？這確實是值得思考的東西。”
之后，Hal Finney患了致命疾病肌萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS）。他在2013年3月19日向社區發布的告別信中提到：
“幾天后，比特幣運行得非常穩定，所以我就讓它自己運行。那時候，難度還只有1，你可以通過CPU挖到區塊，甚至不需要GPU。我在接下來的幾天里挖了一些區塊。但是因為它讓我的電腦很燙，而且風扇的噪音令人困擾，于是我關閉了……后來再聽說比特幣是在2010年末，我驚訝地發現比特幣不僅仍在發展，實際上具備了貨幣價值。我打開之前的錢包，欣慰地發現比特幣仍然還在。隨著比特幣價格攀升，我將比特幣轉入離線錢包，希望它們對我的繼承人有點價值。”
一點思考
從Whitfield-Diffie到比特幣，密碼學的歷史在不斷進步。數學提供了基礎。現代數學解開了20世紀中葉前所未聞的可能性。數學研究仍在繼續，當量子計算變得普遍時，將出現新的數學可能性。
除了數學之外，去中心化推動了現代密碼學的發展。每個人都應該享有隱私權。Rivest、Shamir和Adelman創建公鑰密碼系統時，只有強大和集中的組織才能立即受益。而Phil Zimmerman的PGP協議將市場擴大到任何想在個人電腦上使用加密技術的人。有了比特幣，使用加密貨幣的人都可以享受公鑰密碼系統帶來的隱私權。
更多閱讀
實際上，許多消息來源提供了有關密碼學歷史和加密貨幣出現的深度信息：
一本關于密碼學史的熱門書籍是西蒙·辛格（Simon Singh）的《碼書：從古埃及到量子密碼學的保密科學》（The Code Book:The Science of Secrecy from Ancient Egypt to Quantum Cryptography）。
納撒尼爾·波普爾（Nathaniel Popper）在《數字黃金：比特幣和試圖重塑貨幣體系的邊緣人與百萬富翁們的內幕故事》（Digital Gold:Bitcoin and the Inside Story of the Misfits and Millionaires Trying to Reinvent Money ）的前面章節中講述了加密貨幣的早期歷史。
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