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如果沒有公鑰密碼學(xué)，加密貨幣就會失敗。公鑰密碼學(xué)證明了所有權(quán)，并執(zhí)行了隱私權(quán)。不過，雖然與個人電腦革命同時出現(xiàn)在20世紀70年代中期，它最近才得以實現(xiàn)。

16世紀的法國密碼機

人們利用密碼學(xué)的藝術(shù)和科學(xué)對信息進行編碼（即加密），于是除了目標(biāo)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(xué)（公鑰密碼學(xué)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(xué)中，解密信息的密鑰與用于加密的密鑰相同。這就產(chǎn)生了密鑰交換的問題：發(fā)送者不僅需要發(fā)送信息，還要找到安全的方式來發(fā)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(xué)的發(fā)展歷史中，語言學(xué)、語言和拼圖技巧長期處于統(tǒng)治地位。但從20世紀中葉開始，數(shù)學(xué)一直占主導(dǎo)地位。

20世紀70年代，斯坦福大學(xué)的Whitfield Diffie、Martin Hellman和Ralph Merkle發(fā)現(xiàn)了解決密鑰交換問題的數(shù)學(xué)方案。在解決方案中，他們使用了模塊化算法和單向函數(shù)。（Ralph Merkle是默克爾樹的發(fā)明者，為加密貨幣作出了巨大貢獻。）

模塊化算法處理余數(shù)并合并一組數(shù)字，這些數(shù)字在達到某個點之后會開始循環(huán)。也就是說，7模3等于1，因為7除以3之后的余數(shù)是1。模塊化算法循環(huán)最常見的例子是12小時制時鐘。如果現(xiàn)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(xiàn)并不直觀，而且會產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。

在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，單向函數(shù)很容易執(zhí)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(zhǔn)確配料，你就很難復(fù)制出那碗湯。

根據(jù)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(fù)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(fā)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(xué)院計算機科學(xué)實驗室的Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adelman開始基于這些數(shù)學(xué)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(shù)時，你可以發(fā)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(chǎn)生的數(shù)字。如果使用的數(shù)字足夠大，那么其他人找到這兩個數(shù)字就需要大量計算和時間。

面向公眾的加密技術(shù)

1923年的電動密碼機專利申請

在當(dāng)時，使用RSA加密技術(shù)面臨著計算機資源的挑戰(zhàn)。加密技術(shù)只屬于強大而富有的群體——軍隊、政府、大型公司等。Paul Zimmerman設(shè)想，任何人可以通過使用個人電腦進行加密。1991年6月，他創(chuàng)建了優(yōu)良保密協(xié)議（Pretty Good Privacy，PGP）并免費向公眾發(fā)布。

Zimmerman通過使用混合算法，解決了非對稱加密技術(shù)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(shù)處理密鑰，將密鑰與信息一起安全地發(fā)送出去。

Hal Finney和數(shù)字貨幣

秘密內(nèi)容解碼器環(huán)

Phil Zimmerman為PGP聘用的第一位員工是Hal Finney。當(dāng)自稱中本聰?shù)牟恢耸吭?008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(shù)創(chuàng)建私人電子貨幣，但是都沒有成功。

David Chaum創(chuàng)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(chǎn)，DigiCash也隨之破產(chǎn)。

1997年，英國研究人員Adam Back利用工作量證明機制（Proof of Work）創(chuàng)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(chuàng)建了第一個可重復(fù)使用工作量系統(tǒng)證明（RPOW）系統(tǒng)，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(shù)字貨幣項目。（學(xué)到的經(jīng)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(jié)點的人，并且是網(wǎng)絡(luò)上第一筆比特幣交易的接收人。

Hal Finney曾經(jīng)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(tǒng)。那么貨幣總價值應(yīng)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?！?/span>

之后，Hal Finney患了致命疾病肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥（ALS）。他在2013年3月19日向社區(qū)發(fā)布的告別信中提到：

“幾天后，比特幣運行得非常穩(wěn)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(qū)塊，甚至不需要GPU。我在接下來的幾天里挖了一些區(qū)塊。但是因為它讓我的電腦很燙，而且風(fēng)扇的噪音令人困擾，于是我關(guān)閉了……后來再聽說比特幣是在2010年末，我驚訝地發(fā)現(xiàn)比特幣不僅仍在發(fā)展，實際上具備了貨幣價值。我打開之前的錢包，欣慰地發(fā)現(xiàn)比特幣仍然還在。隨著比特幣價格攀升，我將比特幣轉(zhuǎn)入離線錢包，希望它們對我的繼承人有點價值?！?/span>

一點思考

從Whitfield-Diffie到比特幣，密碼學(xué)的歷史在不斷進步。數(shù)學(xué)提供了基礎(chǔ)?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)解開了20世紀中葉前所未聞的可能性。數(shù)學(xué)研究仍在繼續(xù)，當(dāng)量子計算變得普遍時，將出現(xiàn)新的數(shù)學(xué)可能性。

除了數(shù)學(xué)之外，去中心化推動了現(xiàn)代密碼學(xué)的發(fā)展。每個人都應(yīng)該享有隱私權(quán)。Rivest、Shamir和Adelman創(chuàng)建公鑰密碼系統(tǒng)時，只有強大和集中的組織才能立即受益。而Phil Zimmerman的PGP協(xié)議將市場擴大到任何想在個人電腦上使用加密技術(shù)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(tǒng)帶來的隱私權(quán)。

更多閱讀

實際上，許多消息來源提供了有關(guān)密碼學(xué)歷史和加密貨幣出現(xiàn)的深度信息：

一本關(guān)于密碼學(xué)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(xué)的保密科學(xué)》（The Code Book:The Science of Secrecy from Ancient Egypt to Quantum Cryptography）。

納撒尼爾·波普爾（Nathaniel Popper）在《數(shù)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(nèi)幕故事》（Digital Gold:Bitcoin and the Inside Story of the Misfits and Millionaires Trying to Reinvent Money ）的前面章節(jié)中講述了加密貨幣的早期歷史。