密码学概述
区块链起源于密码学，可以说区块链的核心，以及安全性、不可篡改性的来源很大一部分都是基于密码学实现的。
密码学相信对大家来说都有接触过，但是不搞安全的同学可能没有深入学习过，密码学是网络安全、信息安全等专业的奠基学科。按照时间分类，我们可以把密码学分为古典密码学和现代密码学。
古典密码学主要是通过一些移位对应、字母重排、替换字母、或者简单的其他方法进行加密的。比如a-> i， b->u 进行一个简单的加密，在现代计算机面前显然是没有任何安全性的。
现代密码学除了关注信息的保密性和可传递性，还涉及到了信息的完整性、不可抵赖性，以及防攻击性等等。
区块链中的密码学
哈希算法
哈希也被称为散列算法，指的是对一个任意的输入，都能给出一个定长的字符串，它能够代表一段数据的唯一特征，类似于人类的指纹，所以在后端开发中我们也会使用哈希算法对某些数据进行加密，通过这个哈希值来保证数据的唯一性。
在前文我们已经说过，每一个区块链中的区块都有一个值previous hash，这个值指向的是当前区块的上一个区块。
同时，在一个区块中会使用哈希树（Merkle Tree）来组织交易数据，以确保数据的完整性，提高效率。
以一个长度为4的交易作为例子，哈希树的构建方式如下
- 将4个交易按顺序排列，作为树的叶子结点
- 对每两个相邻的交易数据进行哈希操作，得到它们的哈希值
- 将得到的哈希值组成新的一层节点，再次进行两两哈希操作
这就保证了树的根节点作为区块头的一部分，存储在区块链上。这个头的值是对所有交易数据进行哈希计算得到的，因此任何一个交易数据的变化都会导致树头结点的变化。
非对称加密
区块链中的参与者通过会使用椭圆曲线算法生成一堆公私钥对组合，公钥对外公开，私钥自己持有。通过公钥对数据进行加密，私钥对数据进行解密。因为私钥是自己持有的，并且不需要在网络中进行传递，这样就能够验证身份的唯一性、保证身份的安全性。
包括区块链的数字钱包也用到了这个技术，数字资产通常存储在加密货币钱包中，这些钱包使用非对称加密来保护用户的私钥，私钥进行签署交易，公钥用于接收资产。
同时，私钥会用于生成数字签名，而相应的公钥用于验证这个数字签名。区块链中的交易通常都包含数字签名，以验证交易的真实性和完整性。其他参与者可以使用发送者的公钥验证数字签名，确保交易没有被篡改，并且确实是由合法的私钥签名生成的。
在白皮书中，因为数字签名的唯一性，数字签名还用来防止double-spending问题，通过数字签名来确保交易的唯一性，避免同一份资金被重复使用。