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以太坊单双博彩(www.326681.com)_比特币前传(一):70 年月公钥传奇

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三位密码学家打破政府对密码学知识的垄断、揭晓的公钥密码学掀起了民众对密码学研究的第一次大热潮。

撰文:Peter ‘pet3rpan’

编译:AididiaoJP,Foresight News

若是问起比特币或加密钱币的历史,多数人的谜底可能会是中本聪在 2008 年提出、随后在 2009 年降生的比特币……人但他们不知道的是比特币是密码朋克运动的产物,它起源于 70 年月,形成于 90 年月,随同着与美国政府围绕着数字自由之间的斗争,开创了现代小我私人信息隐私时代。

虽然你可以通过谷歌搜索来领会密码朋克,但除非领会这场运动的历史靠山,否则很可能难以深入领会其全貌。你需要把头脑集中起来思索更普遍的问题,密码朋克的运动是谁播种的?想法从何而来?

比特币降生之前的故事系列旨在从历史视角探索加密钱币的手艺源头和背后的哲学头脑。这个系列共有四篇,重点关注密码学、加密钱币的基本机制以及隐私哲学的历史生长等。系列将从 70 年月、80 年月、90 年月和 2000 年月睁开。

先容

若是我们想要领会加密钱币及其历史,从那里最先呢?

首先谈谈 70 年月公钥密码学的确立,虽然你可能会像我第一次研究密码学时那样对 70 年月的是非图像感应叹息,但你可能无法意识到这十年有何等主要。

在 70 年月之前,密码学主要被军方用于通讯珍爱。密码学的主要研究也是由情报机构(GCHQ、NSA 等)或 IBM 等企业运营的获得允许的实验室中举行。这时民众险些无法获得密码学知识,直到由三位密码学家 Hellman、Diffie 和 Merkle 出书的公然密码学打破了密码学的垄断,同时也引起了密码学的第一次大热潮。

公共密码学的界说和事情原理

密码学是珍爱信息免受敌人或者无权获守信息的人截取的作用,即若何在敌人存在的环境中举行正常通讯。它是确保信息真实性和完整性的底层机制,也是使区块链和加密钱币酿成现实的缘故原由之一。公钥加密是加密使用的一种范式转变,现在依然是大多数加密钱币协议接纳的加密方式之一。

从本质上讲,公钥密码学允许人们通过不平安的渠道将加密信息发送到公共地址,只有有权接见公共地址对应的私钥的人才气获得解密信息。私钥还用于签署和验证发送的信息,以验证其泉源的正当性。

通过区块网络,人们可以将比特币发送到公共地址并查看它持有若干比特币,但只有拥有响应私钥的所有者才气使用比特币举行生意。

密码学的第一次大热潮,若何脱节政府对密码学知识的控制?

故事从 Hellman,一个雄心壮志的年轻人最先

Hellman 从小就是一个书呆子,他的父亲是当地一所高中的物理先生,以是他从小就能接触到科学知识。他回忆说:「我父亲的书架上有一些书,我时常会阅读它们。包罗我现在还记得的一本书《Ganot's Physics》,1890 年月的旧物理文本。显然纵然对父亲来说也算是老骨董了,但我很喜欢。以是我对科学感兴趣,但并不是从最先就稀奇喜欢密码学。」

早期事业

Hellman 并非从小最先接触密码学,也许他在某个时段学习过密码学,但直到厥后他才与盘算机科学发生了许多的联系。甚至说他在早年就已经设计好自己的未来的生涯。他在 1967 年在斯坦福大学获得电气工程硕士学位,并在学校里显示精彩,渡过了异常愉快的时光。他设想自己将在 35 岁娶亲,在此之前周游天下,在大型企业中从事治理事情。

22 岁时,他为了加深自己治理方面的研究,选择攻读他在研究「决议逻辑」相关的头脑方式研究,并以此来完成博士学位。令人意想不到的是,攻读博士学位的第一年他就娶亲了,这并没有让他放慢脚步,在攻读博士学位的第二年,他就揭晓了著名的论文:《Learning with Finite Memory》。

到现在为止,他坚持自己的人生设计,根据自己的梦想为 IBM 事情,选择可周游天下和拥有更多财富的生涯方式。

Harry Feistel 和 Peter Elias 的早期影响

Hellman 去了 IBM 在纽约的 Thomas J. Watson 研究中央事情,他那时的事情跟密码学绝不相关。但 IBM 有专注于密码学研究的部门。通过密码学研究中央部门,他熟悉了一个名叫 Horst Feistel 的密码学研究员,在此之后,他们经常共进晚餐,讨论密码学和一些还未解决的研究问题。Feistel 为政府设计数据加密尺度(DES)。在 Feistel 的先容下,Hellman 最先接触密码学,Feistel 也是对 Hellman 早期影响最大的引路人之一。

当他妻子有身时:他最先思索一个不得不面临的永恒逆境:家庭和自由?他问自己「我是真的想要周游天下照样想要更多的时间陪同家人?」

最终他选择了家庭,因此他去了麻省理工电子工程系当助理教授,在那里他遇见了麻省理工电子工程系主任 Peter Elias,另一个影响重大的引路人。Peter Elias 与信息论之父 Claude Shannon 互助发现晰二战时期使用的现代密码学。Hellman 与 Elias 成为了很好的同伙,这也加深了他对密码学的贪恋。

开启密码学的研究

1971 年 Hellman 回到了斯坦福,到了年底,他最先从事密码学研究。他在斯坦福的同伙和同事都不支持他这样做的决议,他们忧郁美国政府对密码制作和破解机构的封锁政策。但 Hellman 信托密码学未来将具有主要的商业价值。

斯坦福大学的马丁·赫尔曼 (1973)

1973 年,Hellman 举行了第一次的密码学演讲,并宣布了第一份加密手艺讲述,引起了民众的关注,这时一位名叫 Whitfield Diffie 研究员联系到了他。

Whitfield Diffie,一个伶俐到无聊的年轻人

与 Hellman 差异,Diffie 早在 10 岁时就第一次接触到密码学。他的父亲是一位历史教授,并从当舆图书馆带回了一些关于密码学的书籍。Diffie 喜欢数学,但憎恶学校,因此纵然人人都以为迪菲异常伶俐,他却从未想过像父亲所希望的放置自己的生涯,迪菲只是委屈结业。

只管他在学校显示的并不精彩,但他很伶俐,并在麻省理工的入学考试中取得了优异的成就。他曾实验若何自学编程,但以为这是异常低级的学习,以为很是无聊,他选择把大部门时间都花在了学习数学上。

从事人工智能和密码破译者的事情

Diffie 刚结业的时刻,美国政府最先征召年轻人介入越南战争,但他对战争并不感兴趣,无奈之下,转而从事软件开发和做其他「低级」的事情。与此同时,他还最先在麻省理工的 Project MAC 的人工智能实验室做兼职,该事情室是由两个异常伶俐的人在治理:Marvin Minsky 和 John McCarthy。

 Diffie 与 McCarthy 保持着优越的关系,并从身上学到了许多。Diffie 和那时的许多人都不知道的是,McCarthy 厥后被视为人工智能之父,「AI」这个词就是由他缔造的。McCarthy 信托,学习的每一个历程和智能生物的任何特征原则上都可以准确地形貌出来,然后可以通过制造机械来模拟这个历程。McCarthy 异常关注未来,他信托智能的看法将会在未来的某一个时刻泛起。在他的指导下,Diffie 对网络、电子密钥和身份验证有了深入的领会,厥后 Diffie 追随 McCarthy 来到斯坦福,加入了新确立的人工智能实验室(SAIL:Stanford Artifical Intelligence Laboratory)。

在斯坦福大学时代,Diffie 阅读了 David Kahn 出书的《The Codebreakers: The Story of Secret Writing》。这本书总结了从古埃及到那时的密码学历史,深刻地影响了 Diffie 对于隐私的信心。他在 1973 年脱离 SAIL,继续专注于密码学的研究。第二年他在天下各地介入流动,与差其余专家一起讨论密码学的未来。他说:「我正在做我善于的事情,那就是在图书馆里寻找有数手稿,开车四处走动,造访大学的同伙。」

1974 年,他接见了 IBM Thomas J. Watson 实验室,与密码学研究团队会晤。那时向 Hellman 先容密码学 Horst Feistel 向导这个团队。在那时,Diffie 无法领会许多被 NSA 列为隐秘的事情。厥后他被推荐给了 Martin Hellman,他正好也在研究类似的密码学。

位于约克镇高地的 IBM Thomas J. Watson 实验室

Hellman 与 Diffie 的相遇

「1974 年秋天,Diffie 泛起在我的门前,我永远都不会遗忘那一天」, Hellman 在 2011 年曾回忆道。

通过先容,他们约定在 Hellman 家中会晤。Diffie 下昼就来了,晚上 11 点才脱离。在这几个小时的时间里,他们讨论地越来越忘我,从密码学到哲学。Hellman 讲述说,找到志同志合的同伙真的很主要,在不被明白的环境里事情是一种极大的肩负。不久之后,Diffie 在当地的一个研究小组事情,平时他会花更多的时间和 Hellman 一起研究密码学。

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数据加密尺度(DES)

1975 年头,美国政府制订了数据加密尺度 DES,这是第一个被批准用于公共和商业用途的加密协议。在 NSA 的推动下,金融服务业和其他需要强加密的商业部门(SIM 卡、网络装备、路由器息争调器)等陆续接纳 DES。

在 DES 宣布之前,密码学和军用性子的物品一样,必须获得允许才气被接纳,或从事相关的事情。DES 是第一次公然批准使用这种手艺。

来自 NSA 的 1970 年月库存照片

DES 是若何设计的

在 1972 年美国国家尺度与手艺研究院 NIST 举行的一个研究中,人们意识到了对民众加密密码的需求。1973 年和 1974 年人们最先向美国各地的研究中央提议设计出适用于民众生涯的加密密码。1974 年 IBM 构想出了一种名为 Lucifer 的加密密码。

Lucifer 是由 IBM 密码学研究部门研究员 Horst Feistel 向导设计的。该密码是对先前开发的密码的改善,但相符 NSA 的设计要求。在经由 NSA 的现实使用之后,NSA 希望将密钥巨细从 64 位削减到 48 位,这意味着只需要更少的处置能力即可加密息争密。在经由讨论之后,最终密钥的巨细削减到 56 位。

Hellman 与 Diffie 对 DES 的指斥

Hellman 和 Diffie 最初是张开双臂拥抱 DES 的,由于他们以为这是将密码学带入民众视野的一大步。但他们发现缩短密钥的长度异常容易受到攻击,无法保障信息的平安。更主要的是,IBM 研究团队指责 NSA 私自改动了密码。在密码被华盛顿举行审批返回后,研究职员发现密码被更悔改。

在 70 年月,人们普遍对政府不信托,这种小心源于二战前后集权主义政府对民众的控制。在 1984 有许多探讨关于政府监视、社会控制和小我私人自由的言论热潮,这场讨论也反映了民众对政府角色的小心。这种情绪一直连续到到 60 年月,时代因肯尼迪遇刺、古巴导弹危急、黑人权力和同性恋权力等发生了影响重大的社会政治运动。70 年月水门事宜加剧了这种恐慌,尼克松总统授权窃听民进党天下委员会总部的集会。对于民众来说,他们的恐慌正在逐步酿成现实。

人们甚至信托美国国家平安局已经确立了不为民众所知的获守信息的方式。

Merkle,一个施展要害作用却还未察觉的年轻人

DES 宣布后不久,Hellman 和 Diffie 宣布了一篇名为「Multi-User Cryptographic Techniques」的手艺论文,他们很快领会到来自伯克利的 23 岁盘算机科学专业的学生 Ralph Merkle 同样在研究这个问题。

Merkle 的谜题

在遇见 Hellman 和 Diffie 之前,Merkle 就已经最先研究公钥加密看法了,这就是厥后的 Merkle 谜题。他在学习盘算机科学课程时有时提出了一个问题:当敌人已经知道所有的信息时,若何重修新的平安通讯?他把这个问题当成了这门课程的研究主题最先研究。

「当我想到窃听者知道一切而且在被监听的情形下,你似乎无法确立平安性。以是我第一个想法是,我要实验证实它是不能能的。但当我最先证实这种情形下无法确立平安性时,我实验了许多次,最终发现无法证实它是不能能的」

「然后我想了想,既然我不能证实你做不到,我就反过来想设施去做。在我试图证实无法做到的历程中,我很清晰证实历程中存在的一些缺陷。当我最先证实它是能够做到的时刻,我实验用种种设施来完善存在的缺陷,当我清晰若何做到时,这一切发生的异常迅速。我可以找到一个纵然敌人、突入者、谛听者知道一切的条件下通过加密密钥来确立平安的通讯蹊径的方式。」

由于 Merkle 并没有领会过密码学的历史,也没有学习过密码学的理论知识,以是他并不以为这个问题是无法解决的。他把所有的想法写下来,然后当初分享,却遭到了许多人的质疑和否认。

盘算机平安课的先生听不懂他的作业内容,叫 Merkle 住手这种无邪的想法。盘算机科学期刊拒绝揭晓他的研究内容,由于编辑以为他的事情内容并不在那时密码学头脑的主流当中。

1970 年月 CACM 版本的封面

在机缘巧合之后,Merkle 与一位名叫 Peter Blatman 的盘算机科学家分享他的想法,后者立刻注重到了他的研究价值。Merkle 不知道 Blatman 是 Diffie 的同伙,在 Diffie 约请 Blatman 去斯坦福加入密码学聚会的途中,Blatman 简要概述了 Merkle 正在解决的问题。

显然,Diffie 多年来一直在为统一个问题着迷,在听说某个年轻的盘算机科学专业学生若何潜在地解决了这个问题后,他先是直接否认了这种可能性,然后最先对这种解决方案的可能性感应兴奋。随后 Diffie 发给了 Merkle 一篇最近提交的论文,主要内容是在假设可能的情形下探索公钥加密的应用。

在读完寄来的论文之后,Merkle 把自己的论文也寄了已往。Hellman 和 Diffie 看完之后,深受启发,完全转变了研究思绪。只管 Merkle 年轻且完全缺乏密码学知识,但他的创作力已经解决了公钥分配问题。这位年仅 23 岁的年轻人想法实现了诸多学者多年来起劲未能做到的事情。

然则 Hellman 和 Diffie 发现他的解决方案效率低下,依附他们对密码学的明白,很快就找到领会决密钥分配问题加倍高效的方案,并提出了公钥密码学新的生长偏向。很快,他们的研究内容被写成一篇论文,被称为「密码学的新偏向」

Merkle 也接受了 Hellman 的约请,前往斯坦福大学,并作为博士生在 Hellman 手下事情。

左边是默克尔,中央是赫尔曼,右边是迪菲(1977)

密码学的新偏向

在 1976 年 11 月揭晓的《密码学的新偏向》论文中,主要讨论了密码学、公钥密码和促进认证通讯协议的基本问题。

Merkle 因其事情而受到赞誉,但最终通讯协议被命名为:Diffie-Hellman 密钥交流。然而只管云云,在 1977 年公钥加密获得专利时,Merkle 被以为是三位发现者之一,Diffie 以为默克尔可能是公钥传奇中最具缔造力的角色。

在这篇文章当中,讨论的看法就是用于设计和珍爱我们今天所使用的区块链。最后他们解释本文的目的之一:「激励其他人在这个令人着迷的领域事情,这个险些被政府完全垄断的领域——密码学新偏向。」

Hellman 他们的事情打破了政府对密码学知识的控制,民众也第一次获得使用壮大的加密手艺的时机。由于对政府的 DES 密码的不信托,论文中的手艺引发了民众对加密学和加密研究的第一次大浪潮。

厥后知道 Hellman、Diffie 和 Merkle 并不是公钥密码学的第一批构想者,它的一种形式最初是由英国情报机构 (GCHQ) 的研究职员确立并应用于通讯的,但它一直都属于隐秘,无法被民众所知道。想象一下,若是这三位从未公然过公钥加密,我们的天下可能会异常差异。

Hellman、Diffie 和 Merkle 揭晓的论文乐成地引发了新一轮的创新浪潮。这场浪潮将连续数十年,而政府机构却对他们的发现不加理睬,这种对比异常突出了密码学和其他科学领域中开放式协作事情的主要性。

正如论文第一行开头写到的那样,「我们今天站在密码学革命的边缘」。Merkle 作为 Hellman 和 Diffie 的学生,在 80 十年月发现加密散列手艺,继续影响密码学的生长。

小结

Hellman、Diffie 和 Merkle 三位密码学家打破了民众和密码学之间的障碍,80 年月被称为 David Chaum 的密码学将继续直接确立在他们的事情之上,将匿名通讯、支付以及去中央化服务的需求看法化。显然只有通过 70 年月三位密码学家的奉献, David Chaum 的事情才变得可能。

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