布隆过滤器、同态加密、PKI体系……一文告诉你密码学在区块链中能做什么！...-优快云博客

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本文介绍了密码学中的布隆过滤器、同态加密和数字签名在区块链中的应用。布隆过滤器提供高效的空间利用率，用于判断元素是否存在集合中；同态加密允许对密文直接处理，增强隐私安全性；数字签名确保内容完整性和来源不可抵赖性，包括盲签名、多重签名和群签名等技术。这些概念对于理解区块链系统的隐私保护和安全机制至关重要。

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来源 | 优快云博客

作者 | 孙启超

整理 | Carol

出品 | 区块链大本营（blockchain_camp）

密码学是区块链技术的核心。所有交易信息都被编码进区块当中，而这些区块连接在一起则形成区块链结构。

随着计算机时代的到来，密码学跃升到了一个新的高度。那么，密码学在区块链当中又能做些什么、发挥什么作用呢？今天我们就来聊一聊这个话题。

本篇会讲述 密码学在区块链中的具体的使用 ，从而理解 为什么区块链可以防止消息被篡改、 怎么进行数字身份认证 。比特币中是如何通过多重签名实现多个人共同管理某个账户的比特币交易。

布隆过滤器

布隆过滤器是一种基于 Hash 的高效查找结构，能够快速判断某个元素是否在一个集合内。

首先回顾一下基于Hash的快速查找，由于Hash算法具有一一对应的特点，即一个内容对应一个Hash值，而Hash值最终是可以转化为二进制编码，这就天然的构成了一个 “ 内容 - 索引 ” 的一个结构。

假如给定一个内容和存储数组，通过构造Hash函数，使Hash值总量不超过数组的大小，就可以实现快速的基于内容的查找。如 “算法改变人生” 的 Hash 值如果是 “1000”，则存放到数组的第 1000 个单元上去。如果需要快速查找任意内容，如 “算法改变人生” 字符串是否在存储系统中，只需要计算 Hash 值，并用 Hash 值查看系统中对应元素即可。

布隆过滤器采用了多个 Hash 函数来提高空间利用率。对同一个给定输入来说，多个 Hash 函数计算出多个地址，分别在对应的这些地址上标记为 1。进行查找时，进行同样的计算过程，并查看对应元素，如果都为 1，则说明较大概率是存在该输入。

布隆过滤器相对单个 Hash 算法查找，大大提高了空间利用率，可以使用较少的空间来表示较大集合的存在关系。上面讲的Hash查找和布隆过滤器，基本思想都是基于内容的编址。