Zcash - 各种密钥和签名，你懂吗？

Zcash的发展大体经过了OverWinter(过冬) -> Sprout(发芽) -> Sapling(树苗)这几个阶段，随着业务和功能的逐渐丰富，密钥系统也越来越复杂，刚开始接触时感觉一头雾水，但是静下心来仔细分析，就能逐渐领略其中的魅力。
Zcash中的各种密钥，主要是为了实现下面2类功能：
1.Signature
2.In-band secret distribution
签名很好理解，主要是为了保证数据的不可篡改性。那么什么是in-band secret distribution呢？我们知道，Zcash使用了零知识证明，因此交易内部的私密信息对外是隐藏的。但是，如果我想要消费某一笔交易的输出（Note），就必须提供这些私密信息（用于生成Nullifier）。问题来了，交易发送方如何把这些私密信息传递给交易接收方呢？有2种方案：
1.Out-band secret distribution：其实就是“线下”传递，通过一些加密的P2P即时通信工具，比如以太坊的whisper。这种方案比较简单，但是也存在一些缺点，比如要求交易双方必须同时在线，否则就必须引入一些消息持久化方案比如mail server等等。
2.In-band secret distribution：即“线上”传递，也是Zcash目前采用的方案。线上传递的意思是把这些私密信息加密后直接放到交易中上链，接收方再通过某种方式解密以获得私密信息。
下面就逐一介绍一下Sprout和Sapling中的密钥系统，以及在签名及In-band secret distribution中的应用。

1.Sprout

1.1 Sprout密钥系统

Sprout的密钥系统比较简单，参见下图：

其中Payment Address是发送方需要用到的，Incoming viewing key是给接收方用的。
下面会逐一介绍图上的这些密钥的含义，如果你觉得枯燥难懂，可以先跳过，等看完“签名”和“带内秘密分发”之后再回过头来看这段描述，相信会有不一样的体会。
1.$a_{sk}$：Spending Key，用于生成Nullifier
2.$a_{pk}$：Paying Key，用于生成Note
3.sk_{enc}$：Receiving Key，和epk一起生成sharedSecret，进而生成对称密钥，解密所有的Note Plaintext
$sharedSecret=Curve25519(s{k}_{enc},epk)=s{k}_{enc}\cdot epk=s{k}_{enc}\cdot esk\cdot G$
4.$p{k}_{enc}$：Transmission Key，和esk一起生成sharedSecret，进而生成对称密钥，加密所有的Note Plaintext
$sharedSecret=Curve25519(esk,$