3、区块链编程基础：密码学、哈希函数、工作量证明与共识机制

区块链编程基础：密码学、哈希函数、工作量证明与共识机制

1. 密码学基础

1.1 区块链编程所需的密码学知识

成为区块链开发者，尤其是在以太坊上开发程序时，不需要精通密码学，只需了解两个关键概念：
- 私钥和公钥（非对称加密）
- 哈希

1.2 对称和非对称加密

1.2.1 对称加密

对称加密在发送者和接收者之间使用相同的密钥进行消息的加密和解密。例如，简单的加密函数可以是将待加密文本的 ASCII 值加 5。若要加密字母 A（ASCII 值为 65），加密后得到字母 F（ASCII 值为 71），解密时只需将加密后的 ASCII 值减 5。

1.2.2 非对称加密

非对称加密使用公钥和私钥，它们通过特殊的数学关系关联。用公钥加密的消息只能用私钥解密，反之亦然。以 RSA 算法为例：
1. 生成两个大质数 p 和 q，这里取 p = 11，q = 17，它们构成私钥。
2. 计算 n = p * q，n = 187。
3. 找到与 (p - 1) * (q - 1) 互质的 e，这里 (p - 1) * (q - 1) = 160，取 e = 7，e 和 n 构成公钥。
4. 假设要加密的消息是 A（ASCII 值为 65），加密函数为 encrypted_message = message ^ e (mod n)，即 65 ** 7 % 187 = 142。
5. 解密前需找到 d，满足 e * d = 1 (mod (p - 1) * (q - 1))，d = 23。
6. 解密函数为 decrypte