比特币公钥加密和数字签名基本原理解析

让我们一步一步来，从发送电子邮件的最简单示例开始。

现在 A 向 B 发送一封电子邮件。这封电子邮件已加密。根据之前的公钥加密原理，也就是非对称加密原理，B接收邮件。然后，A 将使用 B 的公钥进行加密。 B收到这个邮件信息后，可以用自己的私钥解锁邮件信息，知道里面的内容。

大家对这种非对称加密的过程已经很熟悉了。这里有一个问题。如果这封邮件的信息很重要，当然不重要，不需要非对称加密。我的意思是，如果信息是关于钱的，最直接的方式是A在邮件中写了“我欠B10万元”，那么这封邮件就有点类似借条的法律效力。

问题是，借条需要有签名、签名、手印等证书。这封邮件有什么证书？不，只能说这封邮件是写给B的，因为它是用B的公钥加密的，只有B可以用自己的私钥解锁，但是没有证书表明是谁写的。

这个时候，我们需要一种叫做数字签名的东西，就像现实世界中的亲笔签名和指纹一样。

数字签名与指纹一样独特。怎么做？

A 向 B 发送消息，并用自己的私钥加密消息。这时候B收到后，就拿A的公钥（public）来验证是不是A发过来的，这是一个数字签名。

此时，结合前面的方法，A在发送信息时用A自己的私钥对信息进行签名，然后用B的公钥对其进行加密。 B收到后，B自己的私钥解密并看到信息，然后可以用A的公钥验证签名，整个过程就完成了。

用公钥加密就是上图，公钥加密的基本流程，用私钥加密就是下图，其实是一样的，但是翻过来了，一个用公钥一个用私钥。

私钥加密相当于生成签名，公钥加密相当于验证签名。

公钥和私钥成对出现，具有严谨的数学逻辑。用公钥加密的密文只能用对应的私钥解密；同样比特币密钥多长，用私钥加密的密文也需要用对应的公钥解密。也就是说，如果密文用某个公钥解密成功，就意味着密文是用公钥对应的私钥加密密文得到的，世界上只有一个人拥有private key，即私钥。的所有者。

说到这里，你就会知道比特币的交易信息传输也是这样的。

以上内容摘自比特币的白皮书（中英文版本均放在上面），相信读者第一次看到这张图的时候，也是处于比较迷茫的状态，因为不懂不对称加密（公钥加密）如果是这样，图就很难看懂了。

创世区块的转账都在这条链上。产生新比特币的方法是挖矿，也就是产生货币的过程。而每一个交易比特币，或者转账的人，我都会给你转10个比特币。此信息是我的私钥的数字签名。收到比特币的人使用我的公钥来验证它，他们知道我转移了它，并且我转移给你的信息是我用你的公钥加密的。其他人可以看到对应的地址，其他人也知道我从这个地址转给你的地址，但是他们可以使用这个地址上的地址。在比特币中，你是唯一拥有私钥的人。不知道地址对应的人是谁，也就是公开透明的转账，而是保护隐私的原则。

至于私钥推导出公钥（反之不行），公钥推导出公钥散列（反之不行），公钥散列推导出地址（反过来也可以），这个过程并不难，随意上网搜索一下就知道了。公钥和私钥加解密的过程是在比特币网络上自动完成的，你看到的是比特币从一个地址转移到另一个地址。

因此，整个密码学系列文章在这里打通了整个知识链，从隐藏法、移位替换法到维尼安加密法到Enigma机，再到非对称加密、散列函数，还有作为使用哈希函数的挖掘原理，以及使用非对称加密的数字签名。比特币是建立在这棵加密树上的重要果实。

如果你仔细阅读本系列文章，相信会超越很多人对密码学和比特币的理解，如果能做到这一点比特币密钥多长，我的工作也不会白费，希望看到文章你，当有朋友问你比特币是什么，如何转账比特币时，抛出一句“你知道非对称加密吗？你知道哈希函数的作用吗？让我告诉你吧”，当然，你也可以发送我的系列文章给各位朋友，先搞清楚基本原理，剩下的就通俗易懂了。