王小云院士作“密码学与区块链”主题演讲（附PPT）

2020中关村论坛，中国科学院院士、国际密码学会会员（IACRFellow）、清华大学高等研究院“杨振宁讲座”教授王晓云发表主旨演讲关于“密码学技术与区块链”。

王小云院士认为，密码学解决信息安全，哈希函数保证数据完整性，哈希函数和数字签名算法共同保证真实性和抵赖性。 其中，哈希函数与区块链密切相关，保证了区块链的安全性。 目前，区块链加密技术已成为一个研究前景。 然而，区块链技术和管理仍处于发展初期，安全性、效率、可扩展性等问题的解决方案有待探索。 数据隐私保护，尤其是安全多方计算，已经从理论走向实践，前景广阔。

以下为演讲全文及部分PPT：

尹勇市长，各位领导，各位来宾，大家好。 我今天报告的主题是密码学和区块链。

金融是密码技术最大的应用领域。 云计算、大数据、人工智能、区块链等新兴技术推动金融科技发展。 数据安全、特殊隐私保护、网络安全、金融支付包括5G数字货币、监管合规都离不开数字化解决方案。 今年，我国出台了《关于更加完善元器件市场化备案体制机制的意见》，制定数据隐私保护制度和数据安全审查制度。

密码是保障网络信息安全的核心技术。 归根结底，密码技术是为了解决信息的安全问题。 哈希函数保证数据完整性，即数据不可篡改、数据可追溯等。哈希函数和数字签名算法保证真实性和抵赖性。 哈希函数支持三大安全，也是区块链的原创技术。 在实际应用中，密码算法融合到密码安全系统中。

密码安全体系的提出使密码学从艺术走向科学。 1976年，现代密码学的两个分支实现了符号化发展，密码学的新方向由此诞生，公钥密码学得到发展，这意味着互联网时代一对多安全模型的出现。 同年，美国公布了数据加密标准DES和AES，对称密码学的分析和设计也迅速发展。 目前，抗量子计算供给的密码学研究远远领先于量子计算机研究。 目前正在迁移对抗量子计算机的对称密码，加倍密码长度，制定对抗量子计算攻击的公钥密码。 今天，密码系统的建设呈现出积极的、可证明安全的发展趋势。

密码分析推动了密码设计的发展。 以对称密码学为例。 目前，对称密码学的分析正朝着自动化、智能化方向发展，并以求解高阶非线性有限方程为基础，进展顺利。 需要特别注意哈希函数的分析，因为哈希函数与区块链的关系非常密切。 1996年至2005年，中国提出散列函数碰撞攻击理论，带动美国NIST较早推广应用SHA-2，全球集合设计新标准SHA-3。

探究区块链的起源，首先要了解哈希函数。 散列函数起源于1953年的一次讨论，通过散列函数对原始消息进行电子指纹识别。 后来，密码哈希函数诞生了。 密码哈希函数需要抵抗碰撞攻击、反图像攻击和二次原像攻击。 其中，查找具有相同电子指纹的不同文件是一个计算问题，一般不低于128位计算和数据安全。 哈希函数是计算任何消息，必须通过迭代结构计算。 这个结构就是MD结构，也就是区块链的架构。

比特币是中本聪在2009年提出的，其实就是为了数据压缩，防止数据被篡改。 查找一个文档，找到70个0，说明已经通过挖矿挖出了比特币。 经过迭代和同步，形成了分布式共识机制，这就是比特币的基本结构。 其中，哈希函数起着至关重要的作用。

区块链技术是大数据工作模式的一场革命比特币演讲ppt，同时为数据安全提供了较为完备的解决方案。 区块链系统通常包括密码学、分布式存储、大数据和软件、点对点等核心模块。 在阿里、百度、华为、腾讯、清华、山东大学等十几家机构设计的区块链架构中，密码学技术支撑着区块链，从数据层到应用层的每一个环节设计设施包括隐私保护和监管等。

区块链密码学是当今一个特别具有前瞻性的研究方向，这也带动了密码学的早期应用。 事实上，区块链的架构基本上取决于共识协议。 比特币是PoW，以太坊是机构比特币，也部分结合了POS，而Hyperledger尤其是Fabric是基于PBFT的。 PBFT是共识机制结合密码算法消息认证码设计的PBFT，LibraBFT是聚合共识签名，Algorand是公链，是数字货币的情况。 区块链要么是数字货币，要么是数字货币支付能力的工作方式，因此离不开数字金融。

目前在区块链领域还没有中国的创新。 基于密码技术的区块链创新受到高度重视。 区块链的发展史，从比特币、以太坊，到今天Facebook的Libra等，都是国际性的创新。 目前中国的区块链没有创新。 其实中国的研究是非常高的，可惜没有一个属于我们自己的创新区块链。 如今的区块链技术和管理仍处于发展初期，技术标准和规范亟待制定，安全问题频发。 有很多挑战。

数据隐私保护起源于零知识证明。 区块链的密码体系和各个模块需要满足可证明的安全性，也包括很多创新的比较信用体系。 姚期智先生提出的安全多方计算，两方或多方进行数据隐私计算，不泄露隐私。 经过多年的发展，安全多方计算已经从理论走向实践，但难度很大。

最后，介绍一下数字货币的发展。 数字货币起源于1982年，是一个数字签名的概念。 1994年比特币演讲ppt，通用密码技术被用于保护EMV。 1996年，有一个相对复杂的金融交易协议SET，在当时也备受关注。 但因为比较复杂，一直没有开发出来。 1999年提出SSL的非银行支付，2003年提出VISA系统，2009年提出比特币，2020年提出Libra。相信数字货币要回到1982年初，结合区块链，进行设计符合我国需要的新型数字货币的新思路。

以下为PPT全文：