区块链中的哈希与签名
总的来说，只需要理解两类基本算法就可以，那就是哈希算法以及非对称加密算法。
对于应用开发者来说，大可以把密码学当作黑盒，你不需要太关注其技术原理，而只需要理解它的特性以及应用场景就可以了。
哈希算法
哈希算法又称散列函数，它可以将任意长度的数据转换成短的、固定长度的数据指纹。
哈希算法不是只有一个固定的实现，而是一类算法的统称(Secure Hash Algorithm，SHA家族），比如常用的有 MD5 跟SHA-256。要评判一个哈希算法是否足够优秀，我们有 4 个标准：正向快速，逆向困难，输入敏感和避免碰撞。
正向快速 ：
如果给定信息和算法规则，可以在有限的时间内计算得到信息的哈希结果。逆向困难：
如果给定哈希结果，在有限的时间内基本不可能逆推出原始信息。也就是说一个优秀的哈希算法是不可能通过密文反推明文的，这也就是不可逆的根源。输入敏感：
原始信息即使发生一丁点的变化，重新计算的哈希值与之前比较都应该有很大的不同。
这个标准主要是降低原始信息被部分推断的风险。如果新产生的哈希值与之前的相差不大，计算机就可以利用差异去推断变化，相比穷举，困难度当然是降低了，而这却是不被允许的。避免碰撞：
在设计哈希算法时，应该避免不同的明文信息产生相同的哈希值。
区块链中的哈希
哈希算法相当于是对信息提取摘要，是数据的指纹，因此经常被用于数据完整性的校验，而区块链在此基础上又做了适当的延伸。
哈希算法的地方主要是交易哈希和块哈希，主要功能就是校验交易及区块的完整性，以及充当区块链网络中交易及区块的唯一标识。
区块哈希还有另一个作用，区块属性中包含了前一个区块的哈希，从而构建成一条由区块哈希关联的数据链条，所以我们称区块链为哈希链也不为过。
利用哈希算法对输入的敏感性，作恶者如想篡改区块链数据，必须从被修改处开始依次修改后续的全部区块，哈希算法的加入增加了作恶者篡改的成本，可以说是哈希算法成就了区块链单节点的不可篡改特性。
非对称加密算法
对称与非对称体现在对密钥的处理上。对称表示加密和解密都使用同一套密钥。而非对称加密却不一样，分为公钥跟私钥，如果使用公钥加密，只有用对应的私钥才能解密。
非对称加密算法的密钥是一对，分为公钥跟私钥。公钥可以随便公开，而私钥需要私密保存，而只要私钥不被泄露，信息交换过程就是安全的。当然这个例子还是与非对称加密有所差异，真正的私钥应该只有一份。
对称和非对称的组合使用
对称加密的高效和非对称的安全性进行混合组合使用。
明文数据采用对称加密算法进行加密，然后使用非对称加密算法加密对称加密的密钥和明文数据哈希，对方收到
信息后，用匹配成对的另一个密钥解密数据并核对明文数据哈希，混用的方式可很好的平衡安全性与时效性。
例如：对称加密，密钥 X ｜ 非对称加密，公钥匙A，私钥B ，明文消息M
SEND: X(M),A(X) RECV: B(A(X)) => X, X(M) = > M
区块链中的非对称加密
区块链中对非对称加密算法的使用并不是直接被用作数据加密，而是利用其具备身份确权的能力，也就是数字签名。
Q: 什么是数字签名？顾名思义，其实跟我们平常手写签名的概念及作用是一样的，都是用于证明你的身份，且对所签署的文件或者数据进行确认授权。
在诸如比特币以太坊等公有链中都有类似于地址、账户的概念，我们可以认为这就是区块链中的身份证，这个身份证不同于现实中需要政府统一颁发，而是分散的基于非对称加密算法的公钥的一种形变表示。
你通过数字货币手机钱包创建了一个账户，此时区块链网络并不知道，只有当你接收到一笔转账之后，网络中才有你这个账户的信息。
Q: 那如何确认这个账户或者地址是属于你的呢？
A: 只要你能证明你可以花费账户中的余额就可以了，而这证明的关键就在于数字签名。既然账户是公钥的形变表示，那么必定存在与之对应的私钥，且只存在你的手中。
区块链结构上的签名
左边部分是交易的基本属性，而右边只包括签名。
签名交易：
实左边部分已经能够基本表示交易的内容了，只是缺少了证明。因此我们将左边部分看作一个整体，然后对它进行哈希计算得到交易摘要，接着用你手中的私钥对交易摘要进行加密，而加密的结果就是交易的签名。验证交易：
按照相反的流程进行就可以了，将交易签名使用对应的公钥解密得到签名中包含交易摘要，同时将明文的交易内容利用哈希算法再计算交易摘要，然后将签名中的交易摘要与自主计算的交易摘要进行对比，如果匹配，则表示交易验证成功。
数字签名的本质也是一种加密，只不过针对的是数据的哈希摘要，并不是数据本身。
- 一方面证明了确实是你自己构建的这笔交易，因为其他人没有你的私钥，无法假冒。
- 因为数字签名是有哈希算法参与的，因此也继承了哈希算法的特性，能保障交易的完整性，确保了交易不会被他人无故篡改。
所以总的来说，数字签名集成了哈希算法与非对称加密算法的双重特性，在保证交易完整性的同时，还能证明交
易发起者的身份。