本文介绍了密码学中的基本数学概念,特别是模运算和数学群的概念,为理解加密技术和数字签名等密码学技术奠定了基础。作者通过简单的例子解释了模运算和群生成器的概念,并提到这些数学概念在密码学中的重要性。
本文介绍了椭圆曲线在密码学中的应用,解释了椭圆曲线如何通过特定的群操作(如弦切线规则)形成密码学所需的数学结构。文章详细讨论了椭圆曲线群的定义、有限域上的点运算、群单位元的引入以及点加倍操作,并指出这些数学结构为加密和数字签名提供了难以破解的难题基础。
本文介绍了椭圆曲线在加密和数字签名中的应用,详细阐述了公钥和私钥基于离散对数问题的生成原理,以及椭圆曲线集成加密方案(ECIES)和椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)的工作机制。文章强调椭圆曲线群运算在保障加密和签名安全性中的核心作用,并指出哈希函数等进阶主题将在后续讨论。
这是密码学系列文章的一部分。
本文是密码学系列文章的一部分,重点介绍了基于椭圆曲线的加密协议,包括密钥交换、承诺方案、签名、零知识证明和可验证随机函数等。文章通过清晰的示例和图示,详细解释了这些协议的原理和实现方法。
本文详细介绍了数字签名的多种变体,包括盲签名、环签名和多签名。这些签名技术在特定场景下非常有用,如保护用户隐私、实现匿名签名以及多人共同签名。文章通过数学公式和图形化的方式解释了这些技术的实现原理。
文章介绍了密码学中的同态(Homomorphism)和同构(Isomorphism)概念,并通过椭圆曲线群的例子展示了同态加密的基本原理及其在ElGamal加密系统中的应用。
本文详细介绍了阈值签名(Threshold Signatures)的工作原理,这是一种多方参与的签名方案,允许在不需要所有参与者签名的情况下生成有效的签名。文章涵盖了密钥生成、签名和验证的步骤,并讨论了多项式和椭圆曲线在其中的应用。
本文介绍了加密学中的配对(pairings),首先定义了其概念及其在椭圆曲线中的应用,接着阐述了配对的双线性特性及其在身份基础加密中的重要性。配对不仅是一个数学操作,还因其在加密通信中通过身份生成私钥而显得极为强大。
本文介绍了配对(pairing)在加密技术中的应用,重点讨论了基于身份的密钥交换和签名方案。配对作为一种双线性结构,使得身份加密成为可能,并展示了如何在不需要传统公钥的情况下实现密钥交换和签名。
本文对承诺方案进行了深入探讨,特别是多项式承诺方案中的KZG承诺。在介绍之前的基础上,文章详细描述了如何构建一个承诺多项式的过程,包括信任设置、承诺生成、评估以及验证。使用公开参数和配对技术,能够在不知道秘密多项式的情况下进行验证,确保所提交计算是正确的。同时,文中提到这一承诺方案在零知识证明中的应用潜力。文章尽量简化复杂概念,使读者能更好理解这些高级密码学内容。
本文介绍了零知识证明(Zero Knowledge Proofs, ZKP)的基本概念和应用,特别是Bulletproofs技术,用于证明某个数值是否在特定范围内。文章详细解释了ZKP的工作原理、协议设计以及数学实现,并通过一个简单的示例说明了如何在不泄露信息的情况下验证陈述的真实性。
本文深入探讨了零知识证明协议Plonk,详细介绍了如何将算术电路的计算过程编码为多项式,并利用多项式承诺方案和交互式预言证明(IOPs)实现高效验证。文章涵盖了SNARKs的基本概念、根的单位在多项式编码中的应用、电路约束的数学表达,以及如何通过Fiat-Shamir启发法将交互式协议转为非交互式证明。内容涉及密码学、多项式运算及复杂协议设计,属于高级密码学技术解析。
本文介绍了如何使用zkSNARK(如Plonk)构建算术电路来进行零知识证明,特别是范围证明和集合成员证明。通过具体的例子,展示了如何将数学表达式转化为电路,并讨论了其中的技术和挑战。
密码学 101:STARKs
本文深入探讨了密码学中的环(ring)这一抽象代数结构,介绍了环的定义、基本性质及其在密码学中的应用,特别是后量子密码学(PQC)中的重要性。文章还详细讲解了理想(ideal)和商环(quotient ring)的概念,并通过多项式环的示例展示了如何将多项式映射到有限的环中。
本文介绍了环学习错误(Ring Learning With Errors, RLWE)这一加密技术的基础概念,讨论了基于多项式环的加密方法及其安全性,并探索了RLWE与格密码(Lattice-based Cryptography)之间的联系。
本文深入分析了完全同态加密(Fully Homomorphic Encryption, FHE),强调了它在允许对加密数据进行计算而不进行解密方面的重要性。
本文详细解释了RSA加密算法的工作原理,包括其依赖的大数分解问题、欧拉函数及其性质,以及如何使用公钥和私钥进行加密和解密。文章还讨论了RSA的安全性、大素数的生成以及其可能的弱点。
深入解析椭圆曲线
本文深入探讨了椭圆曲线密码学中椭圆曲线的定义和操作,特别是如何通过有限域和模运算在离散环境中进行点加和倍点操作,并介绍了射影坐标系的优势。
本文深入探讨了椭圆曲线在密码学中的应用,解释了椭圆曲线实际上是一个群,并且详细介绍了群的定义、操作及其在密码学中的重要性。文章还讨论了离散对数问题(DLP)及其在椭圆曲线群中的应用,以及如何选择适合密码学的椭圆曲线。
本文深入探讨了椭圆曲线上的函数与映射,包括群的同态、同构、扭曲及其在密码学中的应用。作者解释了如何通过这些概念构建更复杂的算法,以及它们在有限域上的数学特性和意义。文章结构清晰,逻辑严谨,为读者提供了深入的技术理解。
本文介绍了算术电路的概念及其作为通用计算模型的作用,探讨了如何利用算术电路验证问题的解决方案,并提到其在零知识证明中的应用。文章还提到算术电路可以分解为其构建模块(门),便于验证计算过程。
本文介绍了加密技术的基本概念及其安全性评估,重点讨论了历史上著名的凯撒密码及其被频率分析破解的案例,以及现代加密技术中密钥大小对安全性的影响。
在信息时代,数据的安全与隐私至关重要。密码学作为保障信息安全的核心学科,其重要性日益凸显。本专栏旨在为读者提供密码学领域的入门指南,涵盖其理论基础、关键技术以及实际应用。我们将深入探讨密码学的核心概念,包括对称加密算法(如AES)、非对称加密算法(如RSA)、哈希函数(如SHA-256)以及数字签名等。我们将解析这些技术的原理、优缺点以及应用场景。