比特币前传（一）：70 年代公钥传奇

三位密码学家打破了政府对密码学知识的垄断，发表的公钥密码学引发了公众对密码学研究的第一股热潮。

作者：彼得“彼得3r粉丝”

编译：AididiaoJP、Foresight News

如果你问比特币或加密货币的历史，大部分人的答案可能是2008年提出的中本聪在2009年诞生的比特币。人们不知道比特币是密码朋克运动的产物。它始于20世纪70年代，形成于90年代，伴随着与美国政府围绕数字自由的斗争，开启了现代个人信息隐私时代。

通过谷歌搜索可以知道密码朋克，但如果不了解这项运动的历史背景，就很难深刻理解全貌。你要集中思想思考更广泛的问题。密码朋克的运动是谁播种的想法从哪里来

比特币诞生前的故事系列旨在从历史的角度探讨加密货币的技术来源和背后的哲学思想。该系列共有4篇，主要集中在密码学、加密货币的基本机制、隐私哲学的历史发展等方面。系列将从70年代、80年代、90年代和2000年代开始展开。

第一部分——70年代：公钥密码学向大众传播密码学知识

第二部分——80年代：中心服务、匿名通信网、数字现金的起源

第三部分——90年代：密码朋克的起源

第四部分——00年代：比特币的诞生和相关技术

简介如果想知道加密货币及其历史，从哪里开始

首先谈谈70年代公钥密码学的创造。我可能会像第一次研究密码时一样对70年代的黑白形象叹息，但我可能没有意识到这十年有多重要。

70年代以前，密码学主要被军方用于通信保护。密码学的主要研究也在情报机关(GCHQ、NSA等)或IBM等企业运营的获得许可的实验室进行。这时大众几乎无法获得密码学知识。三位密码学家赫尔曼、迪菲和默克尔出版的公开密码学打破了密码学的垄断，掀起了密码学的第一股热潮。

公共密码学的定义和工作原理密码学是保护信息不受敌人存在环境中正常通信的方法或无权获取信息的人的影响的作用。是保证信息可靠性和完整性的基本机制，也是区块链和加密货币成为现实的原因之一。公钥加密是用于加密的范式转换，现在也是大多数加密货币协议使用的加密方法之一

本质上，公钥密码学允许人们通过不安全的渠道将加密的信息发送到公共地址，只有能够访问与公共地址相对应的私钥的人才能获取解密信息。私钥还用于签名和验证发送的信息，以确认该来源的合法性。

通过区块网络，可以将比特币发送到公共地址，并确认拥有多少比特币，但只有拥有相应私钥的所有者才能使用比特币进行交易。

密码学的第一股热潮如何摆脱政府对密码学知识的控制

故事讲的是Hellman，从雄心勃勃的青年开始，Hellman从小就是个书虫，他的父亲是当地一所高中的物理老师，所以从小就能接触科学知识。他这样回忆。“我爸爸的书架上有几本书，我经常读它们。包括我现在记得的《Ganot’s Physics》、1890年代的旧物理文本。明明对爸爸来说也是古董，但我喜欢。所以我对科学感兴趣，但不是一开始就喜欢密码学。”说

早期事业赫尔曼并不是从小就接触密码学的，也许他学过一段时间密码学。但是后来他才和计算机科学建立了很多关系。甚至据说，他早年就已经计划好了自己未来的生活。1967年，他在斯坦福大学获得了电气工程硕士学位，在学校取得了优异的成绩，度过了非常愉快的时光。他设想自己35岁结婚，环游世界，在大企业做管理工作。

22岁时，他为了深化自己管理方面的研究，决定专攻“决策逻辑”相关思维方式研究，完成博士学位。令人惊讶的是，在攻读博士学位的第一年，他结婚了。这并没有耽误他，在攻读博士学位的第二年发表了名为《Learning with Finite Memory》的论文。

到目前为止，他坚持自己的人生计划，按照自己的梦想为IBM工作，选择了可以周游世界、拥有更多财富的生活方式。

Harry Feistel和Peter Elias的早期影响Hellman从纽约的Thomas J. Watson研究中心前往IBM，当时他的工作与密码学完全无关。但是IBM有一个致力于密码学研究的部门。通过密码学研究中心部门，他认识了一位名叫Horst Feistel的密码学研究员，之后他们经常共进晚餐，讨论密码学和尚未解决的研究问题。FEISTEL为政府设计了数据加密标准(DES)。在Feistel的介绍下，Hellman开始接触密码学，Feistel也是对Hellman最初影响最大的向导之一。

当他妻子怀孕的时候：他开始思考不得不面对的永恒困境：家庭和自由。他对自己说：“我真的想环游世界吗还是想和家人多呆些时间”问。”说

最后他选择了家人，所以去了MIT电子工程系当助理教授，在那里他见到了MIT电子工程系主任Peter Elias，还见到了另一位有影响力的导游。Peter Elias与信息论之父Claude Shannon合作，发明了二战时使用的现代密码学。Hellman和Elias成了好朋友，这加深了他对密码学的迷恋。

开始密码学的研究是1971年赫尔曼回到斯坦福，年底开始从事密码学研究。他在斯坦福的朋友或同事们不支持他这样做的决定。他们担心美国政府的密码制作和破解机构的封锁政策

斯坦福大学的马丁赫尔曼(1973年)

1973年，Hellman发表了第一次密码学演讲，发表了第一份加密技术报告，引起了公众的关注，这时Whitfield Diffie研究人员联系了他。

Whitfield Diffie，聪明无聊的年轻人，不像Helman，Diffie从10岁开始第一次接触密码学。他父亲是历史教授，从当地图书馆拿了一本关于密码学的书。Diffie喜欢数学，但讨厌学校，即使大家都认为DIFFIE很聪明，他也从未想过按照父亲的意愿安排自己的生活。Diffie只是勉强毕业。

虽然他在学校做得不好，但他很聪明，在麻省理工学院入学考试中取得了优异的成绩。他尝试了自学编程的方法，但认为这是很低级的学习，觉得很无聊，他选择了把大部分时间花在数学学习上。

从事人工智能和密码破译者工作的Diffie刚毕业时，美国政府开始招募年轻人参加越南战争，但他对战争不感兴趣，不得不从事软件开发和其他“低级”业务。与此同时，他开始在麻省理工学院Project MAC的人工智能实验室打工。这个工作室由两个聪明人经营，名叫马文闵斯基。(Marvin Minsky、Marvin Minsky、Marvin Minsky、Marvin Minsky)以及约翰麦卡提。

Diffie与McCarthy保持着良好的关系，并从中学到了很多东西。Diffie和当时很多人不知道的是，McCarthy后来被认为是人工智能之父，“AI”一词是他创造的。McCarthy相信，学习的所有过程和智能生物的任何特征都可以原则上准确地描述出来，然后制造机器来模拟这个过程。麦卡锡非常关心未来，他相信智能的概念会在未来的某个时候出现。在他的指导下，Diffie对网络、电子密钥和认证非常熟悉，后来Diffie跟随McCarthy来到斯坦福，加入了新成立的人工智能实验室

在斯坦福大学，Diffie阅读了David Kahn出版的《The Codebreakers: The Story of Secret Writing》。这本书总结了古埃及到当时为止的密码学历史，对Diffie对隐私的信念产生了深远的影响。他于1973年离开SAIL，继续专注于密码学研究。第二年，他在全国各地参与活动，与其他专家一起讨论密码学的未来。他说：“我在做我擅长的事。就是在图书馆找罕见的稿子，开车四处转转，拜访大学朋友。””说

1974年，他访问了IBM Thomas J. Watson研究所，与密码学研究小组会面。当时向Hellman介绍密码学Horst Feistel，带领这个团队。当时Diffie无法理解NSA归类为机密的很多事情。后来他被推荐给Martin Hellman，他正好在研究类似的密码学。

约克镇高地的IBM Thomas J. Watson研究所

Hellman和Diffie的相遇‘1974年秋天，Diffie出现在我的门前，我永远不会忘记那一天’赫尔曼回忆说，2011年。

通过介绍，他们约定在赫尔曼家见面。Diffie下午来了，直到晚上11点才离开。在这几个小时里，他们越来越忘记我，从密码中学习哲学。赫尔曼说，找到志同道合的朋友真的很重要。在不被理解的环境中工作是一个很大的负担。不久，Diffie在当地的一个研究小组工作，通常和Hellman一起花更多的时间研究密码学。

数据加密标准(DES)1975年初，美国政府开发了数据加密标准DES，这是第一个批准用于公共和商业用途的加密协议。在NSA的推动下，金融服务和其他需要强大加密的商业部门(SIM卡、网络设备、路由器、解调器)正在采用DES。

在DES发布之前，密码学与军用性质的东西一样，必须获得许可才能被采用或从事相关业务。这是DES首次公开批准使用该技术。

国安局20世纪70年代的库存照片

DES是如何设计的，1972年美国国家标准技术研究院NIST进行的研究认识到对大众加密密码的必要性。1973年和1974年，人们开始向美国各地的研究中心提议设计适合大众生活的加密密码。1974年，IBM构想了一个加密密码，叫做Lucifer。

Lucifer是由IBM密码学研究部研究员Horst Feistel领导的设计。该密码是以前开发的密码的改进，但符合NSA的设计要求。实际使用NSA后，NSA希望将密钥大小从64位减少到48位。这意味着加密和解密所需的处理能力减少。讨论后，最终密钥的大小减少到了56位。

Hellman和Diffie对DES的批评Hellman和Diffie一开始张开双臂拥抱DES。因为我认为这是将密码学带入大众视野的一大步。但是发现，如果减少密钥长度，就容易受到攻击，无法确保信息安全。更重要的是，IBM研究小组指责NSA篡改未经授权的密码。密码在华盛顿获得批准返回后，研究人员发现密码发生了变化。

20世纪70年代普遍存在着对政府的不信任，这种警惕来自二战前后集权主义政府对民众的控制。1984年，讨论了很多关于政府监督、社会控制和个人自由的媒体热潮，这场讨论反映了公众对政府作用的警惕。这种情绪一直持续到20世纪60年代，期间发生了肯尼迪遇刺、古巴导弹危机、黑人权利、同性恋权利等影响深远的社会政治运动。70年代水门事件加剧了这种恐慌，尼克松总统授权窃听民进党全国委员会总部的会议。对公众来说，他们的恐慌正在慢慢变成现实。

人们甚至相信美国国家安全局确立了获取公众不知道的信息的方式。

Merkle，一位起着重要作用但尚未注意到的年轻人DES发表后不久，Hellman和Diffie发表了一篇名为《MULTI-USER CRYPTOGRAPHIC TEC他们很快认识了伯克利23岁计算机科学专业的学生Ra。

默克尔的谜团是在见到赫尔曼和迪菲之前开始研究公钥加密概念。这就是后来默克尔之谜。他在学习计算机科学课程时偶然提出了一个问题：当敌人已经知道所有信息时，如何重建新的安全通信他把这个问题作为这门课程的研究主题，开始了研究。

“一想到窃听者什么都知道，就会被窃听，你就无法建立安全。所以我的第一个想法是努力证明那是不可能的。但是在这种情况下，当我开始证明无法设置安全性的时候，我尝试了很多次，但最终意识到那是不可能的。”

“而且我以为我会想办法做，因为我不能证明你做不到。在试图证明我做不到的过程中，我清楚地证明了过程中存在的一些缺陷。当我开始证明我能做到的时候，我尝试用各种方法弥补存在的缺陷，当我知道该怎么办的时候，这一切发生得非常快。即使敌人、入侵者和听众什么都知道，也可以通过加密密钥找到建立安全通信路径的方法。”说

Merkle不知道密码学的历史，也没有学习密码学的理论知识，所以他不认为解决不了这个问题。他把所有的想法都写下来，一开始分享的时候受到了很多人的怀疑和否定。

计算机安全课的老师听不懂他的作业内容，所以叫Merkle停止这种天真的想法。计算机科学期刊拒绝发表他的研究内容。因为编辑们认为他的工作内容不在当时密码学思想的主流中。

20世纪70年代CACM版本的封面

巧合发生后，默克尔与一位名叫Peter Blatman的计算机科学家分享了他的想法，后者立即注意到了他的研究价值。默克尔不知道Blatman是Diffie的朋友，Diffie邀请Blatman去斯坦福参加密码学聚会期间，Blatman简要总结了Merkle正在解决的问题。

显然，Diffie多年来一直对同一个问题着迷，在听说某个年轻的计算机科学专业学生如何潜在地解决这个问题后，他直接否认了这个可能性，然后开始对这个解决方案的可能性感到兴奋。随后，Diffie向Merkle发送了最近提交的论文，主要内容是在可能的情况下浏览公钥加密应用程序。

读完发来的论文后，默克尔还寄出了自己的论文。Hellman和Diffie阅读后，受到启发，彻底改变了研究思路。Merkle年轻，完全缺乏密码学的知识，但他的创作能力解决了公钥分配问题。这个23岁的年轻人多年来设法完成了许多学者没有努力的事情。

但是Hellman和Diffie发现他的解决方案效率低下，他们对密码学的理解使他们很快找到了更有效地解决密钥分配问题的方案，为公钥密码学指明了新的方向。不久，他们的研究内容被写成了名为《密码学的新方向》的论文

Merkle也接受Hellman的邀请进入斯坦福大学，作为博士生在Hellman手下工作。

左边是默克尔，中间是赫尔曼，右边是迪菲(1977年)

密码学的新方向在1976年11月发表的《密码学的新方向》论文中主要讨论了促进密码学、公钥密码和认证通信协议的基本问题。

默克尔因其工作受到称赞，但最终的通信协议被命名为Diffie-Hellman密钥交换。尽管如此，1977年公钥加密获得专利时，Merkle被认为是三位发明家之一，Diffie认为默克尔(Diffie)可能是公钥传说中最具创意的角色。

这篇文章中讨论的概念是设计和保护我们今天使用的区块链。最后，他们阐明了本文的目的之一。“激励别人在这个迷人的领域工作。这是被政府几乎完全垄断的领域3354密码学的新方向。”说

Hellman的工作打破了政府对密码学的控制，公众也首次获得了使用强大加密技术的机会。由于政府对DES密码的不信任

后来发现Hellman、Diffie和Merkle不是公钥密码学的第一构想者。其形式最初由英国情报机关(GCHQ)研究人员制作并应用于通信，但始终保密，不为公众所知。想象一下，如果这三个人从未公开公钥加密，我们的世界可能会大不相同。

Hellman、Diffie和Merkle发表的论文成功地掀起了新的创新浪潮。这一浪潮将持续数十年，政府机构对他们的发现置之不理，这种比较强调了密码学和其他科学领域开放合作的重要性。

正如论文第一行开头写的那样：“我们今天站在密码学革命的边缘

Hellman、Diffie和Merkle的三位密码学家打破了大众和密码学之间的障碍，80年代被称为David Chaum的密码学将继续直接构建在他们的业务上，概念化匿名通信、支付和中央化服务的需求。David Chaum的工作只有通过20世纪70年代三位密码学家的献身才能完成。

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