來源:中關村網際網路金融研究院
近日,由海澱區政府、西城區政府、北京市地方金融監管局、中關村科技園區管理委員會主辦,海澱區金融辦、西城園管委會承辦,中關村金融科技產業發展聯盟、中關村網際網路金融研究院、清華大學金融科技研究院、北京清芬新金融研究院協辦的2020中關村論壇金融科技平行論壇正式亮相中關村論壇。論壇以「金融科技——前沿科技與金融的深度融合」為主題,邀請全球行業大咖、技術新銳、產業界領袖進行多維度研討,打造一場具有國際影響力的金融科技盛會。
中國科學院院士,國際密碼協會會士(IACRFellow),清華大學高等研究院「楊振寧講座」教授王小雲發表《密碼技術與區塊鏈》主題演講,她認為密碼技術解決信息安全性,哈希函數保障數據完整性,哈希函數和數字籤名算法一起保障可認證性和抵賴性。其中,哈希函數與區塊鏈關係十分密切,保障了區塊鏈的安全性。目前,區塊鏈密碼技術已經成為研究前瞻,但是,區塊鏈技術和管理仍然處於發展初期,對於安全性、高效性、可擴展性等問題的解決還有待探索。數據隱私保護,尤其是安全多方計算已經從理論走向了實踐,未來可期。
中國科學院院士,國際密碼協會會士(IACRFellow),清華大學高等研究院「楊振寧講座」教授王小雲
以下為演講全文:
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殷勇市長,各位領導,各位嘉賓,大家好。今天我報告的主題是密碼技術與區塊鏈。
金融是密碼技術應用的第一大領域,雲計算、大數據、人工智慧、區塊鏈等新興技術推動金融科技的發展,數據安全,特別隱私保護,網絡安全,金融支付,包括5G數字貨幣,監管合規都離不開數字方案。今年中國發布了《關於構件更加完善的要素市場化配製體制機制的意見》,制定數據隱私保護制度和數據安全審查制度等。
密碼是保障網絡信息安全的核心技術。歸根到底,密碼技術就是要解決信息的安全性,哈希函數保障數據完整性,即防數據篡改,數據可溯源等,哈希函數和數字籤名算法保障可認證性和抵賴性。哈希函數支撐三大安全性,同時它也是區塊鏈的起源性技術。在實際應用中,密碼算法匯聚到密碼保障系統裡。
1949年之前,密碼技術領域提出密碼安全系統的概念,使密碼學從藝術走向科學。1976年現代密碼學的兩個分支得到了標誌性發展,於是,密碼學的新方向誕生,發展了公鑰密碼學,意味著網際網路時代一到多的安全模式出現。而同年美國宣布了數據加密標準DES,公布AES,對稱密碼分析與設計也得到了較快發展。目前,抗量子計算供給的密碼研究遠遠超前於量子計算機研究。目前抗量子計算機的對稱密碼正在遷移,密碼長度加強兩倍,抗量子計算攻擊的公鑰密碼正在制定。今天,密碼系統建設呈現出正面可證明安全的發展趨勢。
密碼分析推動密碼設計的發展。以對稱密碼為例,目前對稱密碼的分析向自動化、智能化方向發展,而且是基於高次非線性有限方程求解,進展順利。
需要特別關注哈希函數的分析,因為哈希函數跟區塊鏈關係非常密切。從1996年到2005年,中國提出了哈希函數碰撞攻擊理論,從而導致美國NIST提前啟動了SHA—2的推廣應用,被全球徵集設計了新標準SHA—3。
探討區塊鏈的起源,首先需要了解哈希函數。哈希函數起源於1953年的一次討論,原始消息通過哈希函數得到電子指紋。後來,誕生了密碼哈希函數。密碼哈希函數需要抗碰撞攻擊、抗原像攻擊、康第二原像攻擊。其中,找到相同電子指紋的不同文件是計算難題,一般不低於128比特計算與數據安全。
哈希函數是對任意消息進行計算,必須通過一個迭代結構進行計算,這個結構就是MD結構,就是區塊鏈的架構。下面介紹一下比特幣。2009年中本聰提出比特幣概念,實際上是為數據進行壓縮,進行防數據篡改。由一個文檔進行搜索,搜索出70個0,就是挖礦挖到比特幣,經過迭代和同步,形成了分布式共識機制,是比特幣的基本架構。其中,哈希函數起到了至關重要的作用。
目前,區塊鏈技術是大數據工作模式的一種變革,同時提供數據安全的比較完備的解決方案。區塊鏈系統通常包含密碼技術、分布式存儲、大數據及軟體,點對點等核心模塊。在包括阿里、百度、華為、騰訊、清華大學、山東大學等十幾家機構設計的區塊鏈架構中,密碼技術支撐區塊鏈,設計設施數據層到應用層各個環節,同時包含隱私保護和監管等。
區塊鏈密碼技術是當今特別前瞻性的研究方向,也導致了密碼技術的提前應用。實際上區塊鏈的架構基本上取決於共識協議。比特幣是PoW,以太坊是機構比特幣,並且也部分結合了POS,超級帳本,特別是Fabric,基於PBFT。PBFT就是共識機制結合密碼算法消息認證碼設計的PBFT,LibraBFT是聚合共識籤名,Algorand是公鏈,是一種數字貨幣的形勢。區塊鏈要麼就是數字貨幣,要麼數字貨幣支付能力的工作模式,所以與數字金融分不開。
基於密碼技術的區塊鏈創新被高度重視,區塊鏈發展史,從比特幣、以太坊、到今天的臉書的Libra等,都是國際創新,目前還沒有中國區塊鏈的創新。實際上中國的研究非常高,但是比較遺憾,還沒有我們自己的創新區塊鏈。今天區塊鏈技術和管理仍然在發展初期,技術標準規範有待制定,安全問題頻發,目前區塊鏈的效率,特別是解決安全性、高效性、可擴展性方面的區塊鏈,還面臨著很多挑戰。
下面講解隱私保護。數據隱私保護最早來源於零知識證明。密碼系統、區塊鏈各個模塊等需要滿足可證明安全,也包含很多創新性的比較信用系統。
姚期智先生提出來的安全多方計算,在不洩露隱私情況下兩方或者多方進行數據隱私計算。經過多年的發展,安全多方計算已經從理論走向實踐,但是非常難。
最後介紹一下數字貨幣發展。數字貨幣最早起源於1982年,是數字籤名的一種概念。1994年使用一般的密碼技術來保障EMV,1996年有一個金融交易的比較複雜的協議SET,當時也是備受關注。但是因為它比較複雜,沒能發展起來。1999年提出SSL的非銀行支付。到2003年提出VISA系統,2009年是比特幣,2020年是Libra。我相信數字貨幣還要回到1982年的開始,結合區塊鏈,進行一種新的思考,來設計符合我們國家需求的新型數字貨幣,我們的報告就結束了。謝謝大家!
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原標題:《院士說丨王小雲院士:密碼技術與區塊鏈》
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