原文標題：Before Bitcoin Pt.1 — 70s “Public Key Saga”
原文鏈接：
https://pet3rpan.medium.com/history-of-things-before-bitcoin-cryptocurrency-part-one-e199f02ca380
字數：4500
作者：
Peter 'pet3rpan'
譯者：DRD, blcold
校對：Dannie
翻譯機構：DAOSquare
摘要：：
從歷史的角度了解加密貨幣的技術和哲學。
第一部分筆記
如果你問人們比特幣或者加密貨幣從何而來，你將會得到很多種答案，如果他們都是對的，那麼他們可能會對真相含糊其辭。許多人不知道的是，比特幣誕生於賽博朋克運動。它起源於70年代，但成熟於90年代，與美國政府圍繞數字自由的不公平行為進行鬥爭，並開創了現代個人隱私權。
雖然你可以嘗試通過谷歌搜索去了解賽博朋克，但除非你很了解運動本身的背景，否則你可能很難深入理解整個過程。
所以你必須得把視線拉遠，從更廣的角度來思考問題。
比如是誰發起了賽博朋克運動？
這些想法是從何而來的？
比特幣前傳是一個系列，旨在讓你從歷史的角度了解加密貨幣的技術和哲學。
為了做到這一點，我會撰寫四到五個部分的系列文章，專注於討論密碼學，所有加密貨幣的底層機制以及隨著時間推移形成的隱私學。這將在會分為1970，1980，1990和2000四個部分來進行探索。概述系列重點為：
第一部分——70年代
：密碼學知識是如何通過公鑰密碼學而大眾化的？
第二部分——80年代
：去中心化服務、匿名交流網絡以及數字化現金的起源。
第三部分——90年代
：賽博朋克的起源。
第四部分——00年代
：21世紀從賽博朋克運動中誕生的技術。
第五部分——比特幣
：比特幣和早期幣的初始設計。
這個系列將是場漫長的閱讀，它不會是典型的300字由營銷人員編寫的偽裝成一篇媒體文章，也不會是你通常找到簡短的東西。
要理解任何東西，歷史背景是很重要的，為此投入的時間也是一種投資。
這就是這個系列的目的。
介紹
所以，我們想要去理解加密貨幣和它的歷史。
我們從哪裡開始？
我想首先談談70年代和公共密鑰學的產生。雖然你可能會像我第一次研究密碼學那樣，對70年代的那些模糊的黑白圖像充滿抱怨，但我當時並沒有意識到這十年有多麼重要……
直到70年代起，密碼學主要被用於軍方來確保通信安全。研究主要是由情報機構（GCHQ, NSA etc.）或是比如IBM等企業運營的授權研究實驗室進行的。密碼學是用於商業目的，公眾幾乎無法獲取這些知識。現代密碼學的保守將因公鑰密碼學的公佈而打破，這些密碼學是由三個密碼學家赫爾曼、迪菲和默克爾共同發布的。他們的公佈引發了公眾對密碼學的第一波探索浪潮。
所以什麼是公鑰密碼學？
密碼學是出於保衛和保護信息不受敵人或是沒有權限訪問信息的人的侵害而設計。它是確保信息真實性和完整性的機制，並最終使區塊鍊和加密貨幣成為可能。
公鑰密碼學是密碼學使用的一種轉變，現在可以保護大部分的加密貨幣協議。
它是怎麼運作的？從本質上來講，公鑰密碼學允許人們通過不安全的通道發送加密的信息送到公共地址。只有能夠訪問公共地址相應私鑰的人才能解密信息。密鑰還用於簽署和認證發送出去的信息，來驗證其來源的合法性。
在加密貨幣這種情況下，雖然人們可以發送比特幣到公開地址上並且看看他們擁有多少比特幣，但只有相應密鑰的所有者才可以使用比特幣以及簽署其交易。
這對於密碼學是一個非常重要的概念，並且將引導對密碼學的第一波興趣……
馬丁·赫爾曼、惠特菲爾德·迪菲和拉爾夫·默克爾這三名密碼學家將參與其中。他們各自都有很有趣的故事……那麼，這三位研究人員是如何打破政府對於密碼學知識的控制呢？
首先，我們來看看一位名叫馬丁·赫爾曼的密碼學家的故事。
馬丁·赫爾曼，一個雄心勃勃的年輕人
赫爾曼從小就是一個書呆子，他的父親是當地一所高中的物理老師，所以他在很小的年紀就接觸到了科學。他還記得：“我父親的書架上有很多書，我會把它們拿下來讀。其中有一本我記得是，《迦諾的物理學》，他買的一本1890年代的古老物理學課本。顯然，這對他來說是一件古董。我七年級的科學項目也來自於那個。所以我對科學很感興趣，但不僅指密碼學，我也很喜歡數學。”
職業生涯早期
根據他的興趣，他在紐約大學學習電氣工程，並於1967年在斯坦福大學完成了他的電氣工程碩士學位。他很適合學術屆，在學校表現很出色，也很享受在學校的時光。
他可能在某個時刻會學習密碼學，但直到後來，他才與計算機科學建立很大聯繫。相反，早期他非常有事業心，在很早的時候就規劃好了自己的職業計劃。
設想他可能會在35歲左右結婚，而在此之前，他將會周遊世界四處出差，為大企業從事管理工作。
在他22歲時，他開始攻讀博士學位，研究一種叫做“決策邏輯”的深奧思維方式。赫爾曼把博士學位看作一個機會，可以反擊他在管理學上的年輕稚嫩，基於以下邏輯：
如果我有博士學位，這可以消除平息一些質疑，比如“這孩子可以做什麼？”
具有諷刺意味的是，在他讀博士的第一年，他就結婚了，但這並沒有放慢他的腳步，在他開始攻讀博士學位的第二年，24歲的他取得了早期的重大突破。他發表了他的學位論文：《用有限的記憶去學習》。
他堅持著自己的宏偉藍圖，追隨自己的夢想去了IBM工作。
有那麼一瞬間，他在糾結是要去教書還是去企業工作，但在周遊世界和賺更多金錢的誘惑下，他決定：“不了，我不想當窮人。”
哈里·菲斯特和彼特·伊萊亞斯的早期影響
於是，他去了位於紐約的托馬斯·J·沃森研究中心為IBM工作。赫爾曼在模式識別部門工作，他製造的儀器可以從圖片中獲取數字（也就是驗證碼，哈哈）。
儘管赫爾曼的工作和密碼學無關，IBM其實有它自己關於密碼學領域研究的部門。在這個部門，他遇到了一個叫做霍斯特·菲斯特的德國研究員。通過他們友好相處，菲斯特給他介紹了密碼學。他們經常在吃午飯的時候討論密碼學系統和一些看似無法解決的問題。赫爾曼認為菲斯特是早期對他影響最大的人之一，為後來他參與設計政府數據加密標準（DES）打下基礎。
隨著他心智更加成熟，以及他的妻子懷孕之後，他經常問自己“我是真的想要去環遊世界還是與家人一起共度更多的時光？”這是所有都必須去面對且無法解決的永恆難題：家庭vs賺錢。
在選擇家庭後，他成為了MIT電子工程系的助理教授。他在這裡遇到了MIT電子工程系主任彼特·伊萊亞斯，後者曾與“信息論之父”克勞德·香農合作研究。他其實研究發明了現代密碼學，這曾在世界大戰中被使用。
見面以後，彼特給了赫爾曼一份具有里程碑意義的論文：《通信數學理論》（1948年發表）。這是對赫爾曼另外一個重要的影響，塑造了他對密碼學的數學理解。
他和伊萊亞斯成為了很好的朋友，並且加深了他對密碼學的痴迷程度和知識架構的完成。赫爾曼認為伊萊亞斯是影響他密碼哲學教育的另一個關鍵部分。
赫爾曼在斯坦福(1973)
投身科研
1971年，赫爾曼重返斯坦福。這次是作為助理教授繼續他的決策研究，1971年底，他開始研究密碼學。他在斯坦福的同事和朋友都不支持他的決定。 “他們說我真是瘋了，”赫爾曼說。但有趣的是，他也不完全反對他們的態度：“我怎麼能指望發現連國家安全局（NSA）這個美國主要的編碼和破譯機構都沒有發現的東西呢？而且他們會把所有事情都高度保密，如果我們有什麼好東西，他們也會歸於此類。”
但基於他的學術痴迷程度和早期在IBM和MIT的影響，他相信密碼學將會在未來具有商業重要性。
1973年，他做了第一次演講，完成了他第一個關於密碼學的技術性研究報告。赫爾曼的所作所為很快被傳開。在1973年，一位名叫惠特菲爾德·迪菲的研究員找到了他。
惠特菲爾德·迪菲，一位無聊的年輕人
跟赫爾曼不同的是，迪菲第一次接觸密碼學是在他十歲的時候，當他父親，一位歷史學教授，從當地圖書館買了些密碼學書籍帶了回來。他很喜歡數學但是討厭上學。迪菲被外人描述為“表現出色”但他卻好像“從未達到他父親期望的程度。”迪菲最後幾乎沒能畢業。
他足夠聰明，順利地在MIT入學考試中取得了高分。在MIT學習數學的時候，他還記得他是如何自學編程，並且將其視為“非常低級的工作”。總體而言，他覺得很無聊，所以他更願意將他的精力花在更純粹的數學上。
位於約克鎮高地的IBM托馬斯J.沃森實驗室
AI和“代碼破譯者”的工作
就在迪菲畢業的時候，美國政府開始徵召年輕的男人們到越南打仗。迪菲對槍支和打仗不是很感興趣，所以他從事軟件開發和其他所謂的“低級工作”。同時，他還開始他在MIT的MAC項目的人工智能實驗室做兼職，這個實驗室的負責人是兩個非常聰明的人：馬文·明斯基和約翰·麥卡錫。
迪菲和麥卡錫關係非常好，而且從他身上學到了很多東西。當時迪菲和很多人不知道的是，麥卡錫後來被認為是人工智能之父（且創造了術語：AI）。麥卡錫認為“原則上學習每個方面或智能的任何其他特徵都可以被精確描述出來，以至於可以創造一台機器模擬它。”他非常關注未來的發展，並且相信這種概念的只能將在“5到500年”間出現。在他的指導下，迪菲接觸到了計算哲學，並且對網絡、電子密鑰和認證有了更深刻的理解。後來，迪菲追隨著麥卡錫來到斯坦福，加入了他的新AI實驗室（SAIL：斯坦福人工智能實驗室）。
在斯坦福的這段時間裡，迪菲閱讀了戴維·卡恩的書《代碼破譯者：私密寫作的故事》。這本書它概述了從古埃及到密碼學寫作時期的歷史，被稱為影響他關於隱私的信仰至深的書。
1973年，迫於他對密碼學個人研究的追求，他離開了SAIL，並且次年，他花了很多時間在全國奔走，與各地不同的專家討論密碼學。
“我在做我擅長的事情之一，那就是在圖書館挖掘珍稀的手稿，開車到各地拜訪在大學的朋友們。”
1974年，作為他研究的一部分，他拜訪了位於約克敦的IBM托馬斯·J·沃森實驗室的密碼學研究團隊。當時還是由菲斯特領導，正是那位帶領赫爾曼入門密碼學的人。
當迪菲來的時候，他其實不太了解多少，因為大部分都被歸為NSA，都是國家安全局的機密。相反，他被引薦給了馬丁·赫爾曼，一位斯坦福大學正在從事類似密碼學研究的教授。
赫爾曼與迪菲的相遇
“1974年秋天，惠特出現在我的門前。我永遠不會忘記那一天。”——赫爾曼（2011版）。
1974年，經過介紹，赫爾曼在他的家裡與迪菲見面。
迪菲是在下午的時候過來，然後呆到了晚上11點才離開。這短短幾小時的會面他們進行了無數的討論。赫爾曼回憶道：“在真空中工作是很費勁的，找到一個志同道合的知己是多麼難得。”不久之後，迪菲加入了當地的一個研究團隊，但就像他第一份工作那樣，他實際上花費了更多的時間與赫爾曼一起研究密碼學，更甚於自己的工作。
在1975年年初，他們有了其他的考慮：DES（數據加密標準）。
數據加密標準(DES)
1975年初，美國政府頒布了數據加密標準(DES)，它是第一個被批准用於公共和商業領域的加密密碼。美國國家安全局（NSA）推動金融服務和其他需要強加密的商業部門（如SIM卡、網絡設備、路由器和調製解調器）採用DES標準。
在DES標準頒布之前，憲法第一修正案將密碼學與軍火和其他具有軍事性質的物品一起列為機密。
任何形式密碼學相關的工作必須獲得許可才能處理，所有與之相關的工作都由國家安全局高度保密。
DES標準是對這種加密技術的首次公開批准使用。
20世紀70年代國家安全局的存照!
DES是如何設計的
1972 年，美國國家標準局（現稱為NIST，美國國家標準與技術研究院）開展了一項研究，意識到了對國家層面的加密密碼的需求。
當時的雛形基本上是美國國家安全局密碼的外殼， 他們在1973 年和1974 年向美國各地的研究中心請求設計方案。
IBM在第一次失敗後，構思了一個名為Lucifer的密碼，其設計是由IBM 公司的Horst Feistel 領導的。
這個密碼是對以前開發的密碼的改進，但符合NSA的設計要求。
Lucifer 與NSA 進行了額外的合作，他們希望將密鑰大小從64比特減少到48比特（在基本層面上，這意味著只需要更少的處理能力來加密和解密）。
他們最終決定將密鑰大小減少到56比特，但是這個決定後來給了他們沉重的教訓。
赫爾曼和迪菲的批評
Hellman和Diffie最初很擁護DES標準，因為他們認為這是將密碼學帶入公眾視野的一個巨大進步。但當他們仔細審視時，他們預見到，縮短密鑰長度會很容易受到暴力攻擊。
但更重要的是，在研究者圈子裡，IBM團隊指責美國國家安全局篡改了該密碼。
在密碼被送到華盛頓並得到批准後，送回了一個被修改過的S-box（密碼的一部分，將純文本變成密碼文本）。
20世紀70 年代，人們普遍對政府不信任。
這種謹慎源於二戰後一段時期，政府都傾向於向極權政府（蘇聯、納粹德國）的控制靠攏，公眾對政府的入侵保持天然的警惕。
公眾的恐懼反映在奧威爾的1984和其他探討政府監視、控制社會和個人自由的流行著作中。
這種情緒一直持續到60 年代，肯尼迪被暗殺、古巴導彈危機以及黑人權利和同性戀權利等社會政治運動此起彼伏，讓這十年持續動盪。
在70 年代，1972 年的水門事件加劇了這種情況，這是圍繞尼克松總統授權竊聽華盛頓特區民主黨全國委員會總部的引發的爭議。
對公眾來說，他們的恐懼正在很緩慢但確鑿無疑地顯露於眼前。
人們相信，國家安全局已經建立了一個他們自己可以繞過的密碼。
默克爾，一個什麼都不知道的孩子
在DE標準發布後不久，Hellman和Diffie發表了一篇名為'多用戶加密技術'的論文，他們很快知道了Ralph Merkle，一個來自伯克利的23歲的年輕計算機科學專業學生，當時Hellman已經30歲了，Diffie只比他大一歲。
默克爾的謎題
在遇到Hellman和Diffie之前，Merkle已經在研究他自己早期的公鑰加密概念，這就是後來著名的Merkle的謎題。他在計算機科學課程CS244中開始研究他的想法，在那裡他偶然發現了一個謎題：當敵人已經知道了一切，你如何重新建立安全的通信？他需要為這門課程完成一項個人課題研究，這似乎非常適合他的胃口。
當我想到，當竊聽者已經知道一切，竊聽者可以監聽通信時，你怎麼可能建立安全性？
所以我的第一個想法是：看起來是不可能，那麼我就試著證明這是不可能的。所以我試圖證明無法建立安全性，我試了又試，敗得很慘。
然後我又想了想，我說：'好吧，如果我不能證明不能做到這一點，我就轉過身來，試著想出一個方法來做這件事。 ' 當我試圖想出一種方法來做這件事時，在剛剛試圖證明不能做這件事之時，我已經知道了我的證明中的缺陷在哪兒，可以這麼說，我知道我可以在哪裡嘗試，哪兒可以略過。所以我在這些需要嘗試的地方努力，結果證明這是可行的。我可以利用證明中的漏洞來想出一種實際可行的方法，當我想出如何做到這一點時，傳統的'靈光一現時刻'出現了，我忍不住說，'哦，我可以做到的。 '
這真是靈光一現。經過一個晚上的熬夜和思考，然後突然意識到'哦，我的天哪，我可以做這件事。它看起來非常反常，但我實際上可以找出一個密鑰。我可以在一條開放的通信線路上建立一個加密密鑰，即使敵人、干擾者、竊聽者知道一切'。
他把所有的想法都放進一張紙裡，然後四處分享。安全課程的老師無法理解他的研究，直接讓Merkle滾蛋。當他把他的工作成果提交給CACM，一個備受尊敬的計算機科學雜誌時，他被拒稿了。但這一次，不是因為它是無稽之談，而是因為編輯認為他的作品的內容是......
“……不在當前密碼學思想的主流中……”
1970年代的CACM各期雜誌的封面
然而，他也向一位名叫Peter Blatman 的計算機科學家分享了它，Blatman立即註意到了他的工作價值。 Merkle所不知道的是，Blatman是Diffie的朋友，Diffie邀請他參加了一次斯坦福大學的密碼學聚會。在乘車途中，Blatman向Diffie簡要概述了默克爾正在解決的問題。
顯然，Diffie多年來一直糾結於這樣一個難題，當聽說某個年輕的計算機科學專業學生有可能解決這個問題時，他立馬否定了這樣的可能性，暴脾氣一下子就上來了。但是，很快Diffie就恢復了平靜，他對這種可行的解決方案不由自主地感到興奮。
Hellman和Diffie不久前提交了一篇論文，該論文在假設可能的情況下探討了公鑰加密的應用。 Diffie給了Blatman一份副本，並讓他轉交給Merkle。
'在斯坦福大學有這些人，他們說話就像你一樣。 '
看完他們的論文後，默克爾也把他的論文送了過來。當Hellman和Diffie兩個人看完後，他們的思維方式完全改變了。儘管Merkle很年輕，而且完全沒有密碼學知識，但他的創造力還是解決了公鑰分配問題。這個23歲的年輕人一舉實現了學術界多年為之努力的目標。
但是Hellman 和Diffie 發現他的解決方案效率比較低下， 憑藉他們對密碼學的理解，他們為密鑰分發問題找到了一個更加高效率的解決方案，並提出了公鑰密碼學的新迭代。很快，他們的概念將形成一篇論文，稱為“密碼學的新方向”。
在他們這次合作之後，Merkle 前往斯坦福大學，並接受了Hellman的邀請，作為博士生在他手下工作。
Merkle（左）, Hellman （中）, Diffie（右），1977
密碼學的新方向
1976年11月，論文“密碼學的新方向'被公開發表，它討論了密碼學、公鑰密碼學和促進認證通信的協議的基本問題。
Merkle因其獨立的工作而被銘記，但最終通信協議被命名為：Diffie-Hellman密鑰交換。儘管如此，在1977年公鑰加密獲得專利時，Merkle被認為是三位發明者之一。 Diffie認為Merkle '可能是公鑰傳奇中最具創造性的人物”。
該系統後來被稱為Diffie-Hellman密鑰交換。雖然該系統是由Diffie和我在一篇論文中首次描述的，但它是一個公鑰分配系統，是Merkle提出的概念，因此，如果要更準確地命名它，應該稱為'Diffie-Hellman- Merkle密鑰交換'。我希望這個小講論壇有助於這一努力，承認Merkle對公鑰密碼學發明的同等貢獻。
論文中討論的概念用於設計和保護我們今天使用的區塊鏈。最後指出，他們撰寫論文的目的之一是：
激勵他人在這個令人著迷的領域工作。由於幾乎完全由政府壟斷，在不久之前，人們還不願意參與這個領域的工作- 密碼學的新方向
歷史上第一次，公眾有機會接觸到強大的加密技術，他們的研究打破了政府對密碼學知識的控制。在對政府的DES密碼越來越不信任的情緒推動下，論文中提到的技術使公眾對密碼學和加密技術產生了第一波濃厚的興趣。
後來人們發現，Hellman、Diffie和Merkle並不是公鑰密碼學的第一個構想者，最初是由英國情報機構（GCHQ）的研究人員創造並應用於一種算法。而國家安全局雖然有機會接觸到這些東西，但這些成果都是機密，一直隱藏在黑暗中，從未被觸及。
現在，想像一下，如果這三個人從未發表過公開密鑰加密的論文，我們的世界將有可能是多麼的不同。天不生夫子，萬古如長夜。
Hellman、Diffie和Merkle的著作成功地激發了新一輪的創新，並將持續數十年，而政府機構則將他們的發現關在門外。這種對比在很大程度上，強調了在密碼學以及其他科學領域中公開合作的重要性。
恰如其分的是，在論文的第一行，是以這句話開頭：
'我們今天站到了密碼學革命的邊緣'
當Hellman和Diffie繼續從事密碼學研究時，Merkle依然保持了優秀的本色。在70年代後半段，Merkle一直以Hellman和Diffie學生的身份現身，並長久影響了80年代的密碼學；後來他又發明了加密散列。
結束語
這三位密碼學家將打通密碼學發展路徑上的障礙。 80年代的密碼學家，即大家熟知的大衛-喬姆，在他們的工作基礎上，將匿名通信、支付和最終的去中心化服務的需求概念化。然而，只有在Hellman、Diffie和Merkel無私奉獻的基礎上，Chaum的工作才最終得以實現。
繼續閱讀第二部分：
https://medium.com/@pet3rpan/history-of-things-before-bitcoin-cryptocurrency-part-two-94c4576005
我發現這裡面的一些非常有意思的趨勢：
起步較晚。雖然之前Hellman 對密碼學了解甚少，並且直到博士畢業才入門，但通過他的努力，設法形成了對該領域的深刻理解；而Merkle僅僅是個學生。貴人相助。 Hellman和Diffie得到了計算機科學史上一些最聰明的大牛的指導，如設計DES的Feistel，與Claude Shannon合作的Elias和發明人工智能的McCarthy等。 Merkle在密碼學方面的知識更是知之甚少，但卻成功地解決了這個無法解決的謎題。
