以比特币为代表的各种区块链币，之所以被称之为加密数字货币，是因为密码学是比特币设计的重要安全基石，用以确保货币流通各个环节安全性。
比特币使用的加密算法被称之为椭圆曲线算法（ECC），是一种著名的非对称算法。
相较于另一种著名的非对称算法RSA，ECC算法的数学理论非常深奥和复杂，在工程应用中比较难于实现，但它的单位安全强度相对较高。
由于ECC算法数学理论深奥，难以被一般民众掌握，为了便于说明，本文将对RSA算法的原理进行说明，以使大家对比特币加密算法有个深入的了解。
密码学的发展是伴随着信息交流的发展而不断进化的，是为了保障信息在传输过程中，即使被截获也不能被还原，至少不能被轻易的还原。
我们日常生活中，最常见的信息传输方式是：A同学将要传输的信息通过软件（比如WinRAR，WinZip等）进行加密压缩，然后将加密后的文件发送给B同学，B同学用事先约定好的密码进行解密，从而完成安全的信息交流。如果在密码很复杂的情况下，截获方不知道密码是难以破解的。
但这里面存在一个悖论，如果A和B是通过网络传输密码的情况下，怎么能保证密码传输过程中的安全呢？
01.哈希算法
传统的加密方法是不能公开的，因为知道了加密方法也就知道了解密方法，只需要反向计算就能解密。有没有一种加密算法，即使知道了加密方法，也不能恢复出原文呢？这种算法的原理是，在加密过程中加入一些不可逆的运算来实现。
比如说：需要加密的数字M，采用下面的加密规则进行加密。
1.将M加上123456；
2.把结果平方，取第3-10位，组成一个8位数字；
3.将这个数字除以456789求余数；
得到的数字就是加密之后的结果。
在密码学上，这种会丢掉一部分信息的加密方式被称为“单向加密”，也叫哈希算法。一个可靠的哈希算法至少需要满足下面几个基本条件：
第一，对于给定的数据M，很容易算错哈希值X=F(M)；
第二，根据X很难算出M；
第三，很难找到M和N使得F(M)=F(N)。
真实世界的哈希算法原理和上面类似，但也更为复杂。
目前被广泛使用的哈希算法包括MD5以及SHA-256算法。哈希算法的结果长度都是固定的，比如：MD5的结果长度是32个字符，而SHA-256的是64个字符。
所以，后者的算法强度比前者的要强，也就更安全。假设我们要对“WoYaoJiaMi”进行加密，MD5算法的结果是：“3832EE29D065861A9C006BEDA8C63D3C”，而SHA-256的结果是：
3C56D7479A96942B9D96D4D1AF24F8F8566EBD30B393B40099F43A48F093B7C9
单向加密算法一般用来进行防伪，主要用于验证传输结果的准确性验证。比如：下载一个安装程序的时候，为了保证安装程序不被调包，其提供者一般会公开MD5编码，这样下载的人可以通过工具算出下载到本地的程序的MD5值，如果两者一致就证明安装程序是正确的，反之则不能使用这个程序了。
02.非对称加密算法
哈希算法在真实应用的时候，有一个缺陷就是密码传输的保密问题。
如果我们对一份资料进行了加密，对方不知道密码是打不开的，从而确保文件不被窃取；但是，怎样让我们发送的对象知道密码是一个难题。
这就要求我们发明一种新的算法，使得：即使有人拿到了密码也没法解密，还需要知道另外一个密码才可以解密。
前一个密码称之为公钥，后一个密码称之为私钥，只要私钥不丢，任何人都无法窃取或者篡改数据。这种密码系统，加密和解密使用不同的密码，公钥用来加密并且是可以公开的，解密使用密钥进行加密。这就叫非对称加密算法。
03.RSA算法
1977年，罗纳德·李维斯特（RonRivest）、阿迪·萨莫尔（AdiShamir）和伦纳德·阿德曼（LeonardAdleman）共同设计了一种非对称加密算法，被称为RSA算法。RSA实际上是三位发明人的名字首字母缩写。RSA算法的加密流程如下：
第一，乙方生成两把密钥（公钥和私钥），公钥是公开的，私钥是保密的，只有乙方知道。
第二，甲方获取乙方的公钥，然后用它对信息进行加密。
第三，乙方使用私钥对加密信息进行解密。
RAS算法的安全性依赖于大数分解。
大数分解是一个数学上公认的难题，比如说对于数字4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,001=1,199,481,995,446,957x3,334,772,856,269,093，要找到2个素数来计算得出前面的数字式非常难。
04.ECC算法
还有一种著名的非对称算法，称之为ECC算法（椭圆曲线算法），它是比特币钱包安全性的密码学基石，也是比特币被称之为加密数字货币（Cryptocurrency）的原因。
椭圆加密算法（ECC）是一种公钥加密体制，最初由Koblitz和Miller两人于1985年分别独立提出，其数学基础是利用椭圆曲线上的有理点构成Abel加法群上椭圆离散对数的计算困难性。
ECC的主要优势体现在：
第一，安全性更高。160位的椭圆密钥与1024位的RSA密钥安全性相同。
第二，处理速度更快。在私钥的加密解密速度上，ECC算法比RSA、DSA速度更快。
第三，存储空间占用小、带宽要求低。
美国国家标准与技术局和ANSIX9已经设定了最小密钥长度的要求，RSA和DSA是1024位，ECC是160位，相应的对称分组密码的密钥长度是80位。
在2005年2月16日，NSA宣布决定采用椭圆曲线密码的战略作为美国政府标准的一部分，用来保护敏感但不保密的信息。ECC算法已经逐步开始替代RSA算法。