公钥和私钥是建立在区块链网络上的加密货币不可或缺的组成部分，两者都属于更广泛的密码学（公钥密码学 (PKC)，亦称非对称密码学）领域。

PKC 的目标是简单地从一种状态转变到另一种状态，同时杜绝逆转这一过程的可能性，以及在此过程中证明您拥有某个秘密，但不暴露这个秘密。 PKC 的结果是单向数学函数，由于无法被伪造这一特性，它成为了验证事物（即交易）真实性的理想选择。 PKC 依赖于双密钥模型（即公钥和私钥），通常由挂锁（公钥）和访问挂锁的实际密钥（私钥）表示。

公钥密码学 (PKC)

PKC 建立于“陷门函数”的数学原函数之上，“陷门函数”是一种易于单向计算且几乎无法逆转的数学问题。

想解答这个问题，计算机要花费大量时间（可能数千年）才能算出正确答案。 在 PKC 领域，质因数分解这样的数学技巧是可以杜绝逆向工程（即伪造）密码签名的陷门函数，因为这需要计算机解答一个近乎无法解决的数学问题。

公钥和私钥的概念

PKC 的主要目的是在可能存在恶意qieting者的公共信道中使用数字签名来实现安全、私密的通信。 就加密货币交易而言，其目标是证明某笔支出交易确实经资金所有者签署，而不是伪造的，以及整个交易都发生在点对点的公有区块链网络上。

拥有加密货币时，您实际上拥有的是“私钥”。 “私钥”解锁的是私钥所有者花费关联加密货币的权利。 由于它提供的是您加密货币的访问权限，顾名思义，它应当是私密的。

除了私钥之外，还有公钥，公钥和私钥之间存在密码学关联。 拥有私钥就可以恢复公钥。 但仅使用公钥不可能获取私钥。

后来，公钥和私钥就分别类似于电子邮件地址和密码。

理论上，Alice 可以利用她的私钥创建数十亿个公钥（地址），而私钥只有一个，相当于只有她才知道的私人密码，即她的秘密。 Alice 创建公钥地址之后，该地址将对网络中的所有用户公开，可供用户发送比特币等加密货币。 但是只有 Alice 可以访问发送到该地址的加密货币，因为只有她掌握了该公开地址的相应密钥。

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交易的运作方式

Alice 的私钥是她的数字签名，她可以用私钥证明自己是支出交易或发送消息的人。

例如，如果 Alice 想通过 Charlie 正在侦听的公共信道向 Bob 发送消息，她可以使用自己的私钥加密消息，然后将消息发送给 Bob。 同时，Alice 也使用 Bob 的公钥为自己发送给 Bob 的消息生成了名为哈希输出的特殊值。 Bob 可以使用哈希输出、消息和自己的私钥，解密和读取消息。

Charlie 无法读取消息，因为他只有 Alice 的公钥和自己的私钥/公钥对。 这就是陷门函数功能的用处所在。 Charlie 无法对 Alice 的消息或私钥执行逆向工程，因为它们是使用陷门函数构建的。

就比特币而言，交易是一系列用户向彼此的公开地址发送和接收比特币的行为，相当于比特币 UTXO（未使用的交易输出）交易模型中的输入和输出。 Alice 可以在网络上公布她的公钥，其他人可以将比特币发送到该地址，因为他们知道 Alice 是这些资金的私钥所有者。

更笼统地讲，比特币中的节点（运行比特币软件的人）会使用基本共识规则以及可证实公钥/私钥对为有效的加密证明（工作量证明），自动检查和核实网络中的交易，确保交易不是伪造的。 因此，基本没有人可以伪造比特币等使用 PKC 的加密货币交易，因为这类交易受到数学证明假设的保护。