摘要:在区块链中通常使用什么进行区块加密1.区块链应用什么技术来实现此功能区块链应用了以下的技术来实现第一种是共识机制,常用的共识机制主要有PoW、PoS、DPoS...
在区块链中通常使用什么进行区块加密
1. 区块链应用什么技术来实现此功能
区块链应用了以下的技术来实现
第一种是共识机制,常用的共识机制主要有PoW、PoS、DPoS、PBFT、PAXOS等。由于区块链系统中没有一个中心,因此需要有一个预设的规则来指导各方节点在数据处理上达成一致,所有的数据交互都要按照严格的规则和共识进行;
第二种是密码学技术,密码学技术是区块链的核心技术之一,目前的区块链应用中采用了很多现代密码学的经典算法,主要包括:哈希算法、对称加密、非对称加密、数字签名等。
第三种是分布式存储,区块链是一种点对点网络上的分布式账本,每个参与的节点都将独立完整地存储写入区块数据信息。分布式存储区别于传统中心化存储的优势主要体现在两个方面:每个节点上备份数据信息,避免了由于单点故障导致的数据丢失;每个节点上的数据都独立存储,有效规避了恶意篡改历史数据。
智能合约:智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易,只要一方达成了协议预先设定的目标,合约将会自动执行交易,这些交易可追踪且不可逆转。具有透明可信、自动执行、强制履约的优点。区块链技术有许多独特的特点,使它成为一项独特的发明,并赋予它无限的视野去探索。
2. 什么是区块链加密算法
区块链加密算法(EncryptionAlgorithm)
非对称加密算法是一个函数,通过使用一个加密钥匙,将原来的明文文件或数据转化成一串不可读的密文代码。加密流程是不可逆的,只有持有对应的解密钥匙才能将该加密信息解密成可阅读的明文。加密使得私密数据可以在低风险的情况下,通过公共网络进行传输,并保护数据不被第三方窃取、阅读。
区块链技术的核心优势是去中心化,能够通过运用数据加密、时间戳、分布式共识和经济激励等手段,在节点无需互相信任的分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作,从而为解决中心化机构普遍存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题提供了解决方案。
区块链的应用领域有数字货币、通证、金融、防伪溯源、隐私保护、供应链、娱乐等等,区块链、比特币的火爆,不少相关的top域名都被注册,对域名行业产生了比较大的影响。
3. 区块链技术原理与应用 介绍一下
1、区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了过去十分钟内所有比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。
2、广义定义:利用加密链式结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用自动化脚本代码(智能合约)来变成和操作数据的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式。
3、狭义定义:按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享账户。
4、区块链的特点:去中心化:区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统机构,采用纯数学方法而不是中心结构来建立分布式节点间的信任关系,从而形成去中心化的可信任的分布式系统。
5、时序数据:区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据,从而为数据增加了时间维度,具有极强的可验证性和可追溯性。
6、集体维护:区块链系统采用特定的经济激励机制来保证分布式系统中所以节点均可参与数据区块的验证过程,并通过共识算法来选择特定的节点将新区快添加到区块链。
7、可编程:区块链技术提供灵活的脚本代码系统,支持用户创建高级的智能合约、货币或其他去中心化应用。
8、安全可信:区块链技术采用非对称密码原理对数据进行加密,同时借助分布式系统各节点的工作量证明等共识算法形成的强大算力来抵御外部攻击、保证区块链数据不可篡改和不可伪造,因而具有较高的安全性。
9、区块链应用场景:数字货币:以比特币为代表,本质上是由分布式网络系统生成的数字货币,其发行过程不依赖特定的中心化机构。
4. 区块链技术
背景:比特币诞生之后,发现该技术很先进,才发现了区块链技术。比特币和区块链技术同时被发现。
1.1 比特币诞生的目的:
①货币交易就有记录,即账本;
②中心化机构记账弊端——可篡改;易超发
比特币解决第一个问题:防篡改——hash函数
1.2 hash函数(加密方式)
①作用:将任意长度的字符串,转换成固定长度(sha256)的输出。输出也被称为hash值。
②特点:很难找到两个不同的x和y,使得h(x)=h(y)。
③应用:md5文件加密
1.3 区块链
①定义
区块:将总账本拆分成区块存储
区块链:在每个区块上,增加区块头。其中记录父区块的hash值。通过每个区块存储父区块的hash值,将所有的区块按照顺序连接起来,形成区块链。
②区块链如何防止交易记录被篡改
形成区块链后,篡改任一交易,会导致该交易区块hash值和其子区块中不同,发现篡改。
即使继续篡改子区块头中hash值,会导致子区块hash值和孙区块中不同,发现篡改。
1.4 区块链本质
①比特币和区块链本质:一个人人可见的大账本,只记录交易。
②核心技术:通过密码学hash函数+数据结构,保证账本记录不可篡改。
③核心功能:创造信任。法币依靠政府公信力,比特币依靠技术。
1.5如何交易
①进行交易,需要有账号和密码,对应公钥和私钥
私钥:一串256位的二进制数字,获取不需要申请,甚至不需要电脑,自己抛硬币256次就生成了私钥
地址由私钥转化而成。地址不能反推私钥。
地址即身份,代表了在比特币世界的ID。
一个地址产生之后,只有进入区块链账本,才能被大家知道。
②数字签名技术
签名函数sign(张三的私钥,转账信息:张三转10元给李四) = 本次转账签名
验证韩式verify(张三的地址,转账信息:张三转10元给李四,本次转账签名) = True
张三通过签名函数sign(),使用自己的私钥对本次交易进行签名。
任何人可以通过验证韩式vertify(),来验证此次签名是否有由持有张三私钥的张三本人发出。是返回true,反之为false。
sign()和verify()由密码学保证不被破解。·
③完成交易
张三将转账信息和签名在全网供内部。在账户有余额的前提下,验证签名是true后,即会记录到区块链账本中。一旦记录,张三的账户减少10元,李四增加10元。
支持一对一,一对多,多对已,多对多的交易方式。
比特币世界中,私钥就是一切!!!
1.6中心化记账
①中心化记账优点:
a.不管哪个中心记账,都不用太担心
b.中心化记账,效率高
②中心化记账缺点:
a 拒绝服务攻击
b 厌倦后停止服务
c 中心机构易被攻击。比如破坏服务器、网络,监守自盗、法律终止、政府干预等
历史 上所有有中心化机构的机密货币尝试都失败了。
比特币解决第二个问题:如何去中心化
1.7 去中心化记账
①去中心化:人人都可以记账。每个人都可以保留完整的账本。
任何人都可以下载开源程序,参与P2P网络,监听全世界发送的交易,成为记账节点,参与记账。
②去中心化记账流程
某人发起一笔交易后,向全网广播。
每个记账节点,持续监听、持续全网交易。收到一笔新交易,验证准确性后,将其放入交易池并继续向其它节点传播。
因为网络传播,同一时间不同记账节点的交一次不一定相同。
每隔10分钟,从所有记账节点当中,按照某种方式抽取1名,将其交易池作为下一个区块,并向全网广播。
其它节点根据最新的区块中的交易,删除自己交易池中已经被记录的交易,继续记账,等待下一次被选中。
③去中心化记账特点
每隔10分钟产生一个区块,但不是所有在这10分钟之内的交易都能记录。
获得记账权的记账节点,将得到50个比特币的奖励。每21万个区块(约4年)后,奖励减半。总量约2100万枚,预计2040年开采完。
记录一个区块的奖励,也是比特币唯一的发行方式。
④如何分配记账权:POW(proof of work) 方式
记账几点通过计算一下数学题,来争夺记账权。
找到某随即数,使得一下不等式成立:
除了从0开始遍历随机数碰运气之外,没有其它解法,解题的过程,又叫做挖矿。
谁先解对,谁就得到记账权。
某记账节点率先找到解,即向全网公布。其他节点验证无误之后,在新区块之后重新开始新一轮的计算。这个方式被称为POW。
⑤难度调整
每个区块产生的时间并不是正好10分钟
随着比特币发展,全网算力不算提升。
为了应对算力的变化,每隔2016个区块(大约2周),会加大或者减少难度,使得每个区块产生的平均时间是10分钟。
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5. 区块链密码算法是怎样的
区块链作为新兴技术受到越来越广泛的关注,是一种传统技术在互联网时代下的新的应用,这其中包括分布式数据存储技术、共识机制和密码学等。随着各种区块链研究联盟的创建,相关研究得到了越来越多的资金和人员支持。区块链使用的Hash算法、零知识证明、环签名等密码算法:
Hash算法
哈希算法作为区块链基础技术,Hash函数的本质是将任意长度(有限)的一组数据映射到一组已定义长度的数据流中。若此函数同时满足:
(1)对任意输入的一组数据Hash值的计算都特别简单;
(2)想要找到2个不同的拥有相同Hash值的数据是计算困难的。
满足上述两条性质的Hash函数也被称为加密Hash函数,不引起矛盾的情况下,Hash函数通常指的是加密Hash函数。对于Hash函数,找到使得被称为一次碰撞。当前流行的Hash函数有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。
比特币使用的是SHA256,大多区块链系统使用的都是SHA256算法。所以这里先介绍一下SHA256。
1、 SHA256算法步骤
STEP1:附加填充比特。对报文进行填充使报文长度与448模512同余(长度=448mod512),填充的比特数范围是1到512,填充比特串的最高位为1,其余位为0。
STEP2:附加长度值。将用64-bit表示的初始报文(填充前)的位长度附加在步骤1的结果后(低位字节优先)。
STEP3:初始化缓存。使用一个256-bit的缓存来存放该散列函数的中间及最终结果。
STEP4:处理512-bit(16个字)报文分组序列。该算法使用了六种基本逻辑函数,由64 步迭代运算组成。每步都以256-bit缓存值为输入,然后更新缓存内容。每步使用一个32-bit 常数值Kt和一个32-bit Wt。其中Wt是分组之后的报文,t=1,2,...,16 。
STEP5:所有的512-bit分组处理完毕后,对于SHA256算法最后一个分组产生的输出便是256-bit的报文。
2、环签名
2001年,Rivest, shamir和Tauman三位密码学家首次提出了环签名。是一种简化的群签名,只有环成员没有管理者,不需要环成员间的合作。环签名方案中签名者首先选定一个临时的签名者集合,集合中包括签名者。然后签名者利用自己的私钥和签名集合中其他人的公钥就可以独立的产生签名,而无需他人的帮助。签名者集合中的成员可能并不知道自己被包含在其中。
环签名方案由以下几部分构成:
(1)密钥生成。为环中每个成员产生一个密钥对(公钥PKi,私钥SKi)。
(2)签名。签名者用自己的私钥和任意n个环成员(包括自己)的公钥为消息m生成签名a。
(3)签名验证。验证者根据环签名和消息m,验证签名是否为环中成员所签,如果有效就接收,否则丢弃。
环签名满足的性质:
(1)无条件匿名性:攻击者无法确定签名是由环中哪个成员生成,即使在获得环成员私钥的情况下,概率也不超过1/n。
(2)正确性:签名必需能被所有其他人验证。
(3)不可伪造性:环中其他成员不能伪造真实签名者签名,外部攻击者即使在获得某个有效环签名的基础上,也不能为消息m伪造一个签名。
3、环签名和群签名的比较
(1)匿名性。都是一种个体代表群体签名的体制,验证者能验证签名为群体中某个成员所签,但并不能知道为哪个成员,以达到签名者匿名的作用。
(2)可追踪性。群签名中,群管理员的存在保证了签名的可追踪性。群管理员可以撤销签名,揭露真正的签名者。环签名本身无法揭示签名者,除非签名者本身想暴露或者在签名中添加额外的信息。提出了一个可验证的环签名方案,方案中真实签名者希望验证者知道自己的身份,此时真实签名者可以通过透露自己掌握的秘密信息来证实自己的身份。
(3)管理系统。群签名由群管理员管理,环签名不需要管理,签名者只有选择一个可能的签名者集合,获得其公钥,然后公布这个集合即可,所有成员平等。
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6. 区块链安全性主要通过什么来保证
区块链技术是一种分布式记录技术,它通过对数据进行加密和分布式存储,来保证数据的安全性和可靠性。
主要通过以下几种方式来保证区块链的安全性:
1.加密技术:区块链采用的是对称加密和非对称加密算法,可以有效保护数据的安全。
2.分布式存储:区块链的数据不是集中存储在单一节点上,而是分散存储在网络中的各个节点上,这有效防止了数据的篡改和丢失。
3.共识机制:区块链通常采用共识机制来确认交易的合法性,这有助于防止恶意交易的发生。
4.合约机制:区块链可以通过智能合约来自动执行交易,这有助于防止操纵交易的发生。
区块链技术在实现安全性的同时,也带来了一些挑战。例如,区块链的安全性可能受到漏洞的攻击,或者因为私钥泄露而导致资产被盗。因此,在使用区块链技术时,还需要注意身份认证、密码安全等方面的问题,以确保区块链的安全性。
此外,区块链技术的安全性也可能受到政策、法规等方面的影响。例如,在某些国家和地区,区块链技术可能会受到审查和限制,这也可能会对区块链的安全性产生影响。
总的来说,区块链技术的安全性主要通过加密技术、分布式存储、共识机制和合约机制等方式来保证,但是还需要注意其他方面的挑战和影响因素。
7. 你必须了解的,区块链数字签名机制
区块链使用Hash函数实现了交易信息和地址信息的不可篡改,保证了数据传输过程中的完整性,但是Hash函数无法实现交易信息的 不可否认性 (又称拒绝否认性、抗抵赖性,指网络通信双方在信息交互过程中, 确信参与者本身和所提供的信息真实同一性 ,即所有参与者不可否认或抵赖本人的真实身份,以及提供信息的原样性和完成的操作与承诺)。区块链使用公钥加密技术中的数字签名机制保证信息的不可否认性。
数字签名主要包括签名算法和验证算法。在签名算法中,签名者用其私钥对电子文件进行签名运算,从而得到电子文件的签名密文;在验证算法中,验证者利用签名者的公钥,对电子文件的签名密文进行验证运算,根据验证算法的结果判断签名文件的合法性。在签名过程中,只有签名者知道自己的私钥,不知道其私钥的任何人员无法伪造或正确签署电子文件;在验证过程中,只有合法的签名电子文件能有效通过验证,任何非法的签名文件都不能满足其验证算法。
常用的数字签名算法包括RSA数字签名、DSA数字签名、ECDSA数字签名、Schnorr数字签名等算法。
我们以RSA数字签名来介绍:可能人们要问RSA签名和加密有什么 区别 呢?加密和签名都是为了安全性考虑,但略有不同。常有人问加密和签名是用私钥还是公钥?其实都是对加密和签名的作用有所混淆。简单的说, 加密 是为了 防止信息被泄露 ,而 签名 是为了 防止信息被篡改 。
例子:A收到B发的消息后,需要进行回复“收到”-- RSA签名过程 :
首先: A生成一对密钥(公钥和私钥),私钥不公开,A自己保留。公钥为公开的,任何人可以获取。
然后: A用自己的私钥对消息加签,形成签名,并将加签的消息和消息本身一起传递给B。
最后: B收到消息后,在获取A的公钥进行验签,如果验签出来的内容与消息本身一致,证明消息是A回复的。
在这个过程中,只有2次传递过程,第一次是A传递加签的消息和消息本身给B,第二次是B获取A的公钥,即使都被敌方截获,也没有危险性,因为只有A的私钥才能对消息进行签名,即使知道了消息内容,也无法伪造带签名的回复给B,防止了消息内容的篡改。
综上所述,来源于书本及网络,让我们了解的有直观的认识。
8. 区块链以什么方式保证网络中数据的安全性
区块链保证网络中数据的安全性的方式:
在区块链技术中,数字加密技术是其关键之处,一般运用的是非对称加正晌密算法,即加密时的密码与解锁时的密码是不一样的。简单来说,就是我们有专属的私钥,只要把自己的私钥保护好,把公钥给对方,对方用公钥加密文件生成密文,再将密文传给你,我们再用私钥解密得到明文,就能够保障哗清盯传输内容不被别人看到,这样子,加密数据就传输完毕啦!
同时,还有数字签名为我们加多一重保障,用来证明文件发给对方过程中没有被篡改。由此可见区块链的加密技术能够有效解决数据流通共享过程中的安全问题,可谓是大有施展之处。乱和