摘要:区块链解密算法数字签名:区块链解密算法的核心技术之一是数字签名,它可以确保发送者和接收者之间的通信内容的安全性和完整性。数字签名是一种加密技术,它使用密钥来确保...
区块链解密算法
数字签名:区块链解密算法的核心技术之一是数字签名,它可以确保发送者和接收者之间的通信内容的安全性和完整性。数字签名是一种加密技术,它使用密钥来确保发送者和接收者之间的通信内容不被篡改。
共识机制:区块链解密算法的另一个重要技术是共识机制,它是一种安全的分布式计算机系统,可以确保网络中的所有参与者都能达成一致的结果。共识机制通过确保所有参与者都能够访问共享的数据,从而实现安全的数据交换。
分布式账本:区块链解密算法的最终目标是建立一个分布式账本,它可以记录所有参与者之间的交易信息,并确保数据的安全性和完整性。分布式账本可以帮助网络中的参与者跟踪交易,从而实现安全的数据交换。
① 区块链技术的六大核心算法
区块链技术的六大核心算法
区块链核心算法一:拜占庭协定
拜占庭的故事大概是这么说的:拜占庭帝国拥有巨大的财富,周围10个邻邦垂诞已久,但拜占庭高墙耸立,固若金汤,没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个邻邦入侵的都会失败,同时也有可能自身被其他9个邻邦入侵。拜占庭帝国防御能力如此之强,至少要有十个邻邦中的一半以上同时进攻,才有可能攻破。然而,如果其中的一个或者几个邻邦本身答应好一起进攻,但实际过程出现背叛,那么入侵者可能都会被歼灭。于是每一方都小心行事,不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军问题。
在这个分布式网络里:每个将军都有一份实时与其他将军同步的消息账本。账本里有每个将军的签名都是可以验证身份的。如果有哪些消息不一致,可以知道消息不一致的是哪些将军。尽管有消息不一致的,只要超过半数同意进攻,少数服从多数,共识达成。
由此,在一个分布式的系统中,尽管有坏人,坏人可以做任意事情(不受protocol限制),比如不响应、发送错误信息、对不同节点发送不同决定、不同错误节点联合起来干坏事等等。但是,只要大多数人是好人,就完全有可能去中心化地实现共识
区块链核心算法二:非对称加密技术
在上述拜占庭协定中,如果10个将军中的几个同时发起消息,势必会造成系统的混乱,造成各说各的攻击时间方案,行动难以一致。谁都可以发起进攻的信息,但由谁来发出呢?其实这只要加入一个成本就可以了,即:一段时间内只有一个节点可以传播信息。当某个节点发出统一进攻的消息后,各个节点收到发起者的消息必须签名盖章,确认各自的身份。
在如今看来,非对称加密技术完全可以解决这个签名问题。非对称加密算法的加密和解密使用不同的两个密钥.这两个密钥就是我们经常听到的”公钥”和”私钥”。公钥和私钥一般成对出现, 如果消息使用公钥加密,那么需要该公钥对应的私钥才能解密; 同样,如果消息使用私钥加密,那么需要该私钥对应的公钥才能解密。
区块链核心算法三:容错问题
我们假设在此网络中,消息可能会丢失、损坏、延迟、重复发送,并且接受的顺序与发送的顺序不一致。此外,节点的行为可以是任意的:可以随时加入、退出网络,可以丢弃消息、伪造消息、停止工作等,还可能发生各种人为或非人为的故障。我们的算法对由共识节点组成的共识系统,提供的容错能力,这种容错能力同时包含安全性和可用性,并适用于任何网络环境。
区块链核心算法四:Paxos 算法(一致性算法)
Paxos算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是,在一个分布式数据库系统中,如果各节点的初始状态一致,每个节点都执行相同的操作序列,那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列,需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。一个通用的一致性算法可以应用在许多场景中,是分布式计算中的重要问题。节点通信存在两种模型:共享内存和消息传递。Paxos算法就是一种基于消息传递模型的一致性算法。
区块链核心算法五:共识机制
区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。拿比特币来说,其实从技术角度来看可以把PoW看做重复使用的Hashcash,生成工作量证明在概率上来说是一个随机的过程。开采新的机密货币,生成区块时,必须得到所有参与者的同意,那矿工必须得到区块中所有数据的PoW工作证明。与此同时矿工还要时时观察调整这项工作的难度,因为对网络要求是平均每10分钟生成一个区块。
区块链核心算法六:分布式存储
分布式存储是一种数据存储技术,通过网络使用每台机器上的磁盘空间,并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备,数据分散的存储在网络中的各个角落。所以,分布式存储技术并不是每台电脑都存放完整的数据,而是把数据切割后存放在不同的电脑里。就像存放100个鸡蛋,不是放在同一个篮子里,而是分开放在不同的地方,加起来的总和是100个。
② 什么是区块链加密算法
这个是比特币的一个重要概念,比特币的底层技术区块链运用了很多优秀的加密算法来保证系统可靠性。具体的理解和操作可以去下载链派社区app,听一下里面讲师的课程,你就清楚了。
③ 区块链的故事 - 9 - RSA 算法
RSA
迪菲与赫尔曼完美地解决了密钥分发的难题,从此,交换密钥就很简单了,爱丽丝与鲍勃完全可以可以在村头大喇叭里喊话,就能够交换出一个密钥。但加密的方式,依然是对称加密的。
DH 协议交换密钥虽然方便,但依然有一些不尽人意的麻烦处,爱丽丝还是要与鲍勃对着嚷嚷半天,二人才能生成密钥。当爱丽丝想要交换密钥的时候,若是鲍勃正在睡觉,那爱丽丝的情书,还是送不出去。
迪菲与赫尔曼在他们的论文中,为未来的加密方法指出了方向。 通过单向函数,设计出非对称加密,才是终极解决方案。 所谓非对称加密,就是一把钥匙用来合上锁,另一把钥匙用来开锁,两把钥匙不同。锁死的钥匙,不能开锁。开锁的钥匙,不能合锁。
麻省理工的三位科学家,他们是罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman),他们读了迪菲与赫尔曼的论文,深感兴趣,便开始研究。迪菲与赫尔曼未能搞定的算法,自他们三人之手,诞生了。
2002 年,这三位大师因为 RSA 的发明,获得了图灵奖。 但不要以为 RSA 就是他们的全部,这三位是真正的大师,每一位的学术生涯都是硕果累累。让我们用仰视的目光探索大师们的高度。
李维斯特还发明了 RC2, RC4, RC 5, RC 6 算法,以及著名的 MD2, MD3, MD4, MD5 算法。他还写了一本书,叫 《算法导论》,程序员们都曾经在这本书上磨损了无数的脑细胞。
萨莫尔发明了 Feige-Fiat-Shamir 认证协议,还发现了微分密码分析法。
阿德曼则更加传奇,他开创了 DNA 计算学说,用 DNA 计算机解决了 “旅行推销员” 问题。 他的学生 Cohen 发明了计算机病毒,所以他算是计算机病毒的爷爷了。他还是爱滋病免疫学大师级专家,在数学、计算机科学、分子生物学、爱滋病研究等每一个方面都作出的卓越贡献。
1976 年,这三位都在麻省理工的计算机科学实验室工作,他们构成的小组堪称完美。李维斯特和萨莫尔两位是计算机学家,他们俩不断提出新的思路来,而阿德曼是极其高明的数学家,总能给李维斯特和萨莫尔挑出毛病来。
一年过后,1977 年,李维斯特在一次聚会后,躺在沙发上醒酒,他辗转反侧,无法入睡。在半睡半醒、将吐未吐之间,突然一道闪电在脑中劈下,他找到了方法。一整夜时间,他就写出了论文来。次晨,他把论文交给阿德曼,阿德曼这次再也找不到错误来了。
在论文的名字上,这三位还着实君子谦让了一番。 李维斯特将其命名为 Adleman-Rivest-Shamir,而伟大的阿德曼则要求将自己的名字去掉,因为这是李维斯特的发明。 最终争议的结果是,阿德曼名字列在第三,于是这个算法成了 RSA。
RSA 算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开,用作加密密钥。
例如,选择两个质数,一个是 17159,另一个是 10247,则两数乘积为 175828273。 乘积 175828273 就是加密公钥,而 (17159,10247)则是解密的私钥。
公钥 175828273 人人都可获取,但若要破解密文,则需要将 175828273 分解出 17159 和 10247,这是非常困难的。
1977 年 RSA 公布的时候,数学家、科普作家马丁加德纳在 《科学美国人》 杂志上公布了一个公钥:
114 381 625 757 888 867 669 235 779 976 146 612 010 218 296 721 242 362 562 842 935 706 935 245 733 897 830 597 123 563 958 705 058 989 075 147 599 290 026 879 543 541
马丁悬赏读者对这个公钥进行破解。漫长的 17 年后,1994 年 4 月 26 日,一个 600 人组成的爱好者小组才宣称找到了私钥。私钥是:
p:3 490 529 510 847 650 949 147 849 619 903 898 133 417 764 638 493 387 843 990 820 577
q:32 769 132 993 266 709 549 961 988 190 834 461 413 177 642 967 992 942 539 798 288 533
这个耗时 17 年的破解,针对的只是 129 位的公钥,今天 RSA 已经使用 2048 位的公钥,这几乎要用上全世界计算机的算力,并耗费上几十亿年才能破解。
RSA 的安全性依赖于大数分解,但其破解难度是否等同于大数分解,则一直未能得到理论上的证明,因为未曾证明过破解 RSA 就一定需要作大数分解。
RSA 依然存在弱点,由于进行的都是大数计算,使得 RSA 最快的情况也比普通的对称加密慢上多倍,无论是软件还是硬件实现。速度一直是 RSA 的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。
RSA 还有一个弱点,这个在下文中还会提及。
在密码学上,美国的学者们忙的不亦乐乎,成果一个接一个。但老牌帝国英国在密码学上,也并不是全无建树,毕竟那是图灵的故乡,是图灵带领密码学者们在布莱切里公园战胜德国英格玛加密机的国度。
英国人也发明了 RSA,只是被埋没了。
60 年代,英国军方也在为密码分发问题感到苦恼。1969 年,密码学家詹姆斯埃利斯正在为军方工作,他接到了这个密钥分发的课题。他想到了一个主意,用单向函数实现非对称加密,但是他找不到这个函数。政府通讯总部的很多天才们,加入进来,一起寻找单向函数。但三年过去了,这些聪明的脑袋,并没有什么收获,大家都有些沮丧,这样一个单项函数,是否存在?
往往这个时候,就需要初生牛犊来救场了。科克斯就是一头勇猛的牛犊,他是位年轻的数学家,非常纯粹,立志献身缪斯女神的那种。 虽然年轻,但他有一个巨大优势,当时他对此单向函数难题一无所知,压根儿不知道老师们三年来一无所获。于是懵懵懂懂的闯进了地雷阵。
面对如此凶险的地雷阵,科克斯近乎一跃而过。只用了半个小时,就解决了这个问题,然后他下班回家了,并没有把这个太当回事,领导交代的一个工作而已,无非端茶倒水扫地解数学题,早点干完,回家路上还能买到新出炉的面包。他完全不知道自己创造了历史。科克斯是如此纯粹的数学家,后来他听闻同事们送上的赞誉,还对此感到有些不好意思。在他眼里,数学应该如哈代所说,是无用的学问,而他用数学解决了具体的问题,这是令人羞愧的。
可惜的是,科克斯的发明太早了,当时的计算机算力太弱,并不能实现非对称的加解密。所以,军方没有应用非对称加密算法。詹姆斯与科克斯把非对称加密的理论发展到完善,但是他们不能说出去,军方要求所有的工作内容都必须保密,他们甚至不能申请专利。
军方虽然对工作成果的保密要求非常严格,但对工作成果本身却不很在意。后来,英国通讯总部发现了美国人的 RSA 算法,觉得好棒棒哦。他们压根就忘记了詹姆斯与科克斯的 RSA。通讯总部赞叹之余,扒拉了一下自己的知识库,才发现自己的员工科克斯早已发明了 RSA 类似的算法。 官僚机构真是人类的好朋友,总能给人们制造各种笑料,虽然其本意是要制造威权的。
科克斯对此并不介怀,他甚至是这样说的:“埋没就埋没吧,我又不想当网红,要粉丝干嘛?那些粉丝能吃?” 原话不是这样的,但表达的意思基本如此。
迪菲在 1982 年专程去英国见詹姆斯,两人惺惺相惜,真是英雄相见恨晚。可惜詹姆斯依然不能透漏他们对 RSA 的研究,他只告诉了迪菲:“你们做的比我们要好。” 全球各国的科学家们,可以比出谁更好,但全球各国的官僚们,却很难比出谁更颟顸,他们不分高下。
区块链的故事 - 1
区块链的故事 - 2
区块链的故事 - 3
区块链的故事- 4
区块链的故事 - 5
区块链的故事 - 6
区块链的故事 - 7
区块链的故事 - 8
④ 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。
⑤ 区块链中的哈希算法是什么
哈希算法是什么?如何保证挖矿的公平性?哈希算法是一种只能加密,不能解密的密码学算法,可以将任意长度的信息转换成一段固定长度的字符串。这段字符串有两个特点:1、 就算输入值只改变一点,输出的哈希值也会天差地别。2、只有完全一样的输入值才能得到完全一样的输出值。3、输入值与输出值之间没有规律,所以不能通过输出值算出输入值。要想找到指定的输出值,只能采用枚举法:不断更换输入值,寻找满足条件的输出值。哈希算法保证了比特币挖矿不能逆向推导出结果。所以,矿工持续不断地进行运算,本质上是在暴力破解正确的输入值,谁最先找到谁就能获得比特币奖励。
⑥ 区块链的加密技术
数字加密技能是区块链技能使用和开展的关键。一旦加密办法被破解,区块链的数据安全性将受到挑战,区块链的可篡改性将不复存在。加密算法分为对称加密算法和非对称加密算法。区块链首要使用非对称加密算法。非对称加密算法中的公钥暗码体制依据其所依据的问题一般分为三类:大整数分化问题、离散对数问题和椭圆曲线问题。第一,引进区块链加密技能加密算法一般分为对称加密和非对称加密。非对称加密是指集成到区块链中以满意安全要求和所有权验证要求的加密技能。非对称加密通常在加密和解密进程中使用两个非对称暗码,称为公钥和私钥。非对称密钥对有两个特点:一是其间一个密钥(公钥或私钥)加密信息后,只能解密另一个对应的密钥。第二,公钥可以向别人揭露,而私钥是保密的,别人无法通过公钥计算出相应的私钥。非对称加密一般分为三种首要类型:大整数分化问题、离散对数问题和椭圆曲线问题。大整数分化的问题类是指用两个大素数的乘积作为加密数。由于素数的出现是没有规律的,所以只能通过不断的试算来寻找解决办法。离散对数问题类是指基于离散对数的困难性和强单向哈希函数的一种非对称分布式加密算法。椭圆曲线是指使用平面椭圆曲线来计算一组非对称的特殊值,比特币就采用了这种加密算法。非对称加密技能在区块链的使用场景首要包含信息加密、数字签名和登录认证。(1)在信息加密场景中,发送方(记为A)用接收方(记为B)的公钥对信息进行加密后发送给
B,B用自己的私钥对信息进行解密。比特币交易的加密就属于这种场景。(2)在数字签名场景中,发送方A用自己的私钥对信息进行加密并发送给B,B用A的公钥对信息进行解密,然后确保信息是由A发送的。(3)登录认证场景下,客户端用私钥加密登录信息并发送给服务器,服务器再用客户端的公钥解密认证登录信息。请注意上述三种加密计划之间的差异:信息加密是公钥加密和私钥解密,确保信息的安全性;数字签名是私钥加密,公钥解密,确保了数字签名的归属。认证私钥加密,公钥解密。以比特币体系为例,其非对称加密机制如图1所示:比特币体系一般通过调用操作体系底层的随机数生成器生成一个256位的随机数作为私钥。比特币的私钥总量大,遍历所有私钥空间获取比特币的私钥极其困难,所以暗码学是安全的。为便于辨认,256位二进制比特币私钥将通过SHA256哈希算法和Base58进行转化,构成50个字符长的私钥,便于用户辨认和书写。比特币的公钥是私钥通过Secp256k1椭圆曲线算法生成的65字节随机数。公钥可用于生成比特币交易中使用的地址。生成进程是公钥先通过SHA256和RIPEMD160哈希处理,生成20字节的摘要成果(即Hash160的成果),再通过SHA256哈希算法和Base58转化,构成33个字符的比特币地址。公钥生成进程是不可逆的,即私钥不能从公钥推导出来。比特币的公钥和私钥通常存储在比特币钱包文件中,其间私钥最为重要。丢掉私钥意味着丢掉相应地址的所有比特币财物。在现有的比特币和区块链体系中,现已依据实践使用需求衍生出多私钥加密技能,以满意多重签名等愈加灵敏杂乱的场景。
⑦ 区块链的密码技术有
密码学技术是区块链技术的核心。区块链的密码技术有数字签名算法和哈希算法。
数字签名算法
数字签名算法是数字签名标准的一个子集,表示了只用作数字签名的一个特定的公钥算法。密钥运行在由SHA-1产生的消息哈希:为了验证一个签名,要重新计算消息的哈希,使用公钥解密签名然后比较结果。缩写为DSA。
数字签名是电子签名的特殊形式。到目前为止,至少已经有 20 多个国家通过法律 认可电子签名,其中包括欧盟和美国,我国的电子签名法于 2004 年 8 月 28 日第十届全 国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过。数字签名在 ISO 7498-2 标准中定义为: “附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换,这种数据和变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性,并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造”。数字签名机制提供了一种鉴别方法,以解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题,利用数据加密技术、数据变换技术,使收发数据双方能够满足两个条件:接收方能够鉴别发送方所宣称的身份;发送方以后不能否认其发送过该数据这一 事实。
数字签名是密码学理论中的一个重要分支。它的提出是为了对电子文档进行签名,以 替代传统纸质文档上的手写签名,因此它必须具备 5 个特性。
(1)签名是可信的。
(2)签名是不可伪造的。
(3)签名是不可重用的。
(4)签名的文件是不可改变的。
(5)签名是不可抵赖的。
哈希(hash)算法
Hash,就是把任意长度的输入(又叫做预映射, pre-image),通过散列算法,变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射,其中散列值的空间通常远小于输入的空间,不同的输入可能会散列成相同的输出,但是不可逆向推导出输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。
哈希(Hash)算法,它是一种单向密码体制,即它是一个从明文到密文的不可逆的映射,只有加密过程,没有解密过程。同时,哈希函数可以将任意长度的输入经过变化以后得到固定长度的输出。哈希函数的这种单向特征和输出数据长度固定的特征使得它可以生成消息或者数据。
以比特币区块链为代表,其中工作量证明和密钥编码过程中多次使用了二次哈希,如SHA(SHA256(k))或者RIPEMD160(SHA256(K)),这种方式带来的好处是增加了工作量或者在不清楚协议的情况下增加破解难度。
以比特币区块链为代表,主要使用的两个哈希函数分别是:
1.SHA-256,主要用于完成PoW(工作量证明)计算;
2.RIPEMD160,主要用于生成比特币地址。如下图1所示,为比特币从公钥生成地址的流程。
⑧ 区块链系统开发-区块链交易系统开发-的核心技术有哪些
区块链技术是当今新兴的一项技术,但这么说也不太妥当,因为十年前比特币的出现这项技术也随之诞生,但说其是当下很火热的技术是没问题的。区块链技术经过10年来的不断更新,终于在近两年都有了相关的应用落地,且进入了区块链3.0时代,未来的3-5年,相信会有更多的领域需要区块链系统来支撑。下面区块链系统开发路普达(loopodo)小编就带大家来看一下,区块链系统开发的几大核心技术。
一、哈希算法
哈希算法是区块链系统开发中用的最多的一种算法,哈希函数(Hash Function),也称为散列函数或杂凑函数,哈希函数可将任意长度的资料经由Hash算法转换为一组固定长度的代码,原理是基于一种密码学上的单向哈希函数,这种函数很容易被验证,但是却很难破解。通常业界使用y =h (x)的方式进行表示,该哈希函数实现对x进行运算计算出一个哈希值y。
二、非对称加密算法
非对称加密算法是一种密钥的保密方法,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫作非对称加密算法
三、共识机制
所谓“共识机制”,是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;对一笔交易,如果利益不相干的若干个节点能够达成共识,我们就可以认为全网对此也能够达成共识。
现今区块链的共识机制可分为四大类:工作量证明机制(PoW)、权益证明机制(PoS)、股份授权证明机制(DPoS)和Pool验证池。
四、智能合约
智能合约就是传统合约的数字化网络化版本。它们是区块链上运行的计算机程序,可以满足在源代码中写入的条件时自行执行。智能合约一旦编写好就可以被用户信赖,合约条款就不会被改变,因此合约是不可更改的,并且任何人也不能修改。
开发发人员会为智能合约编写代码,这样就是用于交易和两方乃至多方之间的任何交换行为。代码里会包含一些触发合约自动执行的条件。一旦完成编写,智能合约就会自动被上传到网络上。数据上传到所有设备上以后,用户就可以与执行程序代码的结果达成协议。
五、分布式存储
分布式存储是通过网络使用企业中的每台机器上的磁盘空间,并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备,数据分散的存储在企业的各个角落。海量的数据按照结构化程度来分,可以大致分为结构化数据,非结构化数据,半结构化数据。
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