區塊鏈比特幣演算法
區塊鏈發展到今天已經有一段時間了，在這段時間里，人們對區塊鏈的認知經歷了快速的更換。
區塊鏈的本質是技術
既然說到本質，什麼是本質？本質應該是不停向前追溯，一直追溯到不能進一步追溯為止，那時得到的東西才能稱之為本質。區塊鏈的本質，是一種技術。回到區塊鏈最初的那個原點，回到比特幣剛剛誕生的時候，它要解決的問題是拜占庭將軍問題，從專業角度來講，也就是要解決如何在分布式環境下達成一致性的問題。區塊鏈這種技術，是多項技術的組合，它天然適合多方合作，可以為多方合作提供可信環境。
區塊鏈不可篡改特性的應用
比特幣的技術原理P2P網路
比特幣是一個P2P的計算機網路，每一個網路節點存儲著這個網路上所有的交易記錄。 一般來說任何信息記錄在一個節點加若干備份就可以了。在每一個節點上存儲一遍這個網路的所有交易記錄，這導致交易記錄被每個節點可以看見、每個節點不能獨立任意修改交易記錄，所以形成了一套公開透明的交易記錄。
B. 區塊鏈技術通俗講解
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈是比特幣的一個重要概念，本質上是一個去中心化的資料庫。同時，作為比特幣的底層技術，它是由密碼技術生成的一系列數據塊。每個數據塊包含一批比特幣網路交易信息，用於驗證其信息的有效性(防偽)並生成下一個數據塊。首先，它是一個特殊的分布式資料庫，本質上是可以讀寫的。然後輸入資料庫的單位是「區塊」，它是去中心化的。
這樣解釋起來，似乎不那麼好理解，所以讓我們舉一個簡單的例子。
當我們在淘寶上購物時，因為買家和賣家都不知道對方的信用，我們需要引入第三方平台——支付寶。支付寶作為一個可信的平台，買家先給支付寶錢，賣家發貨後買家收到錢，通知支付寶，支付寶再借錢給賣家，這樣交易就不用擔心信用問題。
C. 區塊鏈和比特幣之間是什麼關系
區塊鏈技術是比特幣的底層技術，也是比特幣的核心與基礎架構。比特幣一直在沒有任何中心化機構運營和管理的情況下運行，後來比特幣技術被抽象提取出來，稱之為區塊鏈技術，或者分布式賬本技術。
(3)區塊鏈比特幣演算法擴展閱讀：
區塊鏈技術應用於數字貨幣的弊端：
一是「去中心化」沒有流通管理機構。區塊鏈技術本質上是個分布式資料庫系統，邏輯結構為單向鏈表，設計模式基於P2P網 絡，這就決定了基於區塊鏈技術的虛擬貨幣沒有統一的中心管控系統。
二是數量供給難以有效調控。基於區塊鏈技術的虛擬貨幣發行量是固定的，而根據費雪方程，全社會一定時期一定價格水平下的總交易量與所需要的名義貨幣量具有一定比例關系，而恆定的貨幣量顯然不能滿足不斷增長的社會商品價格總額要求。
三是「挖礦機制」難以創造公認價值。比特幣本身沒有價值，也沒有國家信用支撐。有觀點認為，「通過不斷消耗算力與能源為虛擬貨幣注入價值」，但為尋找一個符合要求的hash值而消耗百萬億次計算，這顯然不是最有效率的選擇。
四是生產者和先期持有者易獲高額「鑄幣稅」。任何一種基於區塊鏈技術的虛擬貨幣，在其發展的初始階段都為少數人持有。以比特幣為例，最初比特幣只是少數人游戲的產物，2010年5月發生的第一次比特幣購物是1萬BTC購買了25美元的比薩餅，同年7月完成的第一筆比特幣交易是0.04美元/BTC。
D. 區塊鏈密碼演算法是怎樣的
區塊鏈作為新興技術受到越來越廣泛的關注，是一種傳統技術在互聯網時代下的新的應用，這其中包括分布式數據存儲技術、共識機制和密碼學等。隨著各種區塊鏈研究聯盟的創建，相關研究得到了越來越多的資金和人員支持。區塊鏈使用的Hash演算法、零知識證明、環簽名等密碼演算法:
Hash演算法
哈希演算法作為區塊鏈基礎技術，Hash函數的本質是將任意長度（有限）的一組數據映射到一組已定義長度的數據流中。若此函數同時滿足：
（1）對任意輸入的一組數據Hash值的計算都特別簡單；
（2）想要找到2個不同的擁有相同Hash值的數據是計算困難的。
滿足上述兩條性質的Hash函數也被稱為加密Hash函數，不引起矛盾的情況下，Hash函數通常指的是加密Hash函數。對於Hash函數，找到使得被稱為一次碰撞。當前流行的Hash函數有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。
比特幣使用的是SHA256，大多區塊鏈系統使用的都是SHA256演算法。所以這里先介紹一下SHA256。
1、 SHA256演算法步驟
STEP1：附加填充比特。對報文進行填充使報文長度與448模512同餘（長度=448mod512），填充的比特數范圍是1到512，填充比特串的最高位為1，其餘位為0。
STEP2：附加長度值。將用64-bit表示的初始報文（填充前）的位長度附加在步驟1的結果後（低位位元組優先）。
STEP3：初始化緩存。使用一個256-bit的緩存來存放該散列函數的中間及最終結果。
STEP4：處理512-bit（16個字）報文分組序列。該演算法使用了六種基本邏輯函數，由64 步迭代運算組成。每步都以256-bit緩存值為輸入，然後更新緩存內容。每步使用一個32-bit 常數值Kt和一個32-bit Wt。其中Wt是分組之後的報文，t=1,2,...,16 。
STEP5：所有的512-bit分組處理完畢後，對於SHA256演算法最後一個分組產生的輸出便是256-bit的報文。
2、環簽名
2001年，Rivest, shamir和Tauman三位密碼學家首次提出了環簽名。是一種簡化的群簽名，只有環成員沒有管理者，不需要環成員間的合作。環簽名方案中簽名者首先選定一個臨時的簽名者集合,集合中包括簽名者。然後簽名者利用自己的私鑰和簽名集合中其他人的公鑰就可以獨立的產生簽名,而無需他人的幫助。簽名者集合中的成員可能並不知道自己被包含在其中。
環簽名方案由以下幾部分構成：
（1）密鑰生成。為環中每個成員產生一個密鑰對(公鑰PKi,私鑰SKi)。
（2）簽名。簽名者用自己的私鑰和任意n個環成員(包括自己)的公鑰為消息m生成簽名a。
（3）簽名驗證。驗證者根據環簽名和消息m,驗證簽名是否為環中成員所簽,如果有效就接收,否則丟棄。
環簽名滿足的性質：
（1）無條件匿名性:攻擊者無法確定簽名是由環中哪個成員生成,即使在獲得環成員私鑰的情況下,概率也不超過1/n。
（2）正確性:簽名必需能被所有其他人驗證。
（3）不可偽造性:環中其他成員不能偽造真實簽名者簽名,外部攻擊者即使在獲得某個有效環簽名的基礎上,也不能為消息m偽造一個簽名。
3、環簽名和群簽名的比較
（1）匿名性。都是一種個體代表群體簽名的體制，驗證者能驗證簽名為群體中某個成員所簽，但並不能知道為哪個成員，以達到簽名者匿名的作用。
（2）可追蹤性。群簽名中，群管理員的存在保證了簽名的可追蹤性。群管理員可以撤銷簽名，揭露真正的簽名者。環簽名本身無法揭示簽名者,除非簽名者本身想暴露或者在簽名中添加額外的信息。提出了一個可驗證的環簽名方案,方案中真實簽名者希望驗證者知道自己的身份,此時真實簽名者可以通過透露自己掌握的秘密信息來證實自己的身份。
（3）管理系統。群簽名由群管理員管理，環簽名不需要管理，簽名者只有選擇一個可能的簽名者集合，獲得其公鑰，然後公布這個集合即可，所有成員平等。
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E. 區塊鏈技術的六大核心演算法
區塊鏈技術的六大核心演算法
區塊鏈核心演算法一：拜占庭協定
拜占庭的故事大概是這么說的：拜占庭帝國擁有巨大的財富，周圍10個鄰邦垂誕已久，但拜占庭高牆聳立，固若金湯，沒有一個單獨的鄰邦能夠成功入侵。任何單個鄰邦入侵的都會失敗，同時也有可能自身被其他9個鄰邦入侵。拜占庭帝國防禦能力如此之強，至少要有十個鄰邦中的一半以上同時進攻，才有可能攻破。然而，如果其中的一個或者幾個鄰邦本身答應好一起進攻，但實際過程出現背叛，那麼入侵者可能都會被殲滅。於是每一方都小心行事，不敢輕易相信鄰國。這就是拜占庭將軍問題。
在這個分布式網路里：每個將軍都有一份實時與其他將軍同步的消息賬本。賬本里有每個將軍的簽名都是可以驗證身份的。如果有哪些消息不一致，可以知道消息不一致的是哪些將軍。盡管有消息不一致的，只要超過半數同意進攻，少數服從多數，共識達成。
由此，在一個分布式的系統中，盡管有壞人，壞人可以做任意事情(不受protocol限制)，比如不響應、發送錯誤信息、對不同節點發送不同決定、不同錯誤節點聯合起來干壞事等等。但是，只要大多數人是好人，就完全有可能去中心化地實現共識
區塊鏈核心演算法二：非對稱加密技術
在上述拜占庭協定中，如果10個將軍中的幾個同時發起消息，勢必會造成系統的混亂，造成各說各的攻擊時間方案，行動難以一致。誰都可以發起進攻的信息，但由誰來發出呢?其實這只要加入一個成本就可以了，即：一段時間內只有一個節點可以傳播信息。當某個節點發出統一進攻的消息後，各個節點收到發起者的消息必須簽名蓋章，確認各自的身份。
在如今看來，非對稱加密技術完全可以解決這個簽名問題。非對稱加密演算法的加密和解密使用不同的兩個密鑰.這兩個密鑰就是我們經常聽到的」公鑰」和」私鑰」。公鑰和私鑰一般成對出現, 如果消息使用公鑰加密,那麼需要該公鑰對應的私鑰才能解密; 同樣，如果消息使用私鑰加密,那麼需要該私鑰對應的公鑰才能解密。
區塊鏈核心演算法三：容錯問題
我們假設在此網路中，消息可能會丟失、損壞、延遲、重復發送，並且接受的順序與發送的順序不一致。此外，節點的行為可以是任意的：可以隨時加入、退出網路，可以丟棄消息、偽造消息、停止工作等，還可能發生各種人為或非人為的故障。我們的演算法對由共識節點組成的共識系統，提供的容錯能力，這種容錯能力同時包含安全性和可用性，並適用於任何網路環境。
區塊鏈核心演算法四：Paxos 演算法(一致性演算法)
Paxos演算法解決的問題是一個分布式系統如何就某個值(決議)達成一致。一個典型的場景是，在一個分布式資料庫系統中，如果各節點的初始狀態一致，每個節點都執行相同的操作序列，那麼他們最後能得到一個一致的狀態。為保證每個節點執行相同的命令序列，需要在每一條指令上執行一個「一致性演算法」以保證每個節點看到的指令一致。一個通用的一致性演算法可以應用在許多場景中，是分布式計算中的重要問題。節點通信存在兩種模型：共享內存和消息傳遞。Paxos演算法就是一種基於消息傳遞模型的一致性演算法。
區塊鏈核心演算法五：共識機制
區塊鏈共識演算法主要是工作量證明和權益證明。拿比特幣來說，其實從技術角度來看可以把PoW看做重復使用的Hashcash，生成工作量證明在概率上來說是一個隨機的過程。開采新的機密貨幣，生成區塊時，必須得到所有參與者的同意，那礦工必須得到區塊中所有數據的PoW工作證明。與此同時礦工還要時時觀察調整這項工作的難度，因為對網路要求是平均每10分鍾生成一個區塊。
區塊鏈核心演算法六：分布式存儲
分布式存儲是一種數據存儲技術，通過網路使用每台機器上的磁碟空間，並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備，數據分散的存儲在網路中的各個角落。所以，分布式存儲技術並不是每台電腦都存放完整的數據，而是把數據切割後存放在不同的電腦里。就像存放100個雞蛋，不是放在同一個籃子里，而是分開放在不同的地方，加起來的總和是100個。
F. 比特幣和區塊鏈什麼原理礦機挖礦怎麼回事
比特幣是基於一種特定演算法所產生的數字貨幣
比特幣相當於數字黃金，黃金作為大家所公認的一般等價物，天然具有貨幣屬性，自古就被當做是一種流通貨幣。比特幣誕生於2009年，是一位名為中本聰的人所創造的，作為最早的數字貨幣在創造之初可以說是一文不值，而直到2017年比特幣的交易價格最高超過3萬人民幣，之所以比特幣變成了一種有價的數字貨幣有以下原因：
首先，它就像黃金一樣，作為一種天然礦物，總量是有限的，比特幣同樣根據自身演算法無法超發，也就不會出現因為貨幣濫發，導致貨幣急速貶值的情況，比特幣的數量由於演算法原因被控制在不超過2100萬個，無法大量發行，讓其價值得到了保證。
G. 比特幣出現下跌，你知道比特幣是怎麼生產的嗎
據了解比特幣是由日本人中本聰在2009年發明的，比特幣是由區塊鏈的一種演算法生產的，就是我們平時聽到的比特幣挖礦。挖礦的構築了一個全新貿易結算網路，這個開放網路的股權就是比特幣。
可愛的“反賊”
比特幣邏輯，我國製造以產能為抵押，發行貨幣，落地生存款。存款投資生新固定資產和智能機器。進而抵押發行更多儲值——存款=巨大機遇。
傳統金融邏輯，我國製造以產能為抵押，申請貸款，貸款落地要支付利息，生風險。
因此，比特幣這個“反賊”很可愛。
拿出1%的錢來調戲法幣，開啟我國人的未來。
H. 比特幣是什麼
比特幣是一種虛擬的，沒有發行人的一種加密數字貨幣，比特幣是區塊鏈的其中一種應用，比特幣的交易會形成一個交易記錄鏈條，不同區塊之間的鏈接形成區塊鏈。比特幣本質上是一種加密的信息塊，由於沒有被普遍認可的發行官方，因此比特幣並是不某一個國家官方貨幣。
【拓展資料】
比特幣（Bitcoin）的概念最初由中本聰在2008年11月1日提出，並於2009年1月3日正式誕生。
根據中本聰的思路設計發布的開源軟體以及建構其上的P2P網路。比特幣是一種P2P形式的數字貨幣。比特幣的交易記錄公開透明。點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。
與大多數貨幣不同，比特幣不依靠特定貨幣機構發行，它依據特定演算法，通過大量的計算產生，比特幣經濟使用整個P2P網路中眾多節點構成的分布式資料庫來確認並記錄所有的交易行為，並使用密碼學的設計來確保貨幣流通各個環節安全性。
P2P的去中心化特性與演算法本身可以確保無法通過大量製造比特幣來人為操控幣值。基於密碼學的設計可以使比特幣只能被真實的擁有者轉移或支付。這同樣確保了貨幣所有權與流通交易的匿名性。比特幣其總數量有限，該貨幣系統曾在4年內只有不超過1050萬個，之後的總數量將被永久限制在2100萬個。
2021年6月，薩爾瓦多通過了比特幣在該國成為法定貨幣的《薩爾瓦多比特幣法》法案。9月7日，比特幣正式成為了薩爾瓦多的法定貨幣，成為世界上第一個賦予數字貨幣法定地位的國家。
2021年9月24日，中國人民銀行發布進一步防範和處置虛擬貨幣交易炒作風險的通知。通知指出，虛擬貨幣不具有與法定貨幣等同的法律地位。
2021年11月10日，比特幣價格再創歷史新高，首次逼近6.9萬美元/枚。
2022年1月，比特幣繼續下跌，跌破42000美元，觸及去年9月以來未見水平。
I. 區塊鏈技術和比特幣有什麼關系
區塊鏈技術是比特幣的底層技術，比特幣一直在沒有任何中心化機構運營和管理的情況下運行，後來比特幣技術被抽象提取出來，稱之為區塊鏈技術，或者分布式賬本技術。
比特幣是區塊鏈第一個應用，以後會擴展到越來越多的行業中。
區塊鏈技術被稱之為分布式賬本技術，是一種互聯網資料庫技術，其特點是去中心化、公開透明，讓每個人均可參與資料庫記錄。
而比特幣是不依靠特定貨幣機構發行，比特幣經濟使用整個P2P網路中眾多節點構成的分布式資料庫來確認並記錄所有的交易行為，並使用密碼學的設計來確保貨幣流通各個環節安全性的一種貨幣。
(9)區塊鏈比特幣演算法擴展閱讀：
比特幣貨幣特徵：
去中心化：比特幣是第一種分布式的虛擬貨幣，整個網路由用戶構成，沒有中央銀行。去中心化是比特幣安全與自由的保證 。
全世界流通：比特幣可以在任意一台接入互聯網的電腦上管理。不管身處何方，任何人都可以挖掘、購買、出售或收取比特幣。
專屬所有權：操控比特幣需要私鑰，它可以被隔離保存在任何存儲介質。除了用戶自己之外無人可以獲取。
低交易費用：可以免費匯出比特幣，但最終對每筆交易將收取約1比特分的交易費以確保交易更快執行。
無隱藏成本：作為由A到B的支付手段，比特幣沒有繁瑣的額度與手續限制。知道對方比特幣地址就可以進行支付。
跨平台挖掘：用戶可以在眾多平台上發掘不同硬體的計算能力。
參考資料：網路-區塊鏈網路-比特幣
J. 區塊鏈本質是什麼比特幣原理又是什麼二者究竟有何區別
一枚比特幣價格從2萬多美元狂漲到4萬美元。這不由得引起了我的研究興趣，或者說簡單了解了一下比特幣到底是什麼，它的機理具體是什麼樣子的，揭開它的神秘面紗。因此，簡單搜索了一些資料，也對比特幣有些了解，便把手頭上的資料整理了一下。
（3）目的：去中心化，減少風險
中心式網路只有中央伺服器能夠存儲和處理數據，其缺點是工作量大，一旦癱瘓則整個系統癱瘓；數據存儲量大；中央管理者許可權大。
分布式網路中的所有伺服器均能夠存儲和處理數據，各伺服器之間地位平等，可以存儲更多的數據和具有更高的安全性。
大致的科普內容就是這樣，如果還想多了解一些，可以看看中本聰的論文和下面的官方科普視頻。