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區塊鏈信仰圖

發布時間: 2024-05-07 05:37:14

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B. 哈希圖會取代區塊鏈

2018年2月份哈希圖團隊就在Reddit上po出了一種新的實現共識演算法平台,旨在為世界提供一種更有效、快速的價值互聯網底層支撐。

比特幣出現到現在,區塊鏈這個名詞已經深入人心,似乎我們已經被深深植入一種想法,那就是 價值互聯網 必將通過區塊鏈來實現。而仔細一看,區塊鏈似乎就是一個簡單的鏈表,只不過是更宏觀一些的區塊相連。區塊之內打包的各種公開的交易事務。於是我們從中總結出了人人都能談的區塊鏈的特點:

而區塊鏈的用途承載了我們很多美好的想像,賦予更多節點以價值,包括內容,個人數據等形形色色的各類資產。

誠然,區塊鏈已經在部分領域實現了這個功能。但是,在具體使用過程中,我們漸漸遇到了很多性能問題,先是以太坊上養貓就堵塞了整個以太坊網路。而比特幣就更不用說了,即使全世界成千上萬個分布式節點,各大礦場投入了巨資構建的礦場來支撐這個網路,仍然受限於每10分鍾才出一個區塊的演算法限制。

因為性能瓶頸,其他演算法也迅速出現,企圖解決這個問題。比如通過PoS演算法,DPoS演算法,試圖繞過PoW這種簡單粗暴的解決方案,來提升網路每秒能夠處理的交易事務次數(TPS)。

而最近掀起的EOS節點競選,全世界范圍內各個財大氣粗的團隊,參與競選全球 21個超級節點 ,用於投票產生下一個區塊。本質上仍然屬於DPoS演算法的應用,只不過這個超級節點能夠獲得大量的EOS代幣|Token(主網上線後可稱之為Coin)獎勵,按照當前價格折算,就是上億的收入。資本逐利,無可厚非。但是仔細想一想,官方的說法,這是為了提升TPS而設計的一種折中的方法。意思就是,決定區塊產生的不再是公平的,而是一種代議制,在去中心化和中心化之間找到的一個微妙的平衡,當然這個系統內,除了超級節點,備胎節點也是必須的。本文不贅述EOS。

而這些,不禁讓人深深思索一個新的問題,當年中本聰的設想,一人一個CPU,一個投票權的願景似乎已經漸行漸遠了。

提到區塊鏈,我們常說共識演算法,其實全稱是一致性共識演算法。其中,拆出兩個關鍵詞來:

共識似乎離普通用戶很近,白話說即為,我們大多數人認同它的價值,它就有價值。而一致性卻離得很遠,下一個區塊怎麼產生,節點之間如何同步數據與我何干?

這里,我也只淺淺列出用在區塊鏈世界的幾種牛批的共識演算法,包含:

下面進入本文的主題。

無論是什麼共識演算法,核心目的相同,那就是:在無可信中心節點可以依仗時,社區用戶能夠關於事務的產生,區塊打包達成一致。

此處上一個對比圖,將會一目瞭然,然後我也會再文字贅述一遍,和大家分享我自己對此的一點點淺淺的思考,如有任何差錯,歡迎隨時指正。

可見,左邊是區塊鏈,右邊是哈希圖。

仔細看,區塊鏈實際上是一個公平但是殘酷的機制。每一個參與挖礦的節點,都是在玩一個概率游戲。比如老大哥比特幣,使用純正的PoW演算法,每個人通過密碼學問題,暴力求解那個答案,我們稱之為哈希碰撞。在10分鍾內,產生的交易事務其實不止那個最終被加入最長的鏈上的區塊的那些事務。而是同時有很多其他區塊。每一筆事務會通過廣播機制,向周圍的其他節點廣播以求得到足夠的確認,並最終加入區塊鏈。問題來了,節點保存著當前最新的備份,且只認最長的那個鏈,但是我們知道,廣播意味著一樣長的多個鏈會產生,於是節點就需要同時保存多個備用區塊,然後靜靜等待下一步傳來的區塊,再比較選誰鏈更長,就把誰真的加入大家都認同的那個鏈,而失敗的區塊,就黯然退場,加入下一輪的事務。

挖到那個沒加入到鏈上的節點,只能暗暗擦乾眼淚,繼續前行。

以太坊呢,就稍稍溫情一些,會有一點點獎勵給這類被稱之為叔塊的東西。

看到左邊的區塊鏈結構嗎?生長過程中,是個樹,長成了以後,就會被修剪的只剩下一個白白長長的樹干。這就是我們說的,只認最長的鏈的法則殘酷之處。

哈希圖

對比看右邊的哈希圖結構,是不是要復雜很多?簡單說,就是一個都不能少。

挖到的區塊全都加入到系統。每個分支都將被用到,最終縫合到整個系統。

稍稍想想,就能知道左邊的沒有右邊的事務處理速度快。因為左邊總是要自我閹割一部分打包在區塊內的事務。而右邊不用。

那麼,為什麼右邊可行?而區塊鏈卻選擇的是更慢的演算法呢?

答案很簡單,區塊鏈的廣播方法,在全網達成共識很慢。那麼哈希圖是怎麼做到的呢?

下面將談一談哈希圖的兩個核心機制中的其中一個,官方稱呼為Gossip about gossip協議。

粗淺翻譯為:關於八卦的八卦協議。

先來說一說Gossip協議(八卦協議)。

Gossip協議解決的問題就是在分布式環境下信息高效分發的問題。這個問題的解決決定著系統的一致性程度。

以辦公室八卦為例,八卦一般是從一次對話開始,只要一個人八卦一下,有限的時間內辦公室的人都會知道。與病毒傳播類似。因此Gossip別名就是「病毒感染演算法」,「謠言傳播演算法」。

Gossip的核心就是當前節點隨機選擇一些節點把那個告訴它們你知道的所有事情。好比說,你聽到了一個八卦消息,你會忍不住想和朋友分享,於是你從你認識的人中,隨機挑了一部分人,把這個消息告訴了他們。他們也一樣,每個人聽到這個消息,也會忍不住想和他們的朋友分享。像病毒傳播一樣,迅速傳遍了整個人際網路。

因此理解八卦協議,可以帶入一種日常生活我們總是會參與到的八卦場景。

而關於八卦的八卦協議,這里不再多說,只是可以對照一下,作為一個傳遞八卦消息的人,你再被其他人八卦,是不是有一種意想不到的被人驗證的感覺?後面會再寫文詳述。

總之,通過Gossip協議,哈希圖能夠做到在秒級別實現共識(牛批吧)。因此,就能夠採用這種絕不放棄任何區塊的圖狀方式,進而提升事務打包確認的速度。不是一般的快。

有人認為哈希圖要顛覆區塊鏈的,但是哈希圖的人認為,它們會共存。-- 且當八卦,不必在意

接著引出一個新的問題給大家,我們真的關心底層技術的實現方式嗎?

支付寶好用,微信好用,我們關心它們是怎麼實現的嗎?我想絕大部分朋友是不在意的。

那麼對應到區塊鏈或者哈希圖,我們其實並不會太在意到底哪個演算法更好,而是更關心,我這個轉賬多久能夠被確認,別人給我轉的錢多久能收到。

誠然,我們不必太在意底層,但是支撐起一個良好體驗的產品,必然是從底層汲取能量。

或許,哈希圖將帶來一種嶄新的體驗。

到現在,我相信一組新詞不斷出現在大家的信息捕捉器里:

我的粗淺理解是,不帶代幣的互聯網產品都是古典的,而帶有代幣的大多數號稱價值互聯網的產品也只是耍猴,博眼球,賣空氣,更不要提國外還時不時捧出的12歲CEO,發行以太坊代幣,我歸結為賣傻兒子系列。

不管是什麼互聯網,我們的核心訴求始終都是,要好用,簡單說就是快且安全高效。

而價值呢,更多的願景仍然是希望將個人產生的價值部分乃至全部還歸於個人。

但是,任重道遠。在古典互聯網安家的90後們尚且未能全部擁抱區塊鏈,更別說80後,70後等等大部隊了。

我們終將死去,價值互聯網會在新一代的原住民中生存。

而本篇,希望帶來了一點點價值,那就很好了。

2018.4.21 -- YQ

鄭重聲明

本文里還未提到哈希圖的缺點,導致給人一種推廣軟文的感覺。本文只是純粹科普一下不同的公開記賬本實現方式,並非誘導大家投資,我個人不參加一級市場的私募,風險承擔不起,也不鼓吹大家參與。個中風險,自己衡量,自己把握。

C. 《圖說區塊鏈神一樣的金融科技與未來社會》pdf下載在線閱讀,求百度網盤雲資源

《圖說區塊鏈》(徐明星 田穎 李霽月)電子書網盤下載免費在線閱讀

資源鏈接:

鏈接:https://pan..com/s/187I2UEHTf4r0fTzQJj5VVA 密碼:qmud

書名:圖說區塊鏈

作者:徐明星 田穎 李霽月

豆瓣評分:6.0

出版社:中信出版社

出版年份:2017-7

頁數:301

內容簡介:

區塊鏈,如瑞士儀表般精密,如互聯網般驚世駭俗,它在以神一般的節奏顛覆社會。

當新興技術來臨時,你可以選擇規避——如果明天也可以規避的話。區塊鏈也一樣。

作為一個現象級概念,金融科技創新在過去幾年迎來了奇點式發展。其中最引人注目的當屬區塊鏈技術。區塊鏈技術正在動搖全球金融基礎設施,它是全球頂級銀行和其他金融機構重點追逐的領域。毫無疑問,區塊鏈是未來5年最有前景的行業之一。

《圖說區塊鏈》用生動、形象的語言,以漫畫、故事的方式,全面揭示了區塊鏈的基本原理、應用及發展前景,告訴讀者區塊鏈是什麼,區塊鏈有哪些應用價值,讓讀者通過一本書讀懂區塊鏈。

作者簡介:

徐明星,OKCoin幣行&OKLink創始人兼CEO,全球區塊鏈商業理事會中國分中心副主席。曾擔任豆丁網CTO和雅虎開發工程師。

田穎,OKLink副總裁。資深互聯網從業者及創業者,曾服務於易車網、藝龍旅行網、上海證大等上市公司, 後作為聯合創始人參與科技金融企業創業。

李霽月,OKLink首席研究員,品牌經理。資深互聯網金融從業者,曾服務於融360、中國金融在線集團等企業,融360網站《圖話財經》、OKLink《圖解區塊鏈》等欄目專欄作者。

D. 百度金融在區塊鏈的布局和野心

但具備這些專業能力還不夠,肖偉覺得還需要另外「3個條件」。

「第一個,你的語言必須是C++或者GO;第二個,對於分布式計算、密碼學和P2P網路編程有所了解;第三個,我們希望你對經濟學原理有了解。」

為什麼還要有經濟學原理?

「因為比特幣除了技術以外,它裡面還有一個經濟學博弈論的問題。」肖偉稱,不斷提高作惡的成本,增加工作量的獎勵,從而通過經濟學束縛惡,激勵善。

這大概是博弈論中的經典案例了。

「所以,區塊鏈網路設計,除了技術,還有了解經濟學原理,我們稱之為生態搭建。」肖偉稱。

03區塊鏈信仰

2017年,肖偉正式接觸區塊鏈,就立刻變為信仰。

「就像你沒法問基督徒上帝存不存在一樣,很難回答為什麼會信仰區塊鏈。」肖偉稱,「我對信仰的理解,就是你遇到挫折、遇到任何挑戰的時候,堅信一定可以克服。」

尤其是在區塊鏈萌芽期,技術探索一定會遭遇重重挑戰,「資源上、落地上、技術上和監管上的困難,但只要堅信『這是好的』,你就可以堅持下去。」肖偉表示。

肖偉堅信,區塊鏈技術,是對未來社會有幫助的。

他有幾點判斷。

一是,區塊鏈技術不會馬上黃掉,它有「黃金十年、白銀十年」。

「2018~2028年是區塊鏈行業的好機會。」肖偉認為,可能會像2000年的互聯網和2008年的移動時代一樣,出現一個蓬勃發展的黃金期:人才水平提升、公司市值提升。

「所以我們的建議是,如果你錯過移動和AI,不要錯過區塊鏈。」肖偉會建議程序員去做區塊鏈,「我給現在團隊的定位是,三年後,最低也能達到年薪百萬。」

二是,目前區塊鏈領域,確實存在嚴重泡沫,就像當年的互聯網。

1999年有一個很奇怪現象,就是改域名,只要公司域名改成「.COM」、「**在線」,股票就蹭蹭上漲。

這種改名的浪潮,也完美復制到了區塊鏈領域,A股上市公司紛紛成立「區塊鏈實驗室」,股價應聲上漲;美國軟飲料公司「長島冰茶」宣布改名為「長區塊鏈」,股價暴漲500%。

因此,區塊鏈行業存在一定的泡沫,也可以理解。

三是,區塊鏈技術和互聯網技術是等價的。

區塊鏈和互聯網之間,會是怎樣的關系?

「互聯網是一個信息獲取的途徑,區塊鏈是一個價值信任的途徑。」肖偉認為,區塊鏈最大的變革,是效率的提升。

這個效率,不是技術性能,而是企業效率。

比如,以前點到點的消費,因為雙方無法互相信任,所以才出現這么多中間環節,目的就是「增信」。

如果點對點能直接信任,整個商業模式都將發生巨變。

「區塊鏈最大的變革,就是解決信任問題,讓你的信任變得特別簡單,整個中間環節在不停被壓縮。」肖偉認為。

而區塊鏈的顛覆之力,就誕生與此。

一方面,區塊鏈帶來效率的提升,推動了整個行業的變革。

對於整個企業而言,提速非常重要。之前規范一個業務線項目,可能需要十天時間,但加上區塊鏈後,信任溝通協作的時間大大降低。

肖偉舉了高鐵的例子:高鐵速度從80km/h提到300km/h,浙江省開始建立「一小時經濟圈」,「如果再快點,甚至能影響房價,這不是顛覆嗎」。

另一方面,在區塊鏈下的商業新生態中,品牌的沖擊會非常大。

「品牌很大程度上是對質量的背書,」肖偉認為,「區塊鏈的出現可以做到,把品牌摘掉,依舊能保證質量。」

這也是新零售、新製造最核心的競爭力。

比如我們買某個牌子的黃金首飾,我們看重的其實是品牌背後的工藝,如果能直接與背後的金店、工藝師建立「信任」,就不再需要這個牌子作為背書。

「整個信任改變後,就改變了整個生產關系。」肖偉認為。

「馬克思說生產力決定生產關系,但現在生產力已富裕了,我們更需要的不是生產力的提高,而是生產關系的重新分配。」肖偉認為,「只有生產關系的天花板『往上拱一拱』,生產力才會繼續往前沖。」

「而每一次生產關系改變帶來的資源重新分配,都是一個造富機會,一定會有人起來,有人倒下。」 肖偉稱,這也是幣圈如此瘋狂的根本原因。

但是,肖偉也不認為區塊鏈可以取代「古典互聯網」。

「古典的不一定就比現代的差,古典音樂、古典經濟學都是這樣。在很多技術領域,古典、現代和後現代是並列關系。」

「之所以出現『古典互聯網』這樣的詞,是因為很多區塊鏈圈的人並沒有明白區塊鏈是什麼,也不清楚區塊鏈究竟為什麼可以改變世界。」肖偉認為。

作為中心化的「巨頭」,網路會被區塊鏈顛覆嗎?

肖偉相信網路不會被顛覆。

「搜索和商業不一樣,和品牌也不一樣,搜索最重要的是好用,不需要品牌去做信用背書。」

「網路在BATJ中,是最不可能被區塊鏈顛覆的一個。」肖偉稱。

E. 【區塊鏈思維導圖】002:比特幣

在這里,傑Sir為你送出第002張區塊鏈思維導圖:002比特幣~

下面是比特幣的相關內容簡述:

比特幣(英語:Bitcoin)是一種去中心化,非普遍全球可支付的電子加密貨幣。比特幣由中本聰(又譯中本哲史)(化名)於2009年1月3日,基於無國界的對等網路,用共識主動性開源軟體發明創立。截至目前2018年2月12日,比特幣是目前市場總值最高的加密貨幣。【1】

為什麼會產生比特幣這種加密貨幣呢?或者說,比特幣為什麼會廣受大眾的歡迎,從極客圈的潮流玩意逐漸走進普通人的日常生活投資之中??

有觀點認為,比特幣的問世是人們憎恨商品經濟中國家主權貨幣超發、以及貨幣政策干預、嚮往禮物經濟中社區共識貨幣自主的結果。相信大家都會對於「通貨膨脹」的問題深有感觸吧?

查閱資料可得:通貨膨脹,一般定義為:在信用貨幣制度下,流通中的貨幣數量超過經濟實際需要而引起的貨幣貶值和物價水平全面而持續的上漲--用更通俗的語言來說就是:在一段給定的時間內,給定經濟體中的物價水平普遍持續增長,從而造成貨幣購買力的持續下降。【2】

在中國,我們可以用個形象的例子來說明:在改革開放之初的1980年左右,「萬元戶」都是很厲害的富翁了;而過了30多年後的今天,估計要到億萬資產的級別才能算得上「富翁」了吧?? 而這上千萬倍的差距變化,背後就是因為貨幣超發而造成的貨幣貶值大問題 。

中本聰對於這種「通貨膨脹」類的問題可謂是深惡痛絕的。於是,他提出了自己解決問題的方法論: 基於對技術的信仰和自由貨幣主義的信念,提出了區塊鏈技術系統;並且以區塊鏈技術為依託,創造了比特幣 。

有趣的是,中本聰創造了比特幣系統的第一個區塊,即「創世區塊」,並附有一句「The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second lout for banks」(2009年1月3日,財政大臣正處於實施第二輪銀行緊急援助的邊緣),而這句是當天泰晤士報的頭版文章標題。

至此,人們自主發行貨幣系統的大膽嘗試開始啟動,而一旦啟動了的試驗車輪,便很難被阻擋下來。後來,比特幣歷經了不斷的迭代發展,也產生了許許多多的硬分叉幣種。

資料顯示:

當然,比特幣的發展也並不是一帆風順的,黑客們會攻擊比特幣的交易網站;而很多的犯罪組織也會利用比特幣進行非法的交易;甚至很多人至今認為比特幣是一種「龐氏騙局」。

另外,名人大咖們對於比特幣的褒貶也是不一的,資料顯示:

諾貝爾經濟學得主保羅·克魯曼,認為「比特幣是邪惡的」,發表了若干對於比特幣的看法。

美銀美林利率與外匯研究全球主管David Woo 認為「比特幣能夠成為電子商務的一種主要支付方式,並且成為傳統貨幣交易的有力競爭者」。。。【3】

比特幣到底是如何呢?每個人都會有自己不同的看法。不過,傑Sir覺得: 對於不清楚的新事物,在我們輕易地做下判斷之前,不如先主動去學習去了解它吧。而學習比特幣,先去了解比特幣的白皮書就是一種很好的方法論 。

傑Sir在之前的文章裡面也曾經寫到過比特幣的官方白皮書解讀,歡迎大家查看:

題目:【說數字貨幣】比特幣白皮書解讀

鏈接: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1MTA2NDM1NA==&mid=2247483713&idx=1&sn=&chksm=5c761a#rd

總的來說,一個新的時代已經到來,區塊鏈、比特幣等新事物,必將會在未來展現出它們巨大的能量!我們都是時代的幸運兒與見證者,大家趕緊去學習、去了解區塊鏈的世界吧!!!

註:

【1】摘自維基網路:比特幣

【2】摘自網路:通貨膨脹

【3】摘自維基網路:比特幣

F. 論區塊鏈的初心與使命

最近股市大漲讓很多人眼紅,不少鏈圈的社群也都開始討論起A股來。是時候再打一遍雞血,充值一下信仰了。

曾記得2008年全球范圍的金融危機,就是比特幣誕生的大背景,而比特幣的底層技術-區塊鏈經過近十年演化,使人類第一次通過技術實現公開、公平、公正成為可能,這也是區塊鏈在國際社會倍受關注的根本原因。

時至今日,中本聰也許也沒有預料到他搭建的去中心化技術架構會面臨進退兩難的困境,雙花、51%攻擊、數據回滾等人為因素的干預,成為區塊鏈技術一道道無法治癒的傷疤,不可篡改彷彿是一句笑談。

現在的人們習慣了中心化模式的高效,沒有耐心為了所謂去中心化而等待數小時或數十分鍾才能完成的交易。於是,各種妥協方案出現在大眾面前。POW太慢、太消耗能源,就用POS。POS速度還是不夠,那就DPOS。

正當人們為區塊鏈技術所謂的突破歡呼雀躍之時,卻沒有意識到區塊鏈已不再是原來的區塊鏈了,它所追求的平等精神已被種種妥協方案所稀釋。

POS、DPOS雖在效率上有很大提升,但從本質上講,它們剝奪了弱勢群體的話語權,已經背離了中本聰的初心和理念。

從區塊鏈行業發展現狀看,真正落地的應用並不多,其中殺手級應用更是難得一見。自封區塊鏈3.0的EOS,非但沒有在區區21個超級節點的架構下兌現百萬級TPS的承諾,而且還曝出了節點賄選丑聞,並進而淪為博彩類DAPP橫行的大賭場。

其實,性能並不是區塊鏈最為關鍵的因素,去中心化才是其承載人類自由與平等夢想的核心精髓,分布式架構就是通過犧牲性能才實現平等的。如果追求完美的交易體驗,再牛逼的區塊鏈項目也比不過中心化架構。

試問VISA每秒7萬多次交易,支付寶每秒近8萬次交易,銀行同業結算每秒近7萬次交易,現在哪個區塊鏈應用能做到?

區塊鏈的使命是將權力關進制度的籠子里,是打破中心化既得利益者所構建傳統利益格局的桎梏,是旨在從技術層面構築真正人人平等的制度,而不再單純依賴道德和法律。

回顧人類歷史,不難發現,世界上大部分人為災難,均緣於集權制度下獨裁者至高無上的中心化權力。戰爭年代濫用武力導致社會崩潰,人們背井離鄉顛沛流離。和平時期濫發貨幣導致金融危機,百姓資產遭到無情劫掠。而區塊鏈所倡導的平權模式,可有效限制個體權力閾值,能夠最大限度地避免權力濫用帶來的災難性後果。

但是,區塊鏈不是萬能的,它僅僅是個技術工具,解決不了人性的貪婪。雖然所有區塊鏈項目都標榜自己:不可篡改、可溯源和透明性。

但只要給人為因素留下一絲縫隙,區塊鏈就會被玩得面目全非。

改不了鏈上信息,就在數據上鏈之前偽造,這樣所謂的不可篡改和可溯源就毫無意義了。

進駐EOS的博彩DAPP中,為吸引用戶,大部分存在利用區塊鏈的開放性大肆刷假數據現象,足以達到以假亂真的程度。

有些公鏈,包括以太坊在內,甚至公然違背不可篡改的原則,採取人為回滾數據的方式挽回損失,讓人們對區塊鏈技術的前景充滿了憂慮。

縱觀區塊鏈發展歷程,從比特幣的1.0時代,到以太坊的2.0時代,誰又會成為3.0時代的標志呢?

TPS雖然是重要選項,但不是惟一的標准,也不是最核心的標准。實際上,一些商業應用場景對性能要求並不是太高,4000左右的TPS足以就會日常需求。目前,一些項目希望通過博人眼球的性能吸引用戶,你敢說1萬TPS,我就敢吹100萬TPS,你敢用21個超級節點,我就敢用11個超級節點,殊不知這種毫無底線的競爭已走入了明知不可為而為之的死胡同。

當前,熊市的滌盪使劣質項目灰飛煙滅,行業生態環境得到充分凈化,也使優質項目得到更多資本關注。實際上,但無論多麼高大上的天王級明星項目,如果摒棄了去中心化的平等精神,如果最後無法實現落地應用,都是沒有卵用的空氣,徒增笑耳。

未來,3.0時代的標志性項目,必定是落地後能夠解決行業高頻、痛點和剛需問題的項目,必定是落地後能夠吸引更多優秀創造者、傳播者、社群運營者參與生態建設的項目,必定是落地後能夠構築多方共贏的新型經濟協作體系的項目。

不忘初心,方得始終。

中本聰十年前殫精竭慮創建的區塊鏈技術,使人類第一次有機會將自由平等的烏托邦照進現實世界,惟願業界諸君砥礪奮進,成為這個宏偉藍圖夢想成真的親歷者和踐行者。

G. 區塊鏈是什麼如何簡單易懂地介紹區塊鏈

很多人不知道區塊鏈是什麼,這邊給大家詳細的介紹一下,區塊鏈就是顛覆舊模式的新技術,就像人們容易忽視看不見卻不可或缺的氧氣一樣,人們往往忽視了市場經濟中至關重要的東西,那就是信任。沒有信任,任何交易都無法成立。

此外不同的種族、民族、文化、宗教信仰等,會形成信任鴻溝。由於陌生人之間缺乏相互理解和必要的信任,交易很難發生。市場經濟在陌生人中大量出現。市場經濟的產生和發展在於一種新機制的誕生,它解決了陌生人之間的信任問題。

區塊鏈的概念最早是在2008年由比特幣創始人中本聰撰寫的論文中提出的,區塊鏈可以理解為一種公共會計的技術方案,所有數據都將公開透明,不需要中央伺服器作為信任中介,從而在技術層面上保證信息的真實性、不變性和可信度,數據的不變性非常重要。

由於區塊鏈具有大規模擴展、數據公開透明的技術特點,並且由於每個客戶端的數據都是一致的,即使部分客戶端被破壞,也不會影響數據安全的可靠性,尤其是可以有效解決陌生人之間的信任問題,因此這項技術可以擴展到所有可以數字化的領域,如數字貨幣、支付清算、數字票據、權益證明、徵信、政務服務、病歷等,如果區塊鏈技術發達了,未來將與大家息息相關。

H. 【深度知識】區塊鏈之加密原理圖示(加密,簽名)

先放一張以太坊的架構圖:

在學習的過程中主要是採用單個模塊了學習了解的,包括P2P,密碼學,網路,協議等。直接開始總結:

秘鑰分配問題也就是秘鑰的傳輸問題,如果對稱秘鑰,那麼只能在線下進行秘鑰的交換。如果在線上傳輸秘鑰,那就有可能被攔截。所以採用非對稱加密,兩把鑰匙,一把私鑰自留,一把公鑰公開。公鑰可以在網上傳輸。不用線下交易。保證數據的安全性。

如上圖,A節點發送數據到B節點,此時採用公鑰加密。A節點從自己的公鑰中獲取到B節點的公鑰對明文數據加密,得到密文發送給B節點。而B節點採用自己的私鑰解密。

2、無法解決消息篡改。

如上圖,A節點採用B的公鑰進行加密,然後將密文傳輸給B節點。B節點拿A節點的公鑰將密文解密。

1、由於A的公鑰是公開的,一旦網上黑客攔截消息,密文形同虛設。說白了,這種加密方式,只要攔截消息,就都能解開。

2、同樣存在無法確定消息來源的問題,和消息篡改的問題。

如上圖,A節點在發送數據前,先用B的公鑰加密,得到密文1,再用A的私鑰對密文1加密得到密文2。而B節點得到密文後,先用A的公鑰解密,得到密文1,之後用B的私鑰解密得到明文。

1、當網路上攔截到數據密文2時, 由於A的公鑰是公開的,故可以用A的公鑰對密文2解密,就得到了密文1。所以這樣看起來是雙重加密,其實最後一層的私鑰簽名是無效的。一般來講,我們都希望簽名是簽在最原始的數據上。如果簽名放在後面,由於公鑰是公開的,簽名就缺乏安全性。

2、存在性能問題,非對稱加密本身效率就很低下,還進行了兩次加密過程。

如上圖,A節點先用A的私鑰加密,之後用B的公鑰加密。B節點收到消息後,先採用B的私鑰解密,然後再利用A的公鑰解密。

1、當密文數據2被黑客攔截後,由於密文2隻能採用B的私鑰解密,而B的私鑰只有B節點有,其他人無法機密。故安全性最高。
2、當B節點解密得到密文1後, 只能採用A的公鑰來解密。而只有經過A的私鑰加密的數據才能用A的公鑰解密成功,A的私鑰只有A節點有,所以可以確定數據是由A節點傳輸過來的。

經兩次非對稱加密,性能問題比較嚴重。

基於以上篡改數據的問題,我們引入了消息認證。經過消息認證後的加密流程如下:

當A節點發送消息前,先對明文數據做一次散列計算。得到一個摘要, 之後將照耀與原始數據同時發送給B節點。當B節點接收到消息後,對消息解密。解析出其中的散列摘要和原始數據,然後再對原始數據進行一次同樣的散列計算得到摘要1, 比較摘要與摘要1。如果相同則未被篡改,如果不同則表示已經被篡改。

在傳輸過程中,密文2隻要被篡改,最後導致的hash與hash1就會產生不同。

無法解決簽名問題,也就是雙方相互攻擊。A對於自己發送的消息始終不承認。比如A對B發送了一條錯誤消息,導致B有損失。但A抵賴不是自己發送的。

在(三)的過程中,沒有辦法解決交互雙方相互攻擊。什麼意思呢? 有可能是因為A發送的消息,對A節點不利,後來A就抵賴這消息不是它發送的。

為了解決這個問題,故引入了簽名。這里我們將(二)-4中的加密方式,與消息簽名合並設計在一起。

在上圖中,我們利用A節點的私鑰對其發送的摘要信息進行簽名,然後將簽名+原文,再利用B的公鑰進行加密。而B得到密文後,先用B的私鑰解密,然後 對摘要再用A的公鑰解密,只有比較兩次摘要的內容是否相同。這既避免了防篡改問題,有規避了雙方攻擊問題。因為A對信息進行了簽名,故是無法抵賴的。

為了解決非對稱加密數據時的性能問題,故往往採用混合加密。這里就需要引入對稱加密,如下圖:

在對數據加密時,我們採用了雙方共享的對稱秘鑰來加密。而對稱秘鑰盡量不要在網路上傳輸,以免丟失。這里的共享對稱秘鑰是根據自己的私鑰和對方的公鑰計算出的,然後適用對稱秘鑰對數據加密。而對方接收到數據時,也計算出對稱秘鑰然後對密文解密。

以上這種對稱秘鑰是不安全的,因為A的私鑰和B的公鑰一般短期內固定,所以共享對稱秘鑰也是固定不變的。為了增強安全性,最好的方式是每次交互都生成一個臨時的共享對稱秘鑰。那麼如何才能在每次交互過程中生成一個隨機的對稱秘鑰,且不需要傳輸呢?

那麼如何生成隨機的共享秘鑰進行加密呢?

對於發送方A節點,在每次發送時,都生成一個臨時非對稱秘鑰對,然後根據B節點的公鑰 和 臨時的非對稱私鑰 可以計算出一個對稱秘鑰(KA演算法-Key Agreement)。然後利用該對稱秘鑰對數據進行加密,針對共享秘鑰這里的流程如下:

對於B節點,當接收到傳輸過來的數據時,解析出其中A節點的隨機公鑰,之後利用A節點的隨機公鑰 與 B節點自身的私鑰 計算出對稱秘鑰(KA演算法)。之後利用對稱秘鑰機密數據。

對於以上加密方式,其實仍然存在很多問題,比如如何避免重放攻擊(在消息中加入 Nonce ),再比如彩虹表(參考 KDF機制解決 )之類的問題。由於時間及能力有限,故暫時忽略。

那麼究竟應該採用何種加密呢?

主要還是基於要傳輸的數據的安全等級來考量。不重要的數據其實做好認證和簽名就可以,但是很重要的數據就需要採用安全等級比較高的加密方案了。

密碼套件 是一個網路協議的概念。其中主要包括身份認證、加密、消息認證(MAC)、秘鑰交換的演算法組成。

在整個網路的傳輸過程中,根據密碼套件主要分如下幾大類演算法:

秘鑰交換演算法:比如ECDHE、RSA。主要用於客戶端和服務端握手時如何進行身份驗證。

消息認證演算法:比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用於消息摘要。

批量加密演算法:比如AES, 主要用於加密信息流。

偽隨機數演算法:例如TLS 1.2的偽隨機函數使用MAC演算法的散列函數來創建一個 主密鑰 ——連接雙方共享的一個48位元組的私鑰。主密鑰在創建會話密鑰(例如創建MAC)時作為一個熵來源。

在網路中,一次消息的傳輸一般需要在如下4個階段分別進行加密,才能保證消息安全、可靠的傳輸。

握手/網路協商階段:

在雙方進行握手階段,需要進行鏈接的協商。主要的加密演算法包括RSA、DH、ECDH等

身份認證階段:

身份認證階段,需要確定發送的消息的來源來源。主要採用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密,DSA簽名)等。

消息加密階段:

消息加密指對發送的信息流進行加密。主要採用的加密方式包括DES、RC4、AES等。

消息身份認證階段/防篡改階段:

主要是保證消息在傳輸過程中確保沒有被篡改過。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。

ECC :Elliptic Curves Cryptography,橢圓曲線密碼編碼學。是一種根據橢圓上點倍積生成 公鑰、私鑰的演算法。用於生成公私秘鑰。

ECDSA :用於數字簽名,是一種數字簽名演算法。一種有效的數字簽名使接收者有理由相信消息是由已知的發送者創建的,從而發送者不能否認已經發送了消息(身份驗證和不可否認),並且消息在運輸過程中沒有改變。ECDSA簽名演算法是ECC與DSA的結合,整個簽名過程與DSA類似,所不一樣的是簽名中採取的演算法為ECC,最後簽名出來的值也是分為r,s。 主要用於身份認證階段

ECDH :也是基於ECC演算法的霍夫曼樹秘鑰,通過ECDH,雙方可以在不共享任何秘密的前提下協商出一個共享秘密,並且是這種共享秘鑰是為當前的通信暫時性的隨機生成的,通信一旦中斷秘鑰就消失。 主要用於握手磋商階段。

ECIES: 是一種集成加密方案,也可稱為一種混合加密方案,它提供了對所選擇的明文和選擇的密碼文本攻擊的語義安全性。ECIES可以使用不同類型的函數:秘鑰協商函數(KA),秘鑰推導函數(KDF),對稱加密方案(ENC),哈希函數(HASH), H-MAC函數(MAC)。

ECC 是橢圓加密演算法,主要講述了按照公私鑰怎麼在橢圓上產生,並且不可逆。 ECDSA 則主要是採用ECC演算法怎麼來做簽名, ECDH 則是採用ECC演算法怎麼生成對稱秘鑰。以上三者都是對ECC加密演算法的應用。而現實場景中,我們往往會採用混合加密(對稱加密,非對稱加密結合使用,簽名技術等一起使用)。 ECIES 就是底層利用ECC演算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非對稱加密,對稱加密和簽名的功能。

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這個先訂條件是為了保證曲線不包含奇點。

所以,隨著曲線參數a和b的不斷變化,曲線也呈現出了不同的形狀。比如:

所有的非對稱加密的基本原理基本都是基於一個公式 K = k G。其中K代表公鑰,k代表私鑰,G代表某一個選取的基點。非對稱加密的演算法 就是要保證 該公式 不可進行逆運算( 也就是說G/K是無法計算的 )。 *

ECC是如何計算出公私鑰呢?這里我按照我自己的理解來描述。

我理解,ECC的核心思想就是:選擇曲線上的一個基點G,之後隨機在ECC曲線上取一個點k(作為私鑰),然後根據k G計算出我們的公鑰K。並且保證公鑰K也要在曲線上。*

那麼k G怎麼計算呢?如何計算k G才能保證最後的結果不可逆呢?這就是ECC演算法要解決的。

首先,我們先隨便選擇一條ECC曲線,a = -3, b = 7 得到如下曲線:

在這個曲線上,我隨機選取兩個點,這兩個點的乘法怎麼算呢?我們可以簡化下問題,乘法是都可以用加法表示的,比如2 2 = 2+2,3 5 = 5+5+5。 那麼我們只要能在曲線上計算出加法,理論上就能算乘法。所以,只要能在這個曲線上進行加法計算,理論上就可以來計算乘法,理論上也就可以計算k*G這種表達式的值。

曲線上兩點的加法又怎麼算呢?這里ECC為了保證不可逆性,在曲線上自定義了加法體系。

現實中,1+1=2,2+2=4,但在ECC演算法里,我們理解的這種加法體系是不可能。故需要自定義一套適用於該曲線的加法體系。

ECC定義,在圖形中隨機找一條直線,與ECC曲線相交於三個點(也有可能是兩個點),這三點分別是P、Q、R。

那麼P+Q+R = 0。其中0 不是坐標軸上的0點,而是ECC中的無窮遠點。也就是說定義了無窮遠點為0點。

同樣,我們就能得出 P+Q = -R。 由於R 與-R是關於X軸對稱的,所以我們就能在曲線上找到其坐標。

P+R+Q = 0, 故P+R = -Q , 如上圖。

以上就描述了ECC曲線的世界裡是如何進行加法運算的。

從上圖可看出,直線與曲線只有兩個交點,也就是說 直線是曲線的切線。此時P,R 重合了。

也就是P = R, 根據上述ECC的加法體系,P+R+Q = 0, 就可以得出 P+R+Q = 2P+Q = 2R+Q=0

於是乎得到 2 P = -Q (是不是與我們非對稱演算法的公式 K = k G 越來越近了)。

於是我們得出一個結論,可以算乘法,不過只有在切點的時候才能算乘法,而且只能算2的乘法。

假若 2 可以變成任意個數進行想乘,那麼就能代表在ECC曲線里可以進行乘法運算,那麼ECC演算法就能滿足非對稱加密演算法的要求了。

那麼我們是不是可以隨機任何一個數的乘法都可以算呢? 答案是肯定的。 也就是點倍積 計算方式。

選一個隨機數 k, 那麼k * P等於多少呢?

我們知道在計算機的世界裡,所有的都是二進制的,ECC既然能算2的乘法,那麼我們可以將隨機數k描 述成二進制然後計算。假若k = 151 = 10010111

由於2 P = -Q 所以 這樣就計算出了k P。 這就是點倍積演算法 。所以在ECC的曲線體系下是可以來計算乘法,那麼以為這非對稱加密的方式是可行的。

至於為什麼這樣計算 是不可逆的。這需要大量的推演,我也不了解。但是我覺得可以這樣理解:

我們的手錶上,一般都有時間刻度。現在如果把1990年01月01日0點0分0秒作為起始點,如果告訴你至起始點為止時間流逝了 整1年,那麼我們是可以計算出現在的時間的,也就是能在手錶上將時分秒指針應該指向00:00:00。但是反過來,我說現在手錶上的時分秒指針指向了00:00:00,你能告訴我至起始點算過了有幾年了么?

ECDSA簽名演算法和其他DSA、RSA基本相似,都是採用私鑰簽名,公鑰驗證。只不過演算法體系採用的是ECC的演算法。交互的雙方要採用同一套參數體系。簽名原理如下:

在曲線上選取一個無窮遠點為基點 G = (x,y)。隨機在曲線上取一點k 作為私鑰, K = k*G 計算出公鑰。

簽名過程:

生成隨機數R, 計算出RG.

根據隨機數R,消息M的HASH值H,以及私鑰k, 計算出簽名S = (H+kx)/R.

將消息M,RG,S發送給接收方。

簽名驗證過程:

接收到消息M, RG,S

根據消息計算出HASH值H

根據發送方的公鑰K,計算 HG/S + xK/S, 將計算的結果與 RG比較。如果相等則驗證成功。

公式推論:

HG/S + xK/S = HG/S + x(kG)/S = (H+xk)/GS = RG

在介紹原理前,說明一下ECC是滿足結合律和交換律的,也就是說A+B+C = A+C+B = (A+C)+B。

這里舉一個WIKI上的例子說明如何生成共享秘鑰,也可以參考 Alice And Bob 的例子。

Alice 與Bob 要進行通信,雙方前提都是基於 同一參數體系的ECC生成的 公鑰和私鑰。所以有ECC有共同的基點G。

生成秘鑰階段:

Alice 採用公鑰演算法 KA = ka * G ,生成了公鑰KA和私鑰ka, 並公開公鑰KA。

Bob 採用公鑰演算法 KB = kb * G ,生成了公鑰KB和私鑰 kb, 並公開公鑰KB。

計算ECDH階段:

Alice 利用計算公式 Q = ka * KB 計算出一個秘鑰Q。

Bob 利用計算公式 Q' = kb * KA 計算出一個秘鑰Q'。

共享秘鑰驗證:

Q = ka KB = ka * kb * G = ka * G * kb = KA * kb = kb * KA = Q'

故 雙方分別計算出的共享秘鑰不需要進行公開就可採用Q進行加密。我們將Q稱為共享秘鑰。

在以太坊中,採用的ECIEC的加密套件中的其他內容:

1、其中HASH演算法採用的是最安全的SHA3演算法 Keccak 。

2、簽名演算法採用的是 ECDSA

3、認證方式採用的是 H-MAC

4、ECC的參數體系採用了secp256k1, 其他參數體系 參考這里

H-MAC 全程叫做 Hash-based Message Authentication Code. 其模型如下:

以太坊 的 UDP通信時(RPC通信加密方式不同),則採用了以上的實現方式,並擴展化了。

首先,以太坊的UDP通信的結構如下:

其中,sig是 經過 私鑰加密的簽名信息。mac是可以理解為整個消息的摘要, ptype是消息的事件類型,data則是經過RLP編碼後的傳輸數據。

其UDP的整個的加密,認證,簽名模型如下:

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