區塊鏈touq
❶ 區塊鏈常見的名詞解釋
1.區塊鏈(BlockChain)
區塊鏈是一串通過驗證的區塊,其中每個區塊都與上一個區塊相連,一直連到創世區塊。區塊鏈是比特幣等數字貨幣的底層技術,是一個去中心化的分布式共享賬本。區塊鏈與人工智慧、大數據並稱為金融科技的三大方向。
2.比特幣(Bitcoin)
比特幣是區塊鏈技術的第一個落地應用,最初是一種點對點的電子現金(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)。如今,比特幣已經根據中本聰的思路設計發展成為開源系統,以及構建在其上的數字貨幣網路。
3.中本聰(Satoshi Nakamoto)
中本聰是一個化名,他是比特幣的創始人兼早期開發者,2008年,中本聰在密碼朋克中發表了比特幣的白皮書,Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System,構建了比特幣系統的基本框架。2009年,他為比特幣系統搭建了一個開源項目,正式宣告了比特幣的誕生。但是當比特幣漸成氣候時,中本聰卻悄然離去,銷聲匿跡於互聯網上。
4.數字貨幣(Token)
區塊鏈最初的應用形式就是數字貨幣,區塊鏈的出現本身也是為數字貨幣服務。目前來說區塊鏈應用最好的領域是金融領域,這是因為區塊鏈技術更適合於為金融場景服務。數字貨幣是電子形式的替代貨幣,它是屬於虛擬世界中的虛擬貨幣。目前全世界發行的數字貨幣有成千上萬種,它們可以通過交易所與現實世界中的貨幣進行交易,或者與其它數字貨幣進行交易。
5.挖礦(Mining)
比特幣被比喻為數字黃金,在網路中,通過競爭計算能力獲得區塊的認可權,進而獲得區塊的代幣獎勵以及交易費的獎勵,而這種方式就是在系統中獲取初始比特幣的方法,就好像當年金銀被從地下開采出來一樣,所以被稱為挖礦。.
6.礦工(Miner)
通過提供算力進行挖礦的節點,就被稱為礦工,當然有時候也是指節點的所有人。
7.公鑰私鑰(Public Keys/Private Keys)
公鑰和私鑰,是非對稱加密演算法的方式,這也是對以前的對稱加密演算法的提高。對稱加密演算法用一套密碼來加解密,知道了加密密碼,也就可以破解密文;而非對稱加密演算法,則是存在兩套密碼,用公鑰來加密,但是用私鑰來解密,這樣就保證了密碼的安全性。在比特幣系統中,私鑰本質上是由32個位元組組成的數組,公鑰和地址的生成都依賴私鑰,有了私鑰就能生成公鑰和地址,就能夠對應使用地址上的比特幣。
8.哈希值(Hash)
哈希演算法將任意長度的二進制值映射為固定長度的較小二進制值, 這個小的二進制值就是哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。哪怕只更改一段明文中的一個字母,隨後產生的哈希值都將差別極大。要找到對應同一哈希值的兩個不同的輸入,從計算的角度來說基本上是不可能的。
9.共識機制(Consensus)
區塊鏈作為一種按時間順序存儲數據的數據結構,可支持不同的共識機制。共識機制是區塊鏈技術的重要組件。區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點保存一致的區塊鏈視圖,同時滿足兩個性質:
(1)一致性。所有誠實節點保存的區塊鏈的前綴部分完全相同。
(2)有效性。由某誠實節點發布的信息終將被其他所有誠實節點記錄在自己的區塊鏈中
10.錢包(Wallet)
比特幣的錢包不存余額,在比特幣的世界中也沒有「余額」這個概念,這里的錢包是指保存比特幣地址和私鑰的客戶端或者軟體,可以用它來接收、發送和存儲你的比特幣。
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❸ 區塊鏈簡介
Wikipedia對區塊鏈的描述如下:
A blockchain, originally block chain, is a continuously growing list of records, called blocks, which are linked and secured using cryptography. Each block typically contains a cryptographic hash of the previous block, a timestamp and transaction data. By design, a blockchain is inherently resistant to modification of the data. It is "an open, distributed ledger that can record transactions between two parties efficiently and in a verifiable and permanent way". For use as a distributed ledger, a blockchain is typically managed by a peer-to-peer network collectively adhering to a protocol for validating new blocks. Once recorded, the data in any given block cannot be altered retroactively without the alteration of all subsequent blocks, which requires collusion of the network majority.
簡單整理下,區塊鏈系統包含下面這些元素:
數據:存儲在區塊鏈中的數據可以是交易記錄,也可以是智能合約等信息;
區塊:用於保存數據;區塊有一個區塊頭,其中包含本區塊的哈希值,前一區塊頭的哈希值及時間戳,區塊ID等信息;
鏈:區塊組成一個鏈表,第一個區塊被稱為創始塊,後面區塊按照上面提到方式添加到鏈上,而且只能添加不能刪除修改;
分布式:他是一個分布式系統,與其他分布式系統不同的是,系統中的每個節點都會保存完整的數據(一些實踐可能會不同,但至少要多數節點)
安全的:數據不會被篡改,每個區塊都記錄著他前一區塊的哈希值,改變區塊的內容其哈希值都會改變,意味著該區塊後的所有區塊都要修改;再者,所有節點都存儲完整鏈表,如果說更改單一節點還有可能的話,那麼更改所有(多數)節點基本上是難以實現的,所謂折一筷易,折百筷難。
透明的:任何節點的操作,其他節點都會感知到,存在鏈上的數據都會被驗證,也進一步提供了安全互信。
去中心化:不存在中心節點,關鍵節點,從而提供了高可靠性,但同時也有分布式系統一致性問題,現在不同產品使用了不同的一致性演算法,譬如比特幣中的POW,以太坊POW+POS等等
從區塊鏈的技術特點可以看到,他適合需要跨組織/個體的一些場景。
WIP
❹ 圖解什麼是區塊鏈
區塊鏈這么火,都開始影響到我的生活了,不想了解也不行了的樣子,今天來看看到底什麼是區塊鏈。
本文結構:
和它的名字一樣,
區塊鏈是由一組塊組成的鏈,
塊是包含信息的信息塊,組成的鏈也就包含了信息。
區塊鏈技術最早是在1991年由一群研究人員研發,用來給數字化文檔打時間戳,使得這些文檔不能被篡改。從那之後就基本上沒有再發揮其他作用,直到2009年,中本聰採用區塊鏈技術創造了數字加密貨幣-比特幣。
一條區塊鏈,就是一個對所有人完全公開的分布式賬本,它有一個很有趣的屬性: 一旦某些數據被記錄到一條區塊鏈中後,那麼數據就很難再被改變。
來看一下 一個區塊(block)的組成:
每一個區塊包含了 一些數據,這個區塊的哈希值,以及前一個區塊的哈希值 。
區塊中所保存的數據與區塊鏈的類型有關,例如,比特幣區塊鏈中的區塊保存了相關的交易信息,包括賣家,買家,以及交易比特幣的數量。
每個區塊包含了一個哈希值,哈希值用來標識一個區塊和它所包含的所有內容,並且它是獨一無二的,就像指紋一樣。一旦某個區塊被創建,它的哈希值就相對應的被計算出來了。如果改變區塊中的某些內容會使得哈希值改變, 如果一個區塊的指紋改變了,那它就再也不是之前的區塊了 。
區塊中包含的第三個元素是前一個區塊的哈希值,這個元素使得區塊之間可以形成鏈接,並且能夠使得區塊鏈十分的安全。
假設我們有一條區塊鏈包含3個區塊
每個區塊包含了一個自己的哈希值以及前一個區塊的哈希值
3號區塊指向2號區塊,2號區塊又指向1號區塊
1號區塊有點特殊,它不能指向前一個區塊,因為它是第一個
我們把1號區塊叫做 創世區塊 。
現在假設我們篡改了第二個區塊
這將導致第二個區塊的哈希值改變
接下來這就會導致3號區塊以及3號區塊連接的所有的後續區塊變得非法
因為現在它們存儲的前一個區塊號的都變得非法
所以 單獨改變一個塊,將連帶性地致使後面的所有內容都變成無效 。
但要 防止篡改,只有哈希是不夠的
因為現在的計算機運算速度已經足夠強大,並且能夠每秒計算成千上萬的哈希值
這樣你完全可以篡改一個區塊並且重新計算其他的區塊的哈希值,使得你的區塊再次變得合法。
所以 為了減少這種風險,區塊鏈還採用了一種技術,叫做工作證明
這是一種減緩新區塊創建過程的機制
在比特幣區塊鏈中,大概需要花費10分鍾來完成所要求的工作證明,並且添加一個新的區塊到區塊鏈中
這個機制使得區塊鏈的篡改更加困難
因為 一旦篡改了一個區塊,就需要重新計算所有後續的區塊的工作量證明 。
所以 區塊鏈技術的安全性主要來自於哈希值以及工作量證明機制 。
區塊鏈還有一種機制來 保護自身的安全性,那就是分布式
相對於用一個中心化的實體來管理區塊鏈網路,區塊鏈採用的是一種 peer-to-peer網路,並且所有人都可以加入
當有人加入這個網路時, 他就會得到整個區塊鏈的復制
這個人就可以以此來驗證是否所有的區塊還是合法未篡改的,也就是不同的節點也可以藉此互相驗證。
當某人創建了一個新的區塊時,
這個新的區塊會被發送給網路上的所有人。
每個人再驗證這個區塊以確保這個區塊沒有被篡改過
如果所有的東西都被檢驗正確之後,那麼每個人才能把這塊新的區塊加到自己的區塊鏈上
我們可以稱之為, 網路上的所有人達成了「共識」 。
區塊鏈網路中的所有節點都達成共識
他們認同網路中哪些區塊是合法的,哪些是不合法的
那些被篡改過的區塊將會被網路上的其他用戶拒絕
所以, 要成功篡改一個區塊鏈,你需要篡改區塊鏈上的所有區塊
重新完成每個區塊的工作量證明,並且控制區塊鏈網路中超過50%的用戶
只有這樣,你篡改的區塊才會被所有人承認
可以說, 這基本上是不可能做得到的!
區塊鏈技術本身也在不斷地發展
例如後來的一個技術改進,叫做智能合約
智能合約 是一些存放在區塊鏈上的簡單的程序
它能基於合約內所記載的條件自動執行, 只要條件成立,依照合約自動完成交易
例如在特定條件下可以實現自動化比特幣交易。
學習資料:
https://www.youtube.com/watch?v=SSo_EIwHSd4
❺ 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。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑,推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革,構建應用型、復合型人才培養體系。
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❼ 什麼是區塊鏈
【定義】
區塊鏈(Blockchain)是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠資料庫的技術方案。該技術方案讓參與系統中的任意多個節點,把一段時間系統內全部信息交流的數據,通過密碼學演算法計算和記錄到一個數據塊(block),並且生成該數據塊的指紋用於鏈接(chain)下個數據塊和校驗,系統所有參與節點來共同認定記錄是否為真。
區塊鏈是一種類似於NoSQL(非關系型資料庫)這樣的技術解決方案統稱,並不是某種特定技術,能夠通過很多編程語言和架構來實現區塊鏈技術。並且實現區塊鏈的方式種類也有很多,目前常見的包括POW(Proof of Work,工作量證明),POS(Proof of Stake,權益證明),DPOS(Delegate Proof of Stake,股份授權證明機制)等。
區塊鏈的概念首次在論文《比特幣:一種點對點的電子現金系統(Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System)》中提出,作者為自稱中本聰(Satoshi Nakamoto)的個人(或團體)。因此可以把比特幣看成區塊鏈的首個在金融支付領域中的應用。
【通俗解釋】
無論多大的系統或者多小的網站,一般在它背後都有資料庫。那麼這個資料庫由誰來維護?在一般情況下,誰負責運營這個網路或者系統,那麼就由誰來進行維護。如果是微信資料庫肯定是騰訊團隊維護,淘寶的資料庫就是阿里的團隊在維護。大家一定認為這種方式是天經地義的,但是區塊鏈技術卻不是這樣。
如果我們把資料庫想像成是一個賬本:比如支付寶就是很典型的賬本,任何數據的改變就是記賬型的。資料庫的維護我們可以認為是很簡單的記賬方式。在區塊鏈的世界也是這樣,區塊鏈系統中的每一個人都有機會參與記賬。系統會在一段時間內,可能選擇十秒鍾內,也可能十分鍾,選出這段時間記賬最快最好的人,由這個人來記賬,他會把這段時間資料庫的變化和賬本的變化記在一個區塊(block)中,我們可以把這個區塊想像成一頁紙上,系統在確認記錄正確後,會把過去賬本的數據指紋鏈接(chain)這張紙上,然後把這張紙發給整個系統裡面其他的所有人。然後周而復始,系統會尋找下一個記賬又快又好的人,而系統中的其他所有人都會獲得整個賬本的副本。這也就意味著這個系統每一個人都有一模一樣的賬本,這種技術,我們就稱之為區塊鏈技術(Blockchain),也稱為分布式賬本技術。
由於每個人(計算機)都有一模一樣的賬本,並且每個人(計算機)都有著完全相等的權利,因此不會由於單個人(計算機)失去聯系或宕機,而導致整個系統崩潰。既然有一模一樣的賬本,就意味著所有的數據都是公開透明的,每一個人可以看到每一個賬戶上到底有什麼數字變化。它非常有趣的特性就是,其中的數據無法篡改。因為系統會自動比較,會認為相同數量最多的賬本是真的賬本,少部分和別人數量不一樣的賬本是虛假的賬本。在這種情況下,任何人篡改自己的賬本是沒有任何意義的,因為除非你能夠篡改整個系統裡面大部分節點。如果整個系統節點只有五個、十個節點也許還容易做到,但是如果有上萬個甚至上十萬個,並且還分布在互聯網上的任何角落,除非某個人能控制世界上大多數的電腦,否則不太可能篡改這樣大型的區塊鏈。