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區塊鏈技術加密演算法

發布時間: 2021-05-21 15:35:38

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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Ⅱ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈技術的核心構成是什麼

從技術的角度,架構的角度,用通俗的語言來跟大家講講,我對區塊鏈的一些理解。

究竟啥是區塊鏈?Block chain,一句話來說,區塊鏈是一個存儲系統,存儲系統更細一點,區塊鏈是一個沒有管理員,每個節點都擁有全部數據的分布式存儲系統。

那常見的存儲系統,是什麼樣子的呢?

首先看一下如何保證高可用?

普通的存儲系統通常是用「冗餘」的方式來解決高可用問題的。圖上圖所示如果能夠把數據復製成幾份,冗餘到多個地方,就能夠保證高可用。一個地方的數據掛了,另外的地方還存有數據,例如MySQL的主從集群就是這個原理,磁碟的RAID也是這個原理。

這個地方需要強調的兩點是:數據冗餘,往往會引發一致性的問題

1、例如MySQL的主從集群中中其實讀寫會有延時的,它其實就是有一個短的時間內讀寫不一致。這個是數據冗餘,帶來的一個副作用。

2、第二個點是數據冗餘往往會降低寫入的效率,因為數據同步也是需要消耗資源的。你看單點寫入,如果加了兩個從庫之後,其實寫入的效率會受影響。普通的存儲系統,就是採用冗餘的方式,保證數據的高可用的。

那麼第二個問題,普通的存儲系統,能否多點寫入呢?

答案是可以的,比如說以這個圖為例:

其實MySQL的話可以做一個雙主的主從同步,雙主的主從同步,兩個節點,同時可以寫入。如果要做多機房多活的數據中心,其實多機房多活也是進行數據同步的。這里要強調的是多點寫入,往往會引發寫寫沖突的一致性問題,以MySQl為例,假設有一個表的屬性是自增ID,那麼現在資料庫中的數據是1234,那麼其中一個節點寫入,插入了一條數據,那它可能變成5了,然後這5條數據,向另外一個主節點進行數據同步,同步完成之前,如果另外一個寫入節點,也插入了一條數據,也生成了一條這個自增id為5的數據。那麼,生成之後,往另外一個節點同步,然後同步數據到達之後會與本地的這兩條5沖突,就會同步失敗,會引發寫寫的一致性沖突問題。這個多點寫入的話都會出現這個問題。

多點寫入,如何保證一致?

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Ⅲ 加密數字資產和區塊鏈技術有什麼區別

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。該技術方案主要讓參與系統中的任意多個節點,通過一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊(block),每個數據塊中包含了一定時間內的系統全部信息交流數據,並且生成數據指紋用於驗證其信息的有效性和鏈接(chain)下一個資料庫塊。
區塊鏈技術源於比特幣,它的本質是運用計算機演算法和密碼學等技術創造一種去中心化的數字貨幣系統,實現貨幣的發行和交易功能。
區塊鏈技術的特徵:
1、去中心化(Decentralized):整個網路沒有中心化的硬體或者管理機構,任意節點之間的權利和義務都是均等的,且任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作。因此也可以認為區塊鏈系統具有極好的健壯性。

2、去信任(Trustless):參與整個系統中的每個節點之間進行數據交換是無需互相信任的,整個系統的運作規則是公開透明的,所有的數據內容也是公開的,因此在系統指定的規則范圍和時間范圍內,節點之間是不能也無法欺騙其它節點。
3、集體維護(Collectively maintain):系統中的數據塊由整個系統中所有具有維護功能的節點來共同維護的,而這些具有維護功能的節點是任何人都可以參與的。
4、可靠資料庫(Reliable Database):整個系統將通過分資料庫的形式,讓每個參與節點都能獲得一份完整資料庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統中超過51%的節點,否則單個節點上對資料庫的修改是無效的,也無法影響其他節點上的數據內容。因此參與系統中的節點越多和計算能力越強,該系統中的數據安全性越高。
由四個特徵會引申出另外2個特徵:
5、開源(Open Source):由於整個系統的運作規則必須是公開透明的,所以對於程序而言,整個系統必定會是開源的。
6、匿名性(Anonymity):由於節點和節點之間是無需互相信任的,因此節點和節點之間無需公開身份,在系統中的每個參與的節點都是匿名的。

加密數字資產EGD:E-Gold Coin, 簡稱EGD, 是基於點對點互聯網開源協議形成的網路加密數字資產,它在去中心化的網路系統中流通。EGD作為全球商業消費者從商家獲贈的一種消費資產,用來替代傳統商業社會中由商家各自發行的積分,實現了全球商業積分網路化,一體化和資產化。
EGD即網路黃金,是基於去中心化的數字加密技術而生成的加密數字資產。EGD誕生於2014年1月,由以微軟前工程師為首的來自全球7個國家的17名技術專家組成的團隊研發。EGD將加密數字資產技術引用到了全球商業統一積分領域,能夠讓全球消費者通過EGD商業積分的流通和增值持續分享商業社會的利潤,打造商家與消費者共贏的經濟模式。
定製EGD的特點:
利用定製技術我們可以輕易的構建各種各樣的基於EGD協議的智能資產,包括股票、債券、或者各種衍生積分等。
更重要的是,定製技術在擴展EGD應用范圍的同時,仍然保留了EGD產權明晰,去中心化的特點。並且,因為定製積分數量有限,就造就了定製積分更強的稀缺性。

Ⅳ 區塊鏈技術的機密性是如何實現的

因為區塊鏈技術對實現智能合約存在天然的優勢。
比特幣、瑞泰幣、萊特幣以太坊等數字加密貨幣都使用了區塊鏈技術。
區塊鏈(Blockchain)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。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。

Ⅳ 學習區塊鏈加密演算法的公司有哪些

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Ⅵ 區塊鏈技術中的哈希演算法是什麼

1.1. 簡介

計算機行業從業者對哈希這個詞應該非常熟悉,哈希能夠實現數據從一個維度向另一個維度的映射,通常使用哈希函數實現這種映射。通常業界使用y = hash(x)的方式進行表示,該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
區塊鏈中哈希函數特性:

  • 函數參數為string類型;

  • 固定大小輸出;

  • 計算高效;

  • collision-free 即沖突概率小:x != y => hash(x) != hash(y)

    隱藏原始信息:例如區塊鏈中各個節點之間對交易的驗證只需要驗證交易的信息熵,而不需要對原始信息進行比對,節點間不需要傳輸交易的原始數據只傳輸交易的哈希即可,常見演算法有SHA系列和MD5等演算法

  • 1.2. 哈希的用法

    哈希在區塊鏈中用處廣泛,其一我們稱之為哈希指針(Hash Pointer)
    哈希指針是指該變數的值是通過實際數據計算出來的且指向實際的數據所在位置,即其既可以表示實際數據內容又可以表示實際數據的存儲位置。下圖為Hash Pointer的示意圖


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