区块链的消息签名
❶ 怎么解读区块链的数字签名
在区块链的分布式网络里,节点之间进行通讯并达成信任,需要依赖数字签名技术,它主要实现了身份确认以及信息真实性、完整性验证。
数字签名
数字签名(又称公钥数字签名、电子签章)是一种类似写在纸上的普通的物理签名,但是使用了公钥加密领域的技术实现,用于鉴别数字信息的方法。一套数字签名通常定义两种互补的运算,一个用于签名,另一个用于验证。就是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串,这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。简单证明 “我就是我”。
❷ 区块链的"区块"是何含义
“区块链,就相当于这个账本,区块就相当于这个账本的一页,区块中所承载的信息,就是这一页上记载的交易内容。区块链是一块一块的,每一块写满了交易记录,连在一起成了一条链就是区块链。”
以比特币为例,大约每十分钟就行一次「算力竞赛」来竞争这个记账的权利。就好比说,你的算力牛逼,算得多,就像肌肉更结实,更会打,大家都服你,让你来记这个帐,即向区块链这个总账本写入一个区块(注意不是区块里的内容)的权利。不过需要说明的一点是,计算能力只能决定赢得竞争的概率。就好比说,一共有若干张彩票,算力多的可以买更多张提高中奖概率,然而买得多的人,也不一定最后就中奖了
区块链即为一个个用这样的计算力保障的数据块链条。从第一块开始,每一个区块依照一定规则收集数据,然后将这些数据附上一个值,使得形成的数据块经过类似的单向函数计算后的结果落到一定范围内。通过估算全网的算力以及控制结果范围的大小,来保障符合要求数据块在足够长的时间内才能被找到。这个计算结果会被下一个区块包含,而这样形成的链式数据结构则称为区块链。
每一个小账本被称为区块,每一个不同的区块链协议(产生不同的加密货币)都会规定每一个区块的大小(最初比特币为1M)账本组成区块,区块构成链表,区块的头包含前一块的哈希值,这就是区块链。如此一来,任何人就不能随意修改其中的内容,或者交换顺序。如果你这么做,意味着你需要重新计算所有的特殊数字。
规定,允许世界上的每一个人建造区块。每一个新建区块的人(找到了这个特殊数字 - SHA256值有30个零)都能获得奖励,对于新建区块的这部分人(矿工)来说:
1.没有发送者信息,不需要签名
2.每一个新区块都会给整个币种增加新的虚拟(加密)货币
3.新建区块的过程又被称为“挖矿”:需要大量工作量并且可以向整个经济体注入新的货币
4.挖矿的工作是:接受交易信息,建造区块,把区块广播出去,然后得到新的钱作为奖励
对每个矿工来说,每个区块就像一个小彩票,所有人都在拼命快速猜数字,直到有一个幸运儿找到了一个特殊数字,使得整个区块的哈希值开头有许多个零,就能得到奖励。我记得有一个知乎答主给了一个形象的比喻,区块链就像一个拥有貌美如花女儿(区块)的国王,有很多的青年翘首以盼,而国王的方法是出了一道很难得题目让所有的青年计算(学习改变人生),谁算的快(在计算哈希值过程也可能是运气好)就能抱得美人归
对于想用这个系统来收付款的用户来说,他们不需要收听所有的交易,而只要收听矿工们广播出来的区块,然后更新到自己保存的区块链中就可以了
“区块”也可以想象为一个盒子,区块里放着一些数字货币以及一张小纸条,小纸条上记录了这十分钟内产生的那唯一一笔交易信息, 比如说——“小A转账给了小B100元”;当然,这段信息肯定是被加密处理过的,为的就是保证只有小A和小B(通过他们手上的钥匙)才有能力解读里面真正的内容。
这个神奇的区块被创造出来之后,很快被埋在了地底下,至于埋在哪里?没有一个人不知道,需要所有计算机节点一起参与进来掘地三尺后才有可能找到(找到一个有效的工作量证明)。显然,这是一件工作量巨大、成果随机的事件。但是呢,对于计算机节点来说,一旦从地底下挖出这个区块,他将获得区块内价值不菲的数字货币,以及“小A转账给了小B100元”过程中小A所支付的小费。同时,对于这个节点来说,也只有他才有权利真正记录小纸条里的内容,这是一份荣耀,而其他节点相当于只能使用它的复制品,一个已经没有数字货币加持的副本。当然这个神奇的区块还有一些其他很特别的地方,
可以将计算机节点从地底下挖出区块的过程叫做「挖矿」,刚才说了,这是一件工作量巨大、运气成分较多、但收益丰厚的事儿。来自中国上海浦东新区张衡路上的一个节点突然跳出来很兴奋的说:“ 我挖到区块了!里面的小纸条都是有效的!奖励归我!” 。虽然此刻张衡路节点已经拿到了数字货币,但对于其他计算机节点来说,因为这里面还涉及到其他一些利益瓜葛,他们不会选择默认相信张衡路节点所说的话;基于陌生节点彼此不信任的原则,他们拿过张衡路节点所谓挖到的区块(副本),开始校验区块内的小纸条信息是否真实有效等等。在区块链世界里,节点们正是通过校验小纸条信息的准确性,或间接或直接判断成功挖出区块的节点是否撒谎。(如何定义小纸条信息真实有效,后面会讲解,这里暂不做赘述)。在校验过程中,各个节点们会直接通过下面两个行为表达自己对张衡路节点的认同(准确无误)和态度:停止已经进行了一半甚至80%的挖矿进程;将张衡路节点成功挖出的区块(副本)追加到自己区块链的末尾。你可以稍微有点困惑:停止可能已经执行了80%的挖矿行为,那之前80%的工作不是就白做了嘛?!然后,区块链的末尾又是个什么鬼东西?对于第一个困惑。我想说,你说的一点没错,但是没办法,现实就是这么残酷,即便工作做了80%,那也得放弃,这80%的工作劳苦几乎可以视为无用功,绝对的伤财劳众。第二个困惑,区块链和区块链的末尾是什么鬼?这里因为事先并没有讲清楚,但是你可以简单想象一下:区块是周期性不断的产生和不断的被挖出来,一个计算机节点可能事先已经执行了N次“从别人手上拿过区块 -> 校验小纸条有效性”的流程,肯定在自己的节点上早已经存放了N个区块,这些区块会按照时间顺序整齐的一字排列成为一个链状。没错,这个链条,就是你一直以来认为的那个区块链。如果你还是不能够理解,没关系,文章后面还会有很多次机会深入研究。
进入到区块内更微观的世界里一探究竟,看看小纸条到底是怎么一回事,它的产生以及它终其一生的使命:发起交易的时候,发起人会收到一张小纸条,他需要将交易记录比如说“盗盗转账给张三40元”写在纸上。说来也神奇,当写完的那一刹那,在小纸条的背面会自动将这段交易记录格式化成至少包含了“输入值”和“输出值”这两个重要字段;“输入值”用于记录数字货币的有效来源,“输出值”记录着数字货币发往的对象。刚刚创建的小纸条立马被标记成为“未确认”的小纸条。从地下成功挖出区块并最终连接到区块链里的小纸条一开始会被标记为“有效”。若这条有效的小纸条作为其他交易的输入值被使用,那么,这个有效的小纸条很快会被标记为“无效”。因为各种原因,区块从链上断开、丢弃,曾经这个区块内被标记为“有效”的小纸条会被重新标记为“未确认”。区块链里面没有账户余额的概念,你真正拥有的数字资产实际上是一段交易信息;通过简单的加减法运算获知你数字钱包里的余额。上面的1、2、3仅仅作为结论一开始强行灌输给你的知识点,其中有几个描述可能会有点绕,让你觉得云里雾里,只有了解整体区块链你才能更全面认知其中奥妙。
区块容量,比特币从被创建时,或者说源代码中规定了,区块容量是1M。最初设计成1M的原因一方面,防止DOS攻击。另一方面,当年中本聪在创建区块链的时候的容量是32M,但是他通过一个说明为”Clear up“这样毫不起眼的Commit把区块容量改成了1M,为防止区块链体积增长过快,为区块容量这个问题添加了些神秘色彩。1M的容量意味着比特币最大的处理交易数量在约2400(486882区块1034.39的大小很接近了)。
区块链说白了,就是一个分布式的记账的一个小本本,用来记账的一个工具,并且基于密码学加密学的技术铺垫,一旦数据交易记录在区块链这个本本上了,数据是不可篡改和抵赖的。互联网是价值的传递,那区块链呢就是信任的传递。在区块链技术作为信用背书的前提下,区块链中的各节点从各自单一的中心变为多方参与的统一多中心,不需要第三方机构的参与便可实现交易传递,效率提高。
❸ 区块链one 如何签名验证
【验证签名】
跳出验证界面的,点击左上角的返回按键,然后升级到最新版本,刷新一下节点就可以了。 或者重新卸载,用助记词恢复账号。【刷新节点】在自由沟通,右上角+号,“节点检测"
❹ 区块链数字签名加密的私玥可以用原加密的私玥解吗
首先,你要了解一下什么是“私钥”和“公钥”以及它们是如何发挥作用的。
区块链系统为了保证用户的数据安全,通过一种密码算法来实现的,具体来说的话是通过一种公开的密码算法机制来实现的,我们都知道如何一种密码算法,有会有一个秘钥,而公开的秘钥算法是一对(也就是两个)秘钥,就跟虎符是一样的是彼此配合来使用的。一个叫作公钥,就是可以公开给别人,私钥自己要保管好的,在区块链系统中,公钥就是用来识别身份的,而私钥就是来相当于 钥匙来解密,但是不同的是,一个公钥仅对唯一的一个私钥,也是就说私钥如果忘记都是不会帮你找回的,在区块链系统中不会帮你找回私钥,所以要妥善保管好私钥。
在区块链系统结构中,用公钥加密的数据必需要用对应的私钥来解密,而用私钥加密的数据
就要用对应的公钥来解密,那么这里的私钥加密(通常称之为“签名”)的数据必需要对应的公钥来解密,这个特点可以发挥很大的一个作用。
举个简单的例子吧,如果张三要发送给李四一张支票,那么怎么传送呢?就这么发送过去,会被记账的人拿到,风险可就大了,于是张三想了一个办法,他在支票上用李四的公钥加了个密,然后再签上了自己的名字(用自己的私钥签名)这个时候其他的人就算那拿到支票也没有用,因为,只有李四才有自己的私钥,也就是只有李四才能解开这张支票来使用。这种功能设计在区块链系统称之为“脚本系统”
所以,区块链数字签名加密的私玥不可以用原加密的私玥解,必需要与之相对应的公钥来解密。
❺ 区块链最直白的解释
近几年,“区块链”一词成了大热门,新闻媒体竞相报道,但大家或许对于区块链的认知还停留在雾里看花的阶段,今天我们就来揭开它的神秘面纱。
其实区块链的本质特别简单,一句话就可以解释:去中心化分布式数据库。
区块链的主要作用是用于存储信息,任何人都可以将信息写入,同时也可以读取,所以它是一个公开的数据库。
区块链的特点
要说分布式数据库这种技术,市场上早有存在,可不同的是,区块链虽然同为分布式数据库,但它没有管理员,是彻底去中心化的。
去中心化是区块链技术的颠覆性特点,它无需中心化代理,实现了一种点对点的直接交互,使得高效率、大规模、无中心化代理的信息交互方式成为了现实。
但是,没有了管理员,人人都可以往里面写入数据,怎么才能保证数据是可信的呢?被坏人改了怎么办?设计者早已想到了这些,这也证明了区块链是真正划时代的产物。
区块
区块链由一个个区块(block)组成。区块很像数据库的记录,每次写入数据,就是创建一个区块。
每个区块包含两个部分:
区块头(Head):记录当前区块的特征值
区块体(Body):实际数据
区块头包含了当前区块的多项特征值。
生成时间
实际数据(即区块体)的哈希
上一个区块的哈希
...
系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,修改单个节点的数据库是无效的,因为系统会自动比较,认为最多次出现的相同数据记录为真。同时数据的每一步记录都会被留存在区块链上,可以溯源每一步的往来信息。
这里,你需要理解什么叫哈希(hash),这是理解区块链必需的。
所谓"哈希"就是计算机可以对任意内容,计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位,这就是说,不管原始内容是什么,最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证,只要原始内容不同,对应的哈希一定是不同的。
举例来说,字符串123的哈希是(十六进制),转成二进制就是256位,而且只有123能得到这个哈希。(理论上,其他字符串也有可能得到这个哈希,但是概率极低,可以近似认为不可能发生。)
因此,就有两个重要的推论。
推论1:每个区块的哈希都是不一样的,可以通过哈希标识区块。
推论2:如果区块的内容变了,它的哈希一定会改变。
哈希的不可修改性
区块与哈希是一一对应的,每个区块的哈希都是针对"区块头"(Head)计算的。也就是说,把区块头的各项特征值,按照顺序连接在一起,组成一个很长的字符串,再对这个字符串计算哈希。
Hash = SHA256( 区块头 )
上面就是区块哈希的计算公式,SHA256是区块链的哈希算法。注意,这个公式里面只包含区块头,不包含区块体,也就是说,哈希由区块头唯一决定。
前面说过,区块头包含很多内容,其中有当前区块体的哈希,还有上一个区块的哈希。这意味着,如果当前区块体的内容变了,或者上一个区块的哈希变了,一定会引起当前区块的哈希改变。
这一点对区块链有重大意义。如果有人修改了一个区块,该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它(因为下一个区块包含上一个区块的哈希),该人必须依次修改后面所有的区块,否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因,哈希的计算很耗时,短时间内修改多个区块几乎不可能发生,除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。
正是通过这种联动机制,区块链保证了自身的可靠性,数据一旦写入,就无法被篡改。这就像历史一样,发生了就是发生了,从此再无法改变。
❻ 区块链+即时通讯是怎样的
区块链特点之一就是通过分布式账本技术实现不可逆,同时采用各种技术,比如环签名、零知识证明等实现匿名、保护隐私等。社交网络由Facebook垄断、即时通讯由WhatsApp等中心化产品垄断,它们给用户带来了无与伦比的沟通方便,大大提高了人们之间沟通的频次和效率,给全世界几十亿人带来便利。
通过区块链,通讯服务可以不采用中心企业的模式来组织通讯服务的运行,区块链未来要对现实生活产生真正影响,不能光靠概念和炒作,而是要有真正落地的产品。什么叫真正落地的产品,就是能够满足用户需求的产品。如果现有的中心化产品能够很好地满足用户的需求,那么去中心化的产品就没有足够的替代效应,也就无法真正落地性。
区块链协议层就有主要包括:网络编程、分布式算法、加密签名、数据存储技术等4个方面。
网络编程能力是大家选择编程语言的主要考虑因素,因为分布式算法基本上属于业务逻辑上的实现,什么语言都可以做到。其中加密签名技术是直接简单的使用,数据库技术也主要在使用层面,只有点对点网络的实现和并发处理才是开发的难点。所以对于那些网络编程能力强,对并发处理简单的语言,人们就特别偏爱。
用户免费获得初始数量的token。它的一些实际使用场景:
1. 加密视频聊天:跨国用户想要进行视频聊天,只有双方都持有一定数量的SKM才能实现加密视频聊天。
2. 大容量文件加密传输:一位用户向另外一位用户传输的文件超过了大小限制,传输者必须持有一定的token来实现加密传输。
3. 对话信息保存:只要双方认可就可保存对话记录,双方需要持有一定量的token。
4. 再次传输提醒:如果一位用户给另外一位用户发送了一份文件,但他不希望对方进行分享,用户可以通过使用一定的token,当文件被再次传输时会获得通知提醒。
5. 秘钥解锁文件:一位用户给另外一位传输秘钥文件,只允许对方查看。发送的用户可以通过使用token,让对方收到的是碎片化的文件,只有通过发送者那里得到秘钥才能解锁文件。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。
❼ 区块链使用安全如何来保证呢
区块链本身解决的就是陌生人之间大规模协作问题,即陌生人在不需要彼此信任的情况下就可以相互协作。那么如何保证陌生人之间的信任来实现彼此的共识机制呢?中心化的系统利用的是可信的第三方背书,比如银行,银行在老百姓看来是可靠的值得信任的机构,老百姓可以信赖银行,由银行解决现实中的纠纷问题。但是,去中心化的区块链是如何保证信任的呢?
实际上,区块链是利用现代密码学的基础原理来确保其安全机制的。密码学和安全领域所涉及的知识体系十分繁杂,我这里只介绍与区块链相关的密码学基础知识,包括Hash算法、加密算法、信息摘要和数字签名、零知识证明、量子密码学等。您可以通过这节课来了解运用密码学技术下的区块链如何保证其机密性、完整性、认证性和不可抵赖性。
基础课程第七课 区块链安全基础知识
一、哈希算法(Hash算法)
哈希函数(Hash),又称为散列函数。哈希函数:Hash(原始信息) = 摘要信息,哈希函数能将任意长度的二进制明文串映射为较短的(一般是固定长度的)二进制串(Hash值)。
一个好的哈希算法具备以下4个特点:
1、 一一对应:同样的明文输入和哈希算法,总能得到相同的摘要信息输出。
2、 输入敏感:明文输入哪怕发生任何最微小的变化,新产生的摘要信息都会发生较大变化,与原来的输出差异巨大。
3、 易于验证:明文输入和哈希算法都是公开的,任何人都可以自行计算,输出的哈希值是否正确。
4、 不可逆:如果只有输出的哈希值,由哈希算法是绝对无法反推出明文的。
5、 冲突避免:很难找到两段内容不同的明文,而它们的Hash值一致(发生碰撞)。
举例说明:
Hash(张三借给李四10万,借期6个月) = 123456789012
账本上记录了123456789012这样一条记录。
可以看出哈希函数有4个作用:
简化信息
很好理解,哈希后的信息变短了。
标识信息
可以使用123456789012来标识原始信息,摘要信息也称为原始信息的id。
隐匿信息
账本是123456789012这样一条记录,原始信息被隐匿。
验证信息
假如李四在还款时欺骗说,张三只借给李四5万,双方可以用哈希取值后与之前记录的哈希值123456789012来验证原始信息
Hash(张三借给李四5万,借期6个月)=987654321098
987654321098与123456789012完全不同,则证明李四说谎了,则成功的保证了信息的不可篡改性。
常见的Hash算法包括MD4、MD5、SHA系列算法,现在主流领域使用的基本都是SHA系列算法。SHA(Secure Hash Algorithm)并非一个算法,而是一组hash算法。最初是SHA-1系列,现在主流应用的是SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512算法(通称SHA-2),最近也提出了SHA-3相关算法,如以太坊所使用的KECCAK-256就是属于这种算法。
MD5是一个非常经典的Hash算法,不过可惜的是它和SHA-1算法都已经被破解,被业内认为其安全性不足以应用于商业场景,一般推荐至少是SHA2-256或者更安全的算法。
哈希算法在区块链中得到广泛使用,例如区块中,后一个区块均会包含前一个区块的哈希值,并且以后一个区块的内容+前一个区块的哈希值共同计算后一个区块的哈希值,保证了链的连续性和不可篡改性。
二、加解密算法
加解密算法是密码学的核心技术,从设计理念上可以分为两大基础类型:对称加密算法与非对称加密算法。根据加解密过程中所使用的密钥是否相同来加以区分,两种模式适用于不同的需求,恰好形成互补关系,有时也可以组合使用,形成混合加密机制。
对称加密算法(symmetric cryptography,又称公共密钥加密,common-key cryptography),加解密的密钥都是相同的,其优势是计算效率高,加密强度高;其缺点是需要提前共享密钥,容易泄露丢失密钥。常见的算法有DES、3DES、AES等。
非对称加密算法(asymmetric cryptography,又称公钥加密,public-key cryptography),与加解密的密钥是不同的,其优势是无需提前共享密钥;其缺点在于计算效率低,只能加密篇幅较短的内容。常见的算法有RSA、SM2、ElGamal和椭圆曲线系列算法等。 对称加密算法,适用于大量数据的加解密过程;不能用于签名场景:并且往往需要提前分发好密钥。非对称加密算法一般适用于签名场景或密钥协商,但是不适于大量数据的加解密。
三、信息摘要和数字签名
顾名思义,信息摘要是对信息内容进行Hash运算,获取唯一的摘要值来替代原始完整的信息内容。信息摘要是Hash算法最重要的一个用途。利用Hash函数的抗碰撞性特点,信息摘要可以解决内容未被篡改过的问题。
数字签名与在纸质合同上签名确认合同内容和证明身份类似,数字签名基于非对称加密,既可以用于证明某数字内容的完整性,同时又可以确认来源(或不可抵赖)。
我们对数字签名有两个特性要求,使其与我们对手写签名的预期一致。第一,只有你自己可以制作本人的签名,但是任何看到它的人都可以验证其有效性;第二,我们希望签名只与某一特定文件有关,而不支持其他文件。这些都可以通过我们上面的非对称加密算法来实现数字签名。
在实践中,我们一般都是对信息的哈希值进行签名,而不是对信息本身进行签名,这是由非对称加密算法的效率所决定的。相对应于区块链中,则是对哈希指针进行签名,如果用这种方式,前面的是整个结构,而非仅仅哈希指针本身。
四 、零知识证明(Zero Knowledge proof)
零知识证明是指证明者在不向验证者提供任何额外信息的前提下,使验证者相信某个论断是正确的。
零知识证明一般满足三个条件:
1、 完整性(Complteness):真实的证明可以让验证者成功验证;
2、 可靠性(Soundness):虚假的证明无法让验证者通过验证;
3、 零知识(Zero-Knowledge):如果得到证明,无法从证明过程中获知证明信息之外的任何信息。
五、量子密码学(Quantum cryptography)
随着量子计算和量子通信的研究受到越来越多的关注,未来量子密码学将对密码学信息安全产生巨大冲击。
量子计算的核心原理就是利用量子比特可以同时处于多个相干叠加态,理论上可以通过少量量子比特来表达大量信息,同时进行处理,大大提高计算速度。
这样的话,目前的大量加密算法,从理论上来说都是不可靠的,是可被破解的,那么使得加密算法不得不升级换代,否则就会被量子计算所攻破。
众所周知,量子计算现在还仅停留在理论阶段,距离大规模商用还有较远的距离。不过新一代的加密算法,都要考虑到这种情况存在的可能性。
❽ 区块链中的隔离见证是什么
隔离见证具体怎么操作的?其实没那么简单~
隔离见证是区块链扩容的一种方法,已经在莱特币和比特币上成功实施。
目前区块链上每个区块内不仅记录了每笔转账交易的具体信息,即在哪个时间点账户收到或转出多少比特币,还包含了每笔交易的数字签名,用来验证该交易的合法性。矿工在打包区块的时候需要用数字签名一一验证每笔交易,确认没有问题之后才会将该笔交易记录在区块里。
但是对于普通用户来说,他只关心每个账户有多少资产,并不需要一一验证每笔交易。隔离见证就是把区块内的数字签名信息拿出去,让每个区块可以承载更多笔交易,从而达到扩容的目的。
❾ 区块链记录哪些信息
区块头、交易详情、交易计数器和区块大小…这些都是神马东西?
区块链是比特币网络的大账本,而每个区块相当于账本中的一页。那么“账本”内记载了哪些信息呢?目前比特币每个区块内主要记载了区块头、交易详情、交易计数器和区块大小等数据。
“区块头”内包含了除交易信息以外的所有信息,主要包括上一区块头哈希值:用于保证区块按顺序串连;时间戳:记录该区块的生成时间;随机数:即全网矿工一起PK的算术题答案;难度目标:该算术题的难度系数打分。
“交易详情”详细记载了每笔交易的转出方、收入方、金额及转出方的数字签名,是每个区块内的主要内容。
“交易计数器”表述每个区块中包含交易的数量。
“区块大小”表示每个区块数据的大小,当前每个区块限定在1MB以内,不排除以后有扩大的可能。