比特幣使用ripemd

① 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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② 為什麼區塊鏈私鑰 中的字母只有a-f之間

私鑰：實際上是一組隨機數，關於區塊鏈中的隨機數我們已經介紹過了
公鑰：對私鑰進行橢圓曲線加密演算法生成，但是無法通過公鑰倒推得到私鑰。公鑰的作用是在和對方交易時，使用自己的私鑰加密信息，然後對方使用自己的公鑰解密獲得原始信息，這個過程俗稱簽名。
地址：由於公鑰太長，在交易中不方便使用，就對公鑰哈希進行SHA256、RIPEMD160、Base58演算法加密生成地址

• 首先使用隨機數發生器生成一個『私鑰』。後續的公鑰、地址都會由私鑰生成，所以一句話概括私鑰的重要性："誰掌握了私鑰, 誰就掌握了該錢包的使用權!"

• 『私鑰』經過橢圓曲線演算法（SECP256K1）演算法加密生成了'公鑰'。這是一種非對稱單向加密演算法，知道私鑰可以算出公鑰，但知道公鑰卻無法反向算出私鑰

• 『公鑰』經過單向Hash演算法(SHA256、RIPEMD160)生成『公鑰Hash』

• 將一個位元組的地址版本號連接到『公鑰哈希』頭部（對於比特幣網路的pubkey地址，這一位元組為「0」），然後對其進行兩次SHA256運算，將結果的前4位元組作為『公鑰哈希』的校驗值，連接在其尾部。

• 將上一步結果使用BASE58進行編碼(比特幣定製版本)，就得到了『錢包地址』。

③ git和區塊鏈的區別

一、相似性

分布式
Git 確保每個代碼倉庫在本地保留完整的項目庫，而不僅僅是自己在工作的這個分支和自己的提交歷史。同時也保留了最近這次 pull 下來後的所有快照和索引信息。

區塊鏈上，每個節點在本地保存完整資料庫，而不僅僅是自己的交易信息。

可追溯性
Git commit 鏈上，每個 commit 對象都包含父級對象（上一次 commit 的對象，除了第一個 commit ），對之前的記錄全部可追溯。

區塊鏈上，每個區塊都包含前一個區塊的索引（除了創世區塊）,可以追溯之前所有有效交易。

不可篡改
Git 的 commit 鏈中，每個對象本身在存儲前都計算校驗和，然後以校驗和來引用。一旦修改，校驗和就會不對， 這意味著不可能在 Git 不知情時更改任何文件內容或目錄內容。

Git 用以計算校驗和的機制叫做 SHA-1 散列（ hash，哈希）。 這是一個由 40 個十六進制字元（ 0-9 和 a-f ）組成字元串，基於 Git 中文件的內容或目錄結構計算出來。SHA-1 哈希看起來是這樣：區塊鏈中，每個區塊包含上個區塊 ID，本區塊 ID 兩個 SHA-256 散列，這兩個散列都是基於區塊內容計算出來。一旦修改內容，則散列將變化，和其他節點的鏈不一致，最終不能加入到最長鏈中，因此無法真正篡改內容。

二、差異性

集體共識和中央節點意志： 1 - 區塊鏈是基於集體共識（ POW/POS)來 merge，形成最長鏈，最長鏈即為主鏈。

2 - 而 Git 體系裡，通過倉庫託管平台來進行多節點合作時，是平台項目的管理者掌握了 merge 的權力，體現的是中央節點的意志。

密碼學
1 - 比特幣區塊鏈中，密碼學主要用到了以下方式

在比特幣區塊鏈的整個體系中，大量使用了公開的加密演算法，如 Merkle Tree 哈希數演算法，橢圓曲線演算法、哈希演算法、對稱加密演算法及一些編碼演算法。各種演算法在比特幣區塊鏈中的作用如下：

a)哈希演算法

比特幣系統中使用的兩個哈希函數分別是：1.SHA-256，主要用於完成 PoW （工作量證明）計算； 2.RIPEMD160，主要用於生成比特幣地址。

b)Merkle 哈希樹

基於哈希值的二叉樹或多叉樹，在計算機領域，Merkle 樹大多用來進行完整性驗證處理，在分布式環境下，其進行完整性驗證能大量減少數據傳輸和計算的復雜程度。

c)橢圓曲線演算法

比特幣中使用基於 secp256k1 橢圓曲線數學的公鑰密碼學演算法進行簽名與驗證簽名，一方面可以保證用戶的賬戶不被冒名頂替，另一方面保證用戶不能否認其所簽名的交易。用私鑰對交易信息簽名，礦工用用戶的公鑰驗證簽名，驗證通過，則交易信息記賬，完成交易。

d)對稱加密演算法

比特幣官方客戶端使用 AES （對稱分組密碼演算法）加密錢包文件，用戶設置密碼後，採用用戶設置餓密碼通過 AES 對錢包私鑰進行加密，確保客戶端私鑰的安全。

e)Base58 編碼

Base58 是比特幣使用的一種獨特的編碼方式，主要用於產生比特幣的錢包地址，其類似於古典密碼學里的置換演算法機制，目的是為里增加可讀性，把二進制的哈希值變成了我們看到的地址「 」。

2 - Git：主要用了 SSH 秘鑰來進行遠程登錄驗證，用了 SHA-1 來進行代碼內容校驗和。

SSH 是 Secure Shell 的縮寫，由 IETF 的網路工作小組（ Network Working Group ）所制定,是一種專為遠程登錄會話和其他網路服務提供安全性的協議。利用 SSH 協議可以有效防止遠程管理過程中的信息泄露問題。

SSH 傳輸的過程如下: (1)遠程主機收到用戶的登錄請求，把自己的公鑰發給用戶。 (2)用戶使用這個公鑰，將登錄密碼加密後，發送回來。 (3)遠程主機用自己的私鑰，解密登錄密碼，如果密碼正確，允許用戶登錄。

④ 比特幣錢包地址是如何得到的不是比特幣地址而是錢包地址！

首先，你應該在大腦中想像出一個「錢包」的概念。你的bitcoin都放在你的「錢包」中一個錢包可以包含很多很多......很多個地址。地址的形式就是形如。

利用比特幣錢包中生成的比特幣地址你可以接收來自他人的比特幣，你也可以將你帳戶上的比特幣轉到他人的比特幣地址上面。比特幣地址就像銀行卡號一樣，具有支付、轉賬、提現功能，但在轉賬時，你只有知道別人的比特幣地址才能進行比特幣轉賬。

如果我們把比特幣錢包簡單比作成銀行卡賬戶的話，那麼比特幣錢包地址就可以看成是銀行卡賬號。不同的是，比特幣地址是可以不存儲在網路上的，更是可以獨立於你的錢包而存在的。

(4)比特幣使用ripemd擴展閱讀：

比特幣地址是一串由 26位到34位字母和數字字元串組成的。 看上去像一堆亂碼一樣，說白了這個就像你的銀行卡卡號一樣。 通過區塊鏈查可以查每個比特幣地址的所有轉賬記錄，公開透明。

比特幣錢包地址生成：通過隨機選出256位二進制數字，形成私鑰，然後通過加密函數來生成地址。這個生成方向是單向的。也就是你知道了地址是無法通過解密方法來計算出私鑰的。就目前的人類計算機運算能力無法破解，你可以很放心地把地址公布到網上。

參考鏈接：比特幣|網路

⑤ 離線生成的比特幣地址是如何避免沖突的

BTC的地址生成過程如下，完整的可以查一下比特幣中文維基：
比特幣地址的生成過程

（說明: 有些數字以"0x"開頭，意思是此數字使用十六進製表示法。"0x"本身沒有任何含義，它是C語言流傳下來的，約定俗成的寫法，比如0xA就是十進制的10。另外，1個位元組 = 8位二進制 = 2位十六進制）。

第一步，隨機選取一個32位元組的數、大小介於1 ~ 0xFFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFE BAAE DCE6 AF48 A03B BFD2 5E8C D036 4141之間，作為私鑰。


第二步，使用橢圓曲線加密演算法（ECDSA-secp256k1）計算私鑰所對應的非壓縮公鑰。 (共65位元組， 1位元組 0x04, 32位元組為x坐標，32位元組為y坐標）關於公鑰壓縮、非壓縮的問題另文說明。
第三步，計算公鑰的 SHA-256 哈希值


第四步，取上一步結果，計算 RIPEMD-160 哈希值


第五步，取上一步結果，前面加入地址版本號（比特幣主網版本號「0x00」）
00

第六步，取上一步結果，計算 SHA-256 哈希值


第七步，取上一步結果，再計算一下 SHA-256 哈希值（哈哈）


第八步，取上一步結果的前4個位元組（8位十六進制）
D61967F6

第九步，把這4個位元組加在第五步的結果後面，作為校驗（這就是比特幣地址的16進制形態）。
00D61967F6

第十步，用base58表示法變換一下地址（這就是最常見的比特幣地址形態）。