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區塊鏈的基本要素包括密碼技術共識演算法

發布時間: 2021-07-12 23:41:05

1. 區塊鏈的基本要素包括

1-包含一個分布式資料庫

2-分布式資料庫是區塊鏈的物理載體,區塊鏈是交易的邏輯載體,所有核心節點都應包含該條區塊鏈數據的全副本

3-區塊鏈按時間序列化區塊,且區塊鏈是整個網路交易數據的唯一主體

4-區塊鏈只對添加有效,對其他操作無效

5-基於非對稱加密的公私鑰驗證

6-記賬節點要求拜占庭將軍問題可解/避免

7-共識過程(consensus progress)是演化穩定的,即面對一定量的不同節點的矛盾數據不會崩潰。

8-共識過程能夠解決double-spending問題。

區塊鏈的五個特點:
去中心
由於使用分布式核算和存儲,不存在中心化的硬體或管理機構,任意節點的權利和義務都是均等的,系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護。
得益於區塊鏈的去中心化特徵,比特幣也擁有去中心化的特徵 [6] 。
開放性
系統是開放的,除了交易各方的私有信息被加密外,區塊鏈的數據對所有人公開,任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用,因此整個系統信息高度透明。
自治性
區塊鏈採用基於協商一致的規范和協議(比如一套公開透明的演算法)使得整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境自由安全的交換數據,使得對「人」的信任改成了對機器的信任,任何人為的干預不起作用。
信息不可篡改
一旦信息經過驗證並添加至區塊鏈,就會永久的存儲起來,除非能夠同時控制住系統中超過51%的節點,否則單個節點上對資料庫的修改是無效的,因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。
匿名性
由於節點之間的交換遵循固定的演算法,其數據交互是無需信任的(區塊鏈中的程序規則會自行判斷活動是否有效),因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產生信任,對信用的累積非常有幫助。

2. 區塊鏈的基本特徵是什麼

答:區塊鏈的基本特徵

一、去中心化。
區塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬體設施,沒有中心管制,除了自成一體的區塊鏈本身,通過分布式核算和存儲,各個節點實現了信息自我驗證、傳遞和管理。

二、開放性。

區塊鏈技術基礎是開源的,除了交易各方的私有信息被加密外,區塊鏈的數據對所有人開放,任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用,因此整個系統信息高度透明 。

三、獨立性。

基於協商一致的規范和協議(類似比特幣採用的哈希演算法等各種數學演算法),整個區塊鏈系統不依賴其他第三方,所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據,不需要任何人為的干預 。

四、安全性。

只要不能掌控全部數據節點的51%,就無法肆意操控修改網路數據,這使區塊鏈本身變得相對安全,避免了主觀人為的數據變更 。

五、匿名性。

除非有法律規范要求,單從技術上來講,各區塊節點的身份信息不需要公開或驗證,信息傳遞可以匿名進行 。

3. 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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4. 區塊鏈技術中的幾個要素是什麼

金窩窩網路分析要素如下幾點:

1-包含一個分布式資料庫

2-分布式資料庫是區塊鏈的物理載體,區塊鏈是交易的邏輯載體,所有核心節點都應包含該條區塊鏈數據的全副本

3-區塊鏈按時間序列化區塊,且區塊鏈是整個網路交易數據的唯一主體

4-區塊鏈只對添加有效,對其他操作無效

5-基於非對稱加密的公私鑰驗證

6-記賬節點要求拜占庭將軍問題可解/避免

7-共識過程(consensus progress)是演化穩定的,即面對一定量的不同節點的矛盾數據不會崩潰。

8-共識過程能夠解決double-spending問題

5. 區塊鏈技術的一些重要要素是什麼

1、所謂區塊鏈技術,簡稱BT(Blockchain technology),也被稱之為分布式賬本技術,是一種互聯網資料庫技術,其特點是去中心化、公開透明,讓每個人均可參與資料庫記錄。
2、區塊鏈(Blockchain)是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術在互聯網時代的創新應用模式,近年來,區塊鏈的發展和應用,對技術革新和產業革命有非常重要的意義。本經驗介紹區塊鏈技術的相關知識。
3、區塊鏈是一個分布式賬本,可以包含金融和/或非金融交易,通過對等網路幾乎實時地復制(分布)在多個系統上,每個參與者「擁有」相同的分類帳副本,並在添加任何交易時獲得更新,每個參與者都有助於確定所有現有記錄的內在「不變性」,使用密碼學和數字簽名來證明身份,真實性和強制讀/寫訪問許可權,有機制使其難以改變歷史記錄,可以很容易地檢測到有人試圖改變它。

6. 區塊鏈有幾種共識演算法

Ripple Consensus(瑞波共識演算法)
使一組節點能夠基於特殊節點列表達成共識。初始特殊節點列表就像一個俱樂部,要接納一個新成員,必須由51%的該俱樂部會員投票通過。共識遵循這核心成員的51%權力,外部人員則沒有影響力。由於該俱樂部由「中心化」開始,它將一直是「中心化的」,而如果它開始腐化,股東們什麼也做不了。
5、PBFT:Practical Byzantine Fault Tolerance(實用拜占庭容錯演算法)
PBFT是一種狀態機副本復制演算法,即服務作為狀態機進行建模,狀態機在分布式系統的不同節點進行副本復制。每個狀態機的副本都保存了服務的狀態,同時也實現了服務的操作。將所有的副本組成的集合使用大寫字母R表示,使用0到|R|-1的整數表示每一個副本。為了描述方便,假設|R|=3f+1,這里f是有可能失效的副本的最大個數。盡管可以存在多於3f+1個副本,但是額外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。
PBFT演算法主要特點如下:客戶端向主節點發送請求調用服務操作;主節點通過廣播將請求發送給其他副本;所有副本都執行請求並將結果發回客戶端;客戶端需要等待f+1個不同副本節點發回相同的結果,作為整個操作的最終結果。

7. 區塊鏈技術包含的幾種基礎技術是什麼

區塊鏈1.0時代即是數字貨幣的時代,技術基礎為:
1.
以區塊為單位的連庄數據塊結構
2.
全網共享賬本
3.
非對稱加密
4.
源代碼開源
區塊鏈2.0時代技術基礎:
1.
智能合約;是區塊鏈系統中的應用,是以編碼的可自動運行的的業務邏輯,通常有自己代幣和專用開發語言;
2.
DAPP:包含用戶接賣弄的應用,包括但不限於各種加密貨幣,如以太坊錢包;
3.
虛擬機:用於執行智能合約編譯後的代碼,虛擬機是圖靈完備的。
隨著區塊鏈技術的應用和不斷深入,區塊鏈3.0時代已經來臨,從各行各業的運轉背後都可以看到區塊鏈協作運轉的模式,因此區塊鏈必將廣泛而深刻的改變人類的生活方式,因此整個生活服務將進入區塊鏈時代。在這個互聯網發展過程當中,區塊鏈+實體行業、區塊鏈電商、區塊鏈社群運營都可以運用到區塊鏈技術。
當然3.0伴隨著現代密碼學發展才產生的,現今應用的密碼學是20年前的的密碼學成果,因此要將區塊鏈技術應用於更多參與場景,特別是應用於互聯網經濟等方面,現有的加密技術是否滿足需求還需要更多的驗證,需要更深入的整合密碼學前沿技術,不斷創新。

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