區塊鏈偽造簽名

A. 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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B. 區塊鏈最直白的解釋

近幾年，「區塊鏈」一詞成了大熱門，新聞媒體競相報道，但大家或許對於區塊鏈的認知還停留在霧里看花的階段，今天我們就來揭開它的神秘面紗。

其實區塊鏈的本質特別簡單，一句話就可以解釋：去中心化分布式資料庫。

區塊鏈的主要作用是用於存儲信息，任何人都可以將信息寫入，同時也可以讀取，所以它是一個公開的資料庫。

區塊鏈的特點

要說分布式資料庫這種技術，市場上早有存在，可不同的是，區塊鏈雖然同為分布式資料庫，但它沒有管理員，是徹底去中心化的。

去中心化是區塊鏈技術的顛覆性特點，它無需中心化代理，實現了一種點對點的直接交互，使得高效率、大規模、無中心化代理的信息交互方式成為了現實。

但是，沒有了管理員，人人都可以往裡面寫入數據，怎麼才能保證數據是可信的呢？被壞人改了怎麼辦？設計者早已想到了這些，這也證明了區塊鏈是真正劃時代的產物。

區塊

區塊鏈由一個個區塊（block）組成。區塊很像資料庫的記錄，每次寫入數據，就是創建一個區塊。

每個區塊包含兩個部分：

區塊頭（Head）：記錄當前區塊的特徵值
區塊體（Body）：實際數據
區塊頭包含了當前區塊的多項特徵值。

生成時間
實際數據（即區塊體）的哈希
上一個區塊的哈希
...
系統中每一個節點都擁有最新的完整資料庫拷貝，修改單個節點的資料庫是無效的，因為系統會自動比較，認為最多次出現的相同數據記錄為真。同時數據的每一步記錄都會被留存在區塊鏈上，可以溯源每一步的往來信息。

這里，你需要理解什麼叫哈希（hash），這是理解區塊鏈必需的。

所謂"哈希"就是計算機可以對任意內容，計算出一個長度相同的特徵值。區塊鏈的 哈希長度是256位，這就是說，不管原始內容是什麼，最後都會計算出一個256位的二進制數字。而且可以保證，只要原始內容不同，對應的哈希一定是不同的。

舉例來說，字元串123的哈希是（十六進制），轉成二進制就是256位，而且只有123能得到這個哈希。（理論上，其他字元串也有可能得到這個哈希，但是概率極低，可以近似認為不可能發生。）

因此，就有兩個重要的推論。

推論1：每個區塊的哈希都是不一樣的，可以通過哈希標識區塊。
推論2：如果區塊的內容變了，它的哈希一定會改變。

哈希的不可修改性

區塊與哈希是一一對應的，每個區塊的哈希都是針對"區塊頭"（Head）計算的。也就是說，把區塊頭的各項特徵值，按照順序連接在一起，組成一個很長的字元串，再對這個字元串計算哈希。

Hash = SHA256( 區塊頭 )

上面就是區塊哈希的計算公式，SHA256是區塊鏈的哈希演算法。注意，這個公式裡面只包含區塊頭，不包含區塊體，也就是說，哈希由區塊頭唯一決定。

前面說過，區塊頭包含很多內容，其中有當前區塊體的哈希，還有上一個區塊的哈希。這意味著，如果當前區塊體的內容變了，或者上一個區塊的哈希變了，一定會引起當前區塊的哈希改變。

這一點對區塊鏈有重大意義。如果有人修改了一個區塊，該區塊的哈希就變了。為了讓後面的區塊還能連到它（因為下一個區塊包含上一個區塊的哈希），該人必須依次修改後面所有的區塊，否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。由於後面要提到的原因，哈希的計算很耗時，短時間內修改多個區塊幾乎不可能發生，除非有人掌握了全網51%以上的計算能力。

正是通過這種聯動機制，區塊鏈保證了自身的可靠性，數據一旦寫入，就無法被篡改。這就像歷史一樣，發生了就是發生了，從此再無法改變。

C. 區塊鏈技術有哪些應用

基於以太坊開發以太貓，這個算不算應用，玩的有點意思，還有網易星球。用於溯源，搶購過中企通寶區塊鏈做的橙鏈，就是在橙子上用於區塊鏈溯源記錄。

D. 區塊鏈有哪些安全軟肋

區塊鏈有哪些安全軟肋

區塊鏈是比特幣中的核心技術，在無法建立信任關系的互聯網上，區塊鏈技術依靠密碼學和巧妙的分布式演算法，無需藉助任何第三方中心機構的介入，用數學的方法使參與者達成共識，保證交易記錄的存在性、合約的有效性以及身份的不可抵賴性。

區塊鏈技術常被人們提及的特性是去中心化、共識機制等，由區塊鏈引申出來的虛擬數字貨幣是目前全球最火爆的項目之一，正在成就出新的一批億萬級富豪。像幣安交易平台，成立短短幾個月，就被國際知名機構評級市值達400億美金，成為了最富有的一批數字貨幣創業先驅者。但是自從有數字貨幣交易所至今，交易所被攻擊、資金被盜事件層出不窮，且部分數字貨幣交易所被黑客攻擊損失慘重，甚至倒閉。

一、 令人震驚的數字貨幣交易所被攻擊事件

從最早的比特幣，到後來的萊特幣、以太幣，目前已有幾百種數字貨幣。隨著價格的攀升，各種數字貨幣系統被攻擊、數字貨幣被盜事件不斷增加，被盜金額也是一路飆升。讓我們來回顧一下令人震驚的數字貨幣被攻擊、被盜事件。

2014年2月24日，當時世界最大的比特幣交易所運營商Mt.Gox宣布其交易平台的85萬個比特幣已經被盜一空，承擔著超過80%的比特幣交易所的Mt.Gox由於無法彌補客戶損失而申請破產保護。

經分析，原因大致為Mt.Gox存在單點故障結構這種嚴重的錯誤，被黑客用於發起DDoS攻擊：

比特幣提現環節的簽名被黑客篡改並先於正常的請求進入比特幣網路，結果偽造的請求可以提現成功，而正常的提現請求在交易平台中出現異常並顯示為失敗，此時黑客實際上已經拿到提現的比特幣了，但是他繼續在Mt.Gox平台請求重復提現，Mt.Gox在沒有進行事務一致性校驗（對賬）的情況下，重復支付了等額的比特幣，導致交易平台的比特幣被竊取。

2016年8月4日，最大的美元比特幣交易平台Bitfinex發布公告稱，網站發現安全漏洞，導致近12萬枚比特幣被盜，總價值約為7500萬美元。

2018年1月26日，日本的一家大型數字貨幣交易平台Coincheck系統遭遇黑客攻擊，導致時價580億日元、約合5.3億美元的數字貨幣「新經幣」被盜，這是史上最大的數字貨幣盜竊案。

2018年3月7日，世界第二大數字貨幣交易所幣安（Binance）被黑客攻擊的消息讓幣圈徹夜難眠，黑客竟然玩起了經濟學，買空賣空「炒幣」割韭菜。根據幣安公告，黑客的攻擊過程包括：

1) 在長時間里，利用第三方釣魚網站偷盜用戶的賬號登錄信息。黑客通過使用Unicode字元冒充正規Binance網址域名里的部分字母對用戶實施網頁釣魚攻擊。

2) 黑客獲得賬號後，自動創建交易API，之後便靜默潛伏。

3) 3月7日黑客通過盜取的API Key，利用買空賣空的方式，將VIA幣值直接拉暴100多倍，比特幣大跌10%，以全球總計1700萬個比特幣計算，比特幣一夜丟了170億美元。

二、黑客攻擊為什麼能屢屢得手

基於區塊鏈的數字貨幣其火熱行情讓黑客們垂涎不已，被盜金額不斷刷新紀錄，盜竊事件的發生也引發了人們對數字貨幣安全的擔憂，人們不禁要問：區塊鏈技術安全嗎？

隨著人們對區塊鏈技術的研究與應用，區塊鏈系統除了其所屬信息系統會面臨病毒、木馬等惡意程序威脅及大規模DDoS攻擊外，還將由於其特性而面臨獨有的安全挑戰。

1. 演算法實現安全

由於區塊鏈大量應用了各種密碼學技術，屬於演算法高度密集工程，在實現上比較容易出現問題。歷史上有過此類先例，比如NSA對RSA演算法實現埋入缺陷，使其能夠輕松破解別人的加密信息。一旦爆發這種級別的漏洞，可以說構成區塊鏈整個大廈的地基將不再安全，後果極其可怕。之前就發生過由於比特幣隨機數產生器出現問題所導致的比特幣被盜事件，理論上，在簽名過程中兩次使用同一個隨機數，就能推導出私鑰。

2. 共識機制安全

當前的區塊鏈技術中已經出現了多種共識演算法機制，最常見的有PoW、PoS、DPos。但這些共識機制是否能實現並保障真正的安全，需要更嚴格的證明和時間的考驗。

3. 區塊鏈使用安全

區塊鏈技術一大特點就是不可逆、不可偽造，但前提是私鑰是安全的。私鑰是用戶生成並保管的，理論上沒有第三方參與。私鑰一旦丟失，便無法對賬戶的資產做任何操作。一旦被黑客拿到，就能轉移數字貨幣。

4. 系統設計安全

像Mt.Gox平台由於在業務設計上存在單點故障，所以其系統容易遭受DoS攻擊。目前區塊鏈是去中心化的，而交易所是中心化的。中心化的交易所，除了要防止技術盜竊外，還得管理好人，防止人為盜竊。

總體來說，從安全性分析的角度，區塊鏈面臨著演算法實現、共識機制、使用及設計上挑戰，同時黑客通過利用系統安全漏洞、業務設計缺陷也可達成攻擊目的。目前，黑客攻擊已經在對區塊鏈系統安全性造成越來越大的影響。

三、如何保證區塊鏈的安全

為了保證區塊鏈系統安全，建議參照NIST的網路安全框架，從戰略層面、一個企業或者組織的網路安全風險管理的整個生命周期的角度出發構建識別、保護、檢測、響應和恢復5個核心組成部分，來感知、阻斷區塊鏈風險和威脅。

除此之外，根據區塊鏈技術自身特點重點關注演算法、共識機制、使用及設計上的安全。

針對演算法實現安全性：一方面選擇採用新的、本身經得起考驗的密碼技術，如國密公鑰演算法SM2等。另一方面對核心演算法代碼進行嚴格、完整測試的同時進行源碼混淆，增加黑客逆向攻擊的難度和成本。

針對共識演算法安全性：PoW中使用防ASIC雜湊函數，使用更有效的共識演算法和策略。

針對使用安全性：對私鑰的生成、存儲進行保護，敏感數據加密存儲。

針對設計安全性：一方面要保證設計的功能盡量完善，如採用私鑰白盒簽名技術，防止病毒、木馬在系統運行過程中提取私鑰；設計私鑰泄露追蹤功能，盡可能減少私鑰泄露後的損失。另一方面，應對某些關鍵業務設計去中心化，防止單點故障攻擊。

E. 電子合同中的數字簽名技術是如何防止偽造信息的

數字簽名的使用可以保證發送方不能否認和偽造信息，是一種安全措施。

在公鑰密碼學中，密鑰是由公開密鑰和私有密鑰組成的密鑰對。數字簽名就是用私有密鑰進行加密，接收方用公開密鑰進行解密。由於公開密鑰不能推算出私有密鑰，所以公開密鑰不會損壞私有密鑰的安全，公開密鑰無需保密可以公開傳播，而私有密鑰必須保密。

因此，當某人用其私有密鑰加密信息，能夠用TA的公開密鑰正確解密就可以肯定該消息是經過某人簽字的，因為其他人的公開密鑰不可能正確解密該加密信息，其他人也不可能擁有該人的私有密鑰而製造出該加密過的信息。

就其實質而言，數字簽名是接收方能夠向第三方證明接收到的消息及發送源的真實性而採取的一種安全措施，其使用可以保證發送方不能否認和偽造信息。

數字簽名的主要方式是：報文的發送方從報文文本中生成一個散列值（或報文摘要），發送方用自己的私有密鑰對這個散列值進行加密來形成發送方的數字簽名，然後這個數字簽名將作為報文的附件和報文一起發送給報文的接收方，報文的接收方首先從接收到的原始報文中計算出散列值（或報文摘要），接著再用發送方的公開密鑰來對報文附加的數字簽名進行解密，如果兩個散列值相同，那麼接收方就能確認該數字簽名是發送方的。

F. 區塊鏈存證 是否能讓電子數據全鏈路可信

越多的企業加入到數字化轉型的隊伍中來，如何有效保障數據安全將成為這個時代核心競爭力。2012年，新修改的《民事訴訟法》和《刑事訴訟法》正式把電子數據列入法定的證據分類，電子數據的相關法律法規開始頒布，電子數據開始走向了歷史舞台。
然而，鑒於電子數據具有可復制、易篡改、難固證、難舉證等特性，電子證據迫切需要一種專業可靠且司法可信的技術，來有效解決電子證據的信任問題。
區塊鏈具有去中心化、分布式記賬、加密可溯源等顯著優勢，可以很好地保證上鏈數據的完整性和真實性。一旦被篡改或偽造即可被發現，同時，由於區塊鏈具有分布式記賬的特點，即使刪除個別節點上的數據，其他節點仍然能完整地保存數據，保證整個區塊鏈存證系統的正常運轉。
2018年，最高法在《關於互聯網法院審理案件若干問題的規定》，明確指出：當事人提交的電子數據，通過電子簽名、可信時間戳、哈希值校驗、區塊鏈等證據收集、固定和防篡改的技術手段或者通過電子取證存證平台認證，能夠證明其真實性的，互聯網法院應當確認。這是從司法層面首次肯定區塊鏈技術在電子數據方面的法律效力。

基於以上優勢，區塊鏈天然適用於電子數據數據存證。引入區塊鏈存證，可以有效解決電子證據真實性、合法性問題，使電子數據存證過程具有更高的可信賴性。易保全利用區塊鏈技術，可以很好地解決電子數據從產生、存證，到公證、舉證等全鏈路可信問題：上鏈時，利用區塊鏈保障存證數據的原始性和完整性；上鏈後，利用保全鏈上的各司法節點保障數據的可信性與安全性；訴訟時，證據直通互聯網法院提高維權效率。

G. 怎麼解讀區塊鏈的數字簽名

在區塊鏈的分布式網路里，節點之間進行通訊並達成信任，需要依賴數字簽名技術，它主要實現了身份確認以及信息真實性、完整性驗證。

數字簽名

數字簽名(又稱公鑰數字簽名、電子簽章)是一種類似寫在紙上的普通的物理簽名，但是使用了公鑰加密領域的技術實現，用於鑒別數字信息的方法。一套數字簽名通常定義兩種互補的運算，一個用於簽名，另一個用於驗證。就是只有信息的發送者才能產生的別人無法偽造的一段數字串，這段數字串同時也是對信息的發送者發送信息真實性的一個有效證明。簡單證明 「我就是我」。

H. 為什麼區塊鏈可以做到不可篡改

區塊鏈是從零開始有序的鏈接在一起的，每個區塊都指向前一個區塊，稱為前一個區塊的子區塊，前一區塊稱為父區塊。
 
每個區塊都有一個區塊頭，里邊包含著父區塊頭通過演算法生成的哈希值，通過這個哈希值可以找到父區塊。當父區塊有任何改動時，父區塊的哈希值也發生變化。這將迫使子區塊哈希值欄位發生改變，以此類推，後邊的子子區塊，子子子區塊都會受影響。一旦一個區塊有很多後代以後，除非重新計算此區塊所有後代的區塊，但是這樣重新計算需要耗費巨大的計算量，所以區塊鏈越長區塊歷史越無法改變。

I. 區塊鏈它是如何安全的

區塊鏈中的安全性來自一些屬性。
1.挖掘塊需要使用資源。
2.每個塊包含之前塊的哈希值。
想像一下，如果攻擊者想要通過改變5個街區之前的交易來改變鏈條。如果他們篡改了塊，則塊的哈希值會發生變化。然後攻擊者必須將指針從下一個塊更改為更改的塊，然後更改下一個塊的哈希值...這將一直持續到鏈的末尾。這意味著塊體在鏈條的後面越遠，其變化的阻力就越大。 實際上，攻擊者必須模擬整個網路的哈希能力，直到鏈的前端。然而，當攻擊者試圖攻擊時，鏈繼續向前移動。如果攻擊者的哈希值低於鏈的其餘部分（<50％），那麼他們將始終追趕並且永遠不會產生最長的鏈。因此，這種類型的區塊鏈可以抵禦攻擊，其中攻擊者的哈希值低於50％。
當攻擊者擁有51％的哈希值時，他們可以使用有效事務列表重寫網路歷史記錄。這是因為他們可以比網路的其他部分更快地重新計算任何塊排序的哈希值，因此它們最終可以保證更長的鏈。51％攻擊的主要危險是雙重花費的可能性。這簡單的意思是攻擊者可以購買一件物品並表明他們已經在區塊鏈上用任意數量的確認付款。一旦他們收到了該物品，他們就可以對區塊鏈進行重新排序，使其不包括發送交易，從而獲得退款。
即使攻擊者擁有>50％的哈希值，攻擊者也只能造成這么大的傷害。他們不能做諸如將錢從受害者的賬戶轉移到他們的賬戶或列印更多硬幣之類的事情。這是因為所有交易都由帳??戶所有者簽署，因此即使他們控制整個網路，也無法偽造帳戶簽名。