區塊鏈的演算法加密機制

❶ 區塊鏈是什麼

區塊鏈是什麼

區塊鏈是什麼，很多人對於區塊鏈是什麼東西來的，是不太清楚的，甚至有一些人是沒有聽說過的，其實區塊鏈是一種常見的，我為大家整理好了區塊鏈是什麼的相關資料。

區塊鏈是什麼1

說到區塊鏈，不得不提它的孿生兄弟——比特幣。

時光倒流回整整11年前。2008年 11月 1 日，世界正籠罩在金融危機的巨大陰影中。那天，一位自稱「中本聰」的神秘極客群發了一封電子郵件。

郵件中附著一篇論文，標題是：「比特幣：一個點對點電子現金系統」。

中本聰在郵件中說，他正在研究一種新的電子現金系統，這種系統完全是點對點的，無須任何可信的第三方。大約半個月後，中本聰又馬不停蹄地公布了比特幣系統的源代碼。

2009年1月3日，一個有趣的發明橫空出世。中本聰在伺服器上生成了第一個比特幣區塊，這就是所謂的「比特幣創世區塊」。從此，比特幣系統正式開張。

說到這里，不妨停下來想一想，咱們在現實生活中是怎麼進行現金交易的。

假設你向朋友借了1萬塊錢，並答應一個月後還錢，你可能會選擇用銀行卡轉賬還款。銀行負責在你的存款賬戶中減掉1萬塊，在你朋友的存款賬戶中增加1萬塊。

在這里，銀行是負責記賬的機構。你之所以選擇銀行轉賬，潛在原因是你相信它比較可靠，會幫你把1萬塊錢轉給朋友。

可是，在數字世界裡，發明一套貨幣，就是另一回事了。

比特幣游戲的幕後英雄

首先，中本聰希望點對點直接交易，繞開銀行這個第三方。這個問題好辦，那就不設銀行唄，用戶通過一套獨特的機制自己發行貨幣，相互之間直接交易。

但這又帶來另一個問題，沒有銀行作為可靠的中介負責記賬，用戶又相互不認識，怎麼保證交易時沒人耍賴呢？

比如，在數字世界裡，電子文件可以輕松復制，10塊錢的數字貨幣，動動滑鼠復制粘貼10次就變成100塊，豈不亂套了？

解決這個問題，就需要提供一個讓大家互相信任的機制。

比特幣系統採用的方法是，讓所有交易過程都按照時間順序公開透明地記錄下來，這些記錄是永久性的，不能篡改。這樣就沒辦法做一些偷偷摸摸的事了。

憑借這些機制，比特幣系統成功運轉起來。

這個系統以數據塊為單位存儲數據，這就是區塊（Block）。大約每隔10分鍾，就會有新的區塊增加上去。每個區塊都記錄著比特幣的詳細交易過程，而且帶著時間戳。不同區塊之間按照時間順序、通過某種演算法相連，這就是鏈（Chain）。

它們合起來，就被稱為「區塊鏈」（Blockchain）。

就這樣，區塊鏈伴隨比特幣的誕生，落地生根了。如果說比特幣是受到矚目的台前明星，區塊鏈就是負責在底層技術上提供信任機制的幕後英雄。

記賬方式的全新變化

雖然身居幕後，區塊鏈的才華很快被挖掘出來。

用專業術語來講，區塊鏈是一種分布式賬本技術。要想理解它，咱們還是舉個最簡單的例子吧。

假設原來你家是這樣記賬的：你和爸爸、媽媽分別有一個賬本，你們各自記各自的花費，每個月底一起統計家庭總開銷。

但爸爸喜歡買煙，媽媽喜歡屯化妝品，你喜歡買零食，你們可能都會有意無意地少記幾條，有時還會在賬本上塗改。所以月底核對賬本時，總是和家裡的實際支出有點出入。

為了改變這種情況，你們重新買了一個新賬本，你和爸爸、媽媽三人共同用一個新賬本記賬，並且互相提醒、監督，一起核對每一項花費。

同時你們還約定，一旦把花費核對清楚記上去後，就不許塗改和刪掉。嘗試了幾個月，你們發現這個共同賬本和家裡的實際支出吻合多了。

區塊鏈就屬於第二種記賬方式。上面的小故事告訴我們，它至少有這么幾大特長或好處。

首先，它是去中心化的，以前由單方維護的資料庫，變成了多方共同維護，大家憑借共識一起寫入數據，沒有誰可以單獨控制數據。

其次，它讓大家從各記各的賬，變成共同記賬，這帶來數據的一致和公開透明。

此外，區塊鏈只允許寫入數據，不允許刪除和修改，這樣可以防止數據被偷偷篡改。

陌生人之間的彼此信任

在現實中，很多場景比家裡怎麼記賬可復雜多了。而且，金融交易、業務處理的若干環節大都由素不相識的人操作，怎麼讓大家互相信任呢？

這就輪到區塊鏈大展身手了。別忘了，它可以從底層技術上提供讓大家互相信任的機制。

比如，平時去菜市場買東西，你可能會擔心魚蝦、蔬菜是否安全。有的公司從中看到商機，把養殖戶和魚塘的數據搬到區塊鏈上。這樣你就能知道買的魚來自哪個魚塘，會吃得更加放心。

再比如，朋友圈經常會出現為重病患者籌款的鏈接，在捐款時，你可能多少有些顧慮：患者情況真實嗎？捐款真能送到病人手裡嗎？

為了消除這些顧慮，有些互聯網公益機構用上了區塊鏈，讓你清清楚楚地查看捐款的使用步驟。假如審核發現患者情況不屬實，區塊鏈系統將自動把捐款退還你的賬戶。

未來，區塊鏈可以給我們的生活帶來哪些改變？

可以想像的是，當社會的各個領域廣泛用上了區塊鏈，它將成為信息時代的重要基礎設施，能解決很多當前令我們頭疼的事兒。

比如，區塊鏈將使無數信息的孤島被「鏈」在一起，看病不必因為換個醫院就重復檢查，創業者不必為了辦一個手續跑多個部門；很多交易不再需要第三方擔保，消費者不再擔心押金無法退還，創作者不必擔心作品被盜用卻一無所得……

區塊鏈是什麼2

從學術角度來解釋，區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈本質上是一個去中心化的資料庫。

這么解釋，很多人還是看不懂，那麼我做一個簡單的比喻。

假設環境：假如你們家裡有個賬本，讓你來記賬。在以前，就是爸爸媽媽把工資交給你，讓你記到賬本上。中間萬一你貪吃，想買點好吃的，可能賬本上的記錄會少十幾塊。

這只是舉一個例子，我相信小時候大家可能都想從爸爸媽媽的口袋裡拿點錢來花。

用區塊鏈解決問題的方法：

如果用全家總動員的方式記賬，上述說的問題就不會有了，因為你在記賬，你爸爸也在記賬，你媽媽也在記賬，他們都能看到總賬，你不能改，爸爸媽媽也不能改，這樣想買煙抽的爸爸和想貪吃的你都沒辦法啦。

功能的「區塊鏈」

它不僅可以記錄每一筆交易，還可以通過編程來記錄幾乎所有對人類有價值的事物：出生和死亡證明、結婚證、所有權契據、學位證、財務賬戶、就醫歷史、保險理賠單、選票、食品來源以及任何其他可以用代碼表示的事物。

每個區塊就像一個硬碟，把以上這些信息全部保存下來，再通過密碼學技術進行加密。這些被保存的信息就無法被篡改。

區塊鏈系統每10分鍾會檢驗期間產生的所有數據（比如交易記錄以及該區塊何時被編輯或創建的記錄等），並將這些數據儲存在一個新的區塊上，這個區塊會與前一個區塊連接，從而形成一根鏈條。每個區塊都必須包含前一區塊的相關信息才能生效。

區塊鏈的特點

1、異常安全：

不同於公司或政府機構擁有的集中化資料庫，區塊鏈不受任何人或實體的控制，數據在多台計算機上完整地復制（分發）。

與集中式資料庫不同，攻擊者沒有一個單一的入口點，數據的安全性更有保障。

2、不可篡改性：

一旦進入區塊鏈，任何信息都無法更改，甚至管理員也無法修改此信息。

一個東西一旦出現就再也沒法改變，這種屬性對於人類目前所處的可以更改、瞬息萬變的網上世界而言意義重大。

3、可訪問：

網路中的所有節點都可以輕松訪問信息。

4、無第三方：

因為區塊鏈的去中心化，它可以幫助點對點交易，因此，無論您是在交易還是交換資金，都無需第三方的批准。

區塊鏈本身就是一個平台。

區塊鏈技術是指一種全民參與記賬的方式。所有的系統背後都有一個資料庫，你可以把資料庫看成是就是一個大賬本。目前是各自記各自的賬。

由於沒有中心化的中介機構存在，讓所有的東西都通過預先設定的程序自動運行，不僅能夠大大降低成本，也能提高效率。而由於每個人都有相同的賬本，能確保賬本記錄過程是公開透明的。

區塊鏈技術是比特幣的底層技術，比特幣在沒有任何中心化機構運營和管理的情況下，多年運行非常穩定，沒有出現過任何問題，所以有人注意到了它的底層技術，把比特幣技術抽象提取出來，稱之為區塊鏈技術，或者分布式賬本技術。

根據西班牙最大銀行桑坦德發布的一份報告顯示，2020年左右如果全世界的銀行內部都使用區塊鏈技術的話，大概每年能省下200億美元的成本。這樣的數據足以說明「區塊鏈」給傳統金融領域帶來的巨大變革和突破。

雲計算通常定義為通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源，但是提供雲計算平台的往往是一個中心化機構。而區塊鏈組成的網路一般是沒有特定的機構，所以區塊鏈更接近分布式計算系統的定義，屬於分布式計算的一種。

區塊鏈的未來發展和應用場景

1、數字身份

很多人開各種證明時會遇到「證明我媽是我媽」的窘境，有了區塊鏈，就再也不用擔心了。

原來我們的出生證、房產證、婚姻證等等，需要一個中心節點，大家才能承認。一旦跨國，合同和證書可能就失效了，因為缺少全球性的中心節點。

區塊鏈技術不可篡改的特性從根本上改變了這一情況，我們的出生證、房產證、婚姻證都可以在區塊鏈上公證，變成全球都信任的東西，當然也可以輕松證明 「我媽是我媽」。

2、衛生保健

簡單說就是利用區塊鏈建立有時間戳的通用記錄存儲庫，進而達到不同資料庫都可提取數據信息的目的。

例如你去看病，不用換個醫院就反復檢查，也不用為報銷醫保反復折騰，可以節省時間和開銷。

3、旅行消費

例如我們經常會用攜程、美團等app來尋找並下單入住酒店和其他服務，各個平台從中獲得提成。

而區塊鏈的應用正是除去中間商，並為服務提供商和客戶創建安全、分散的方式，以達到直接進行連接和交易的目的。

4、更便捷的'交易

區塊鏈可以讓支付和交易變得更高效、更便捷。區塊鏈平台允許用戶創建在滿足某些條件時變為活動的智能合約，這意味著當交易雙方同意滿足其條件時，可以釋放自動付款。

5、嚴把產品質量關

假如你買了一個蘋果，在區塊鏈技術下，你可以知道從果農的生產到流通環節的全過程。在這其中有政府的監管信息、有專業的檢測數據、有企業的質量檢驗數據等等。智慧的供應鏈將使我們日常吃到的食物、用到的商品更加安全，讓我們更加放心。

6、產權保護藝術

創作者把自己的作品放在區塊鏈上，有人使用了他的作品，他就能立刻知道。相應的版稅也會自動支付給創作者。

區塊鏈技術既保護了版權，也有助於創作者更好更直接地向消費者售賣自己的作品，而不再需要發行公司的協助。

區塊鏈是什麼3

區塊鏈的優勢

去中心化，它不需要第三方的介入，實現點對點的交易、協調和協作。因為數據通過演算法分布在各個節點，而且有獨特的驗證機制，因此沒有任何一個機構或個人可以實現對全局數據的控制，由於是分布在各個節點，因此任一節點停止工作都不會影響系統整體運作，這種去中心化的網路將極大地提升數據安全性。系統中的數據由具有維護功能的各個節點共同維護。

開放性，系統除了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。

區塊鏈的用武之地

區塊鏈一種開放、透明、分散和安全的技術，這種技術的革命運用於互聯網中。對於醫療保健，輿論監管，生態檢測等數據敏感的領域，能防止數據被篡改，保證數據的真實性。

總之，區塊鏈並不僅僅只是虛擬幣一種方式，它的優勢會在很多行業領域起到重要的作用

❷ 區塊鏈是什麼區塊鏈技術講解

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈（Blockchain），是比特幣的一個重要概念，它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，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批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。

區塊鏈是一個公開的數據列表，其中的每一份記錄被稱作一個區塊。這些區塊像鏈條一樣連成一串，形成了區塊鏈。就像成語接龍一樣，相鄰的詞語之間必然存在某種聯系才能形成詞語鏈條。區塊鏈也是如此，只不過區塊與區塊之間的聯系要復雜得多。

(2)區塊鏈的演算法加密機制擴展閱讀

區塊鏈技術創新不等於炒作虛擬貨幣，應防止那種利用區塊鏈發行虛擬貨幣、炒作空氣幣等行為。同時還要看到，區塊鏈目前尚處於早期發展階段，在安全、標准、監管等方面都需要進一步發展完善。

大方向沒有錯，但是要避免一哄而上、重復建設，能夠在有序競爭中打開區塊鏈的想像空間。中國在區塊鏈領域擁有良好基礎，一些大型互聯網公司早有布局，人才儲備相對充足，應用場景比較豐富，完全有條件在這個新賽道取得領先地位。

從更大的視野來看，人類能夠發展出文明，是因為實現了大規模人群之間的有效合作。亞當·斯密所闡釋的「看不見的手」，也是通過市場機制實現了人類社會的分工協作。

由此觀之，區塊鏈極大拓展了人類信任協作的廣度和深度。也許，區塊鏈不只是下一代互聯網技術，更是下一代合作機制和組織形式。

❸ 區塊鏈技術如何保障信息主體隱私和權益

隱私保護手段可以分為三類：
一是對交易信息的隱私保護，對交易的發送者、交易接受者以及交易金額的隱私保護，有混幣、環簽名和機密交易等。
二是對智能合約的隱私保護，針對合約數據的保護方案，包含零知識證明、多方安全計算、同態加密等。
三是對鏈上數據的隱私保護，主要有賬本隔離、私有數據和數據加密授權訪問等解決方案。
拓展資料：
一、區塊鏈加密演算法隔離身份信息與交易數據
1、區塊鏈上的交易數據，包括交易地址、金額、交易時間等，都公開透明可查詢。但是，交易地址對應的所用戶身份，是匿名的。通過區塊鏈加密演算法，實現用戶身份和用戶交易數據的分離。在數據保存到區塊鏈上之前，可以將用戶的身份信息進行哈希計算，得到的哈希值作為該用戶的唯一標識，鏈上保存用戶的哈希值而非真實身份數據信息，用戶的交易數據和哈希值進行捆綁，而不是和用戶身份信息進行捆綁。
2、由此，用戶產生的數據是真實的，而使用這些數據做研究、分析時，由於區塊鏈的不可逆性，所有人不能通過哈希值還原注冊用戶的姓名、電話、郵箱等隱私數據，起到了保護隱私的作用。
二、區塊鏈「加密存儲+分布式存儲」
加密存儲，意味著訪問數據必須提供私鑰，相比於普通密碼，私鑰的安全性更高，幾乎無法被暴力破解。分布式存儲，去中心化的特性在一定程度上降低了數據全部被泄漏的風險，而中心化的資料庫存儲，一旦資料庫被黑客攻擊入侵，數據很容易被全部盜走。通過「加密存儲+分布式存儲」能夠更好地保護用戶的數據隱私。
三、區塊鏈共識機制預防個體風險
共識機制是區塊鏈節點就區塊信息達成全網一致共識的機制，可以保障最新區塊被准確添加至區塊鏈、節點存儲的區塊鏈信息一致不分叉，可以抵禦惡意攻擊。區塊鏈的價值之一在於對數據的共識治理，即所有用戶對於上鏈的數據擁有平等的管理許可權，因此首先從操作上杜絕了個體犯錯的風險。通過區塊鏈的全網共識解決數據去中心化，並且可以利用零知識證明解決驗證的問題，實現在公開的去中心化系統中使用用戶隱私數據的場景，在滿足互聯網平台需求的同時，也使部分數據仍然只掌握在用戶手中。
四、區塊鏈零知識證明
零知識證明指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用的信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的，即證明者既能充分證明自己是某種權益的合法擁有者，又不把有關的信息泄漏出去，即給外界的「知識」為「零」。應用零知識證明技術，可以在密文情況下實現數據的關聯關系驗證，在保障數據隱私的同時實現數據共享。

❹ 區塊鏈的密碼技術有

密碼學技術是區塊鏈技術的核心。區塊鏈的密碼技術有數字簽名演算法和哈希演算法。
數字簽名演算法
數字簽名演算法是數字簽名標準的一個子集，表示了只用作數字簽名的一個特定的公鑰演算法。密鑰運行在由SHA-1產生的消息哈希：為了驗證一個簽名，要重新計算消息的哈希，使用公鑰解密簽名然後比較結果。縮寫為DSA。

數字簽名是電子簽名的特殊形式。到目前為止，至少已經有 20 多個國家通過法律 認可電子簽名，其中包括歐盟和美國，我國的電子簽名法於 2004 年 8 月 28 日第十屆全 國人民代表大會常務委員會第十一次會議通過。數字簽名在 ISO 7498-2 標准中定義為： 「附加在數據單元上的一些數據，或是對數據單元所作的密碼變換，這種數據和變換允許數據單元的接收者用以確認數據單元來源和數據單元的完整性，並保護數據，防止被人（例如接收者）進行偽造」。數字簽名機制提供了一種鑒別方法，以解決偽造、抵賴、冒充和篡改等問題，利用數據加密技術、數據變換技術，使收發數據雙方能夠滿足兩個條件：接收方能夠鑒別發送方所宣稱的身份；發送方以後不能否認其發送過該數據這一 事實。
數字簽名是密碼學理論中的一個重要分支。它的提出是為了對電子文檔進行簽名，以 替代傳統紙質文檔上的手寫簽名，因此它必須具備 5 個特性。
（1）簽名是可信的。
（2）簽名是不可偽造的。
（3）簽名是不可重用的。
（4）簽名的文件是不可改變的。
（5）簽名是不可抵賴的。
哈希（hash）演算法
Hash，就是把任意長度的輸入（又叫做預映射， pre-image），通過散列演算法，變換成固定長度的輸出，該輸出就是散列值。這種轉換是一種壓縮映射，其中散列值的空間通常遠小於輸入的空間，不同的輸入可能會散列成相同的輸出，但是不可逆向推導出輸入值。簡單的說就是一種將任意長度的消息壓縮到某一固定長度的消息摘要的函數。
哈希（Hash）演算法，它是一種單向密碼體制，即它是一個從明文到密文的不可逆的映射，只有加密過程，沒有解密過程。同時，哈希函數可以將任意長度的輸入經過變化以後得到固定長度的輸出。哈希函數的這種單向特徵和輸出數據長度固定的特徵使得它可以生成消息或者數據。
以比特幣區塊鏈為代表，其中工作量證明和密鑰編碼過程中多次使用了二次哈希，如SHA(SHA256(k))或者RIPEMD160(SHA256(K)),這種方式帶來的好處是增加了工作量或者在不清楚協議的情況下增加破解難度。
以比特幣區塊鏈為代表，主要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。如下圖1所示，為比特幣從公鑰生成地址的流程。

❺ 什麼是區塊鏈加密演算法

區塊鏈加密演算法（EncryptionAlgorithm）
非對稱加密演算法是一個函數，通過使用一個加密鑰匙，將原來的明文文件或數據轉化成一串不可讀的密文代碼。加密流程是不可逆的，只有持有對應的解密鑰匙才能將該加密信息解密成可閱讀的明文。加密使得私密數據可以在低風險的情況下，通過公共網路進行傳輸，並保護數據不被第三方竊取、閱讀。
區塊鏈技術的核心優勢是去中心化，能夠通過運用數據加密、時間戳、分布式共識和經濟激勵等手段，在節點無需互相信任的分布式系統中實現基於去中心化信用的點對點交易、協調與協作，從而為解決中心化機構普遍存在的高成本、低效率和數據存儲不安全等問題提供了解決方案。
區塊鏈的應用領域有數字貨幣、通證、金融、防偽溯源、隱私保護、供應鏈、娛樂等等，區塊鏈、比特幣的火爆，不少相關的top域名都被注冊，對域名行業產生了比較大的影響。

❻ 深入了解區塊鏈的共識機制及演算法原理

所謂「共識機制」，是通過特殊節點的投票，在很短的時間內完成對交易的驗證和確認；對一筆交易，如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識，我們就可以認為全網對此也能夠達成共識。再通俗一點來講，如果中國一名微博大V、美國一名虛擬幣玩家、一名非洲留學生和一名歐洲旅行者互不相識，但他們都一致認為你是個好人，那麼基本上就可以斷定你這人還不壞。

要想整個區塊鏈網路節點維持一份相同的數據，同時保證每個參與者的公平性，整個體系的所有參與者必須要有統一的協議，也就是我們這里要將的共識演算法。比特幣所有的節點都遵循統一的協議規范。協議規范（共識演算法）由相關的共識規則組成，這些規則可以分為兩個大的核心：工作量證明與最長鏈機制。所有規則（共識）的最終體現就是比特幣的最長鏈。共識演算法的目的就是保證比特幣不停地在最長鏈條上運轉，從而保證整個記賬系統的一致性和可靠性。

區塊鏈中的用戶進行交易時不需要考慮對方的信用、不需要信任對方，也無需一個可信的中介機構或中央機構，只需要依據區塊鏈協議即可實現交易。這種不需要可信第三方中介就可以順利交易的前提是區塊鏈的共識機制，即在互不了解、信任的市場環境中，參與交易的各節點出於對自身利益考慮，沒有任何違規作弊的動機、行為，因此各節點會主動自覺遵守預先設定的規則，來判斷每一筆交易的真實性和可靠性，並將檢驗通過的記錄寫入到區塊鏈中。各節點的利益各不相同，邏輯上將它們沒有合謀欺騙作弊的動機產生，而當網路中有的節點擁有公共信譽時，這一點尤為明顯。區塊鏈技術運用基於數學原理的共識演算法，在節點之間建立「信任」網路，利用技術手段從而實現一種創新式的信用網路。

目前區款連行業內主流的共識演算法機制包含：工作量證明機制、權益證明機制、股份授權證明機制和Pool驗證池這四大類。

工作量證明機制即對於工作量的證明，是生成要加入到區塊鏈中的一筆新的交易信息(即新區塊)時必須滿足的要求。在基於工作量證明機制構建的區塊鏈網路中，節點通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權，求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。工作量證明機制具有完全去中心化的優點，在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中，節點可以自由進出。大家所熟知的比特幣網路就應用工作量證明機制來生產新的貨幣。然而，由於工作量證明機制在比特幣網路中的應用已經吸引了全球計算機大部分的算力，其他想嘗試使用該機制的區塊鏈應用很難獲得同樣規模的算力來維持自身的安全。同時，基於工作量證明機制的挖礦行為還造成了大量的資源浪費，達成共識所需要的周期也較長，因此該機制並不適合商業應用。

2012年，化名Sunny King的網友推出了Peercoin，該加密電子貨幣採用工作量證明機制發行新幣，採用權益證明機制維護網路安全，這是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次應用。與要求證明人執行一定量的計算工作不同，權益證明要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權即可。權益證明機制的運作方式是，當創造一個新區塊時，礦工需要創建一個「幣權」交易，交易會按照預先設定的比例把一些幣發送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間，依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度，從而加快了尋找隨機數的速度。這種共識機制可以縮短達成共識所需的時間，但本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算。因此，PoS機制並沒有從根本上解決PoW機制難以應用於商業領域的問題。

股份授權證明機制是一種新的保障網路安全的共識機制。它在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時，還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。

股份授權證明機制與董事會投票類似，該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統，就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會，所有股東都在這里投票決定公司決策。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表，而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中，全體節點投票選舉出一定數量的節點代表，由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。同時，區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要，全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格，重新選舉新的代表，實現實時的民主。

股份授權證明機制可以大大縮小參與驗證和記賬節點的數量，從而達到秒級的共識驗證。然而，該共識機制仍然不能完美解決區塊鏈在商業中的應用問題，因為該共識機制無法擺脫對於代幣的依賴，而在很多商業應用中並不需要代幣的存在。

Pool驗證池基於傳統的分布式一致性技術建立，並輔之以數據驗證機制，是目前區塊鏈中廣泛使用的一種共識機制。

Pool驗證池不需要依賴代幣就可以工作，在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎之上，可以實現秒級共識驗證，更適合有多方參與的多中心商業模式。不過，Pool驗證池也存在一些不足，例如該共識機制能夠實現的分布式程度不如PoW機制等

這里主要講解區塊鏈工作量證明機制的一些演算法原理以及比特幣網路是如何證明自己的工作量的，希望大家能夠對共識演算法有一個基本的認識。

工作量證明系統的主要特徵是客戶端要做一定難度的工作來得到一個結果，驗證方則很容易通過結果來檢查客戶端是不是做了相應的工作。這種方案的一個核心特徵是不對稱性：工作對於請求方是適中中的，對於驗證方是易於驗證的。它與驗證碼不同，驗證碼是易於被人類解決而不是易於被計算機解決。

下圖所示的為工作量證明流程。

舉個例子，給個一個基本的字元創「hello，world！」，我們給出的工作量要求是，可以在這個字元創後面添加一個叫做nonce（隨機數）的整數值，對變更後（添加nonce）的字元創進行SHA-256運算，如果得到的結果（一十六進制的形式表示）以「0000」開頭的，則驗證通過。為了達到這個工作量證明的目標，需要不停地遞增nonce值，對得到的字元創進行SHA-256哈希運算。按照這個規則，需要經過4251次運算，才能找到前導為4個0的哈希散列。

通過這個示例我們對工作量證明機制有了一個初步的理解。有人或許認為如果工作量證明只是這樣一個過程，那是不是只要記住nonce為4521使計算能通過驗證就行了，當然不是了，這只是一個例子。

下面我們將輸入簡單的變更為」Hello,World!+整數值」，整數值取1~1000，也就是說將輸入變成一個1~1000的數組：Hello,World!1；Hello,World!2；...；Hello,World!1000。然後對數組中的每一個輸入依次進行上面的工作量證明—找到前導為4個0的哈希散列。

由於哈希值偽隨機的特性，根據概率論的相關知識容易計算出，預計要進行2的16次方次數的嘗試，才能得到前導為4個0的哈希散列。而統計一下剛剛進行的1000次計算的實際結果會發現，進行計算的平均次數為66958次，十分接近2的16次方（65536）。在這個例子中，數學期望的計算次數實際就是要求的「工作量」，重復進行多次的工作量證明會是一個符合統計學規律的概率事件。

統計輸入的字元創與得到對應目標結果實際使用的計算次數如下：

對於比特幣網路中的任何節點，如果想生成一個新的區塊加入到區塊鏈中，則必須解決出比特幣網路出的這道謎題。這道題的關鍵要素是工作量證明函數、區塊及難度值。工作量證明函數是這道題的計算方法，區塊是這道題的輸入數據，難度值決定了解這道題的所需要的計算量。

比特幣網路中使用的工作量證明函數正是上文提及的SHA-256。區塊其實就是在工作量證明環節產生的。曠工通過不停地構造區塊數據，檢驗每次計算出的結果是否滿足要求的工作量，從而判斷該區塊是不是符合網路難度。區塊頭即比特幣工作量證明函數的輸入數據。

難度值是礦工們挖掘的重要參考指標，它決定了曠工需要經過多少次哈希運算才能產生一個合法的區塊。比特幣網路大約每10分鍾生成一個區塊，如果在不同的全網算力條件下，新區塊的產生基本都保持這個速度，難度值必須根據全網算力的變化進行調整。總的原則即為無論挖礦能力如何，使得網路始終保持10分鍾產生一個新區塊。

難度值的調整是在每個完整節點中獨立自動發生的。每隔2016個區塊，所有節點都會按照統一的格式自動調整難度值，這個公式是由最新產生的2016個區塊的花費時長與期望時長（按每10分鍾產生一個取款，則期望時長為20160分鍾）比較得出來的，根據實際時長一期望時長的比值進行調整。也就是說，如果區塊產生的速度比10分鍾快，則增加難度值；反正，則降低難度值。用公式來表達如下：

新難度值=舊難度值*（20160分鍾/過去2016個區塊花費時長）。

工作量證明需要有一個目標值。比特幣工作量證明的目標值（Target）的計算公式如下：

目標值=最大目標值/難度值，其中最大目標值為一個恆定值

目標值的大小與難度值成反比，比特幣工作量證明的達成就是礦中計算出來的區塊哈希值必須小於目標值。

我們也可以將比特幣工作量的過程簡單的理解成，通過不停變更區塊頭（即嘗試不同nonce值）並將其作為輸入，進行SHA-256哈希運算，找出一個有特定格式哈希值的過程（即要求有一定數量的前導0），而要求的前導0個數越多，難度越大。

可以把比特幣將這道工作量證明謎題的步驟大致歸納如下：

該過程可以用下圖表示：

比特幣的工作量證明，就是我們俗稱「挖礦」所做的主要工作。理解工作量證明機制，將為我們進一步理解比特幣區塊鏈的共識機制奠定基礎。

❼ 你必須了解的，區塊鏈數字簽名機制

       區塊鏈使用Hash函數實現了交易信息和地址信息的不可篡改，保證了數據傳輸過程中的完整性，但是Hash函數無法實現交易信息的 不可否認性 （又稱拒絕否認性、抗抵賴性，指網路通信雙方在信息交互過程中， 確信參與者本身和所提供的信息真實同一性 ，即所有參與者不可否認或抵賴本人的真實身份，以及提供信息的原樣性和完成的操作與承諾）。區塊鏈使用公鑰加密技術中的數字簽名機制保證信息的不可否認性。

       數字簽名主要包括簽名演算法和驗證演算法。在簽名演算法中，簽名者用其私鑰對電子文件進行簽名運算，從而得到電子文件的簽名密文；在驗證演算法中，驗證者利用簽名者的公鑰，對電子文件的簽名密文進行驗證運算，根據驗證演算法的結果判斷簽名文件的合法性。在簽名過程中，只有簽名者知道自己的私鑰，不知道其私鑰的任何人員無法偽造或正確簽署電子文件；在驗證過程中，只有合法的簽名電子文件能有效通過驗證，任何非法的簽名文件都不能滿足其驗證演算法。

       常用的數字簽名演算法包括RSA數字簽名、DSA數字簽名、ECDSA數字簽名、Schnorr數字簽名等演算法。

      我們以RSA數字簽名來介紹：可能人們要問RSA簽名和加密有什麼 區別 呢？加密和簽名都是為了安全性考慮，但略有不同。常有人問加密和簽名是用私鑰還是公鑰？其實都是對加密和簽名的作用有所混淆。簡單的說， 加密 是為了 防止信息被泄露 ，而 簽名 是為了 防止信息被篡改 。

      例子：A收到B發的消息後，需要進行回復「收到」-- RSA簽名過程 ：

      首先： A生成一對密鑰（公鑰和私鑰），私鑰不公開，A自己保留。公鑰為公開的，任何人可以獲取。

      然後： A用自己的私鑰對消息加簽，形成簽名，並將加簽的消息和消息本身一起傳遞給B。

      最後： B收到消息後，在獲取A的公鑰進行驗簽，如果驗簽出來的內容與消息本身一致，證明消息是A回復的。

       在這個過程中，只有2次傳遞過程，第一次是A傳遞加簽的消息和消息本身給B，第二次是B獲取A的公鑰，即使都被敵方截獲，也沒有危險性，因為只有A的私鑰才能對消息進行簽名，即使知道了消息內容，也無法偽造帶簽名的回復給B，防止了消息內容的篡改。

綜上所述，來源於書本及網路，讓我們了解的有直觀的認識。

❽ 【深度知識】區塊鏈之加密原理圖示(加密,簽名)

先放一張以太坊的架構圖：

在學習的過程中主要是採用單個模塊了學習了解的，包括P2P,密碼學，網路，協議等。直接開始總結：

秘鑰分配問題也就是秘鑰的傳輸問題，如果對稱秘鑰，那麼只能在線下進行秘鑰的交換。如果在線上傳輸秘鑰，那就有可能被攔截。所以採用非對稱加密，兩把鑰匙，一把私鑰自留，一把公鑰公開。公鑰可以在網上傳輸。不用線下交易。保證數據的安全性。

如上圖，A節點發送數據到B節點，此時採用公鑰加密。A節點從自己的公鑰中獲取到B節點的公鑰對明文數據加密，得到密文發送給B節點。而B節點採用自己的私鑰解密。

2、無法解決消息篡改。

如上圖，A節點採用B的公鑰進行加密，然後將密文傳輸給B節點。B節點拿A節點的公鑰將密文解密。

1、由於A的公鑰是公開的，一旦網上黑客攔截消息，密文形同虛設。說白了，這種加密方式，只要攔截消息，就都能解開。

2、同樣存在無法確定消息來源的問題，和消息篡改的問題。

如上圖，A節點在發送數據前，先用B的公鑰加密，得到密文1，再用A的私鑰對密文1加密得到密文2。而B節點得到密文後，先用A的公鑰解密，得到密文1，之後用B的私鑰解密得到明文。

1、當網路上攔截到數據密文2時， 由於A的公鑰是公開的，故可以用A的公鑰對密文2解密，就得到了密文1。所以這樣看起來是雙重加密，其實最後一層的私鑰簽名是無效的。一般來講，我們都希望簽名是簽在最原始的數據上。如果簽名放在後面，由於公鑰是公開的，簽名就缺乏安全性。

2、存在性能問題，非對稱加密本身效率就很低下，還進行了兩次加密過程。

如上圖，A節點先用A的私鑰加密，之後用B的公鑰加密。B節點收到消息後，先採用B的私鑰解密，然後再利用A的公鑰解密。

1、當密文數據2被黑客攔截後，由於密文2隻能採用B的私鑰解密，而B的私鑰只有B節點有，其他人無法機密。故安全性最高。
2、當B節點解密得到密文1後， 只能採用A的公鑰來解密。而只有經過A的私鑰加密的數據才能用A的公鑰解密成功，A的私鑰只有A節點有，所以可以確定數據是由A節點傳輸過來的。

經兩次非對稱加密，性能問題比較嚴重。

基於以上篡改數據的問題，我們引入了消息認證。經過消息認證後的加密流程如下：

當A節點發送消息前，先對明文數據做一次散列計算。得到一個摘要, 之後將照耀與原始數據同時發送給B節點。當B節點接收到消息後，對消息解密。解析出其中的散列摘要和原始數據，然後再對原始數據進行一次同樣的散列計算得到摘要1, 比較摘要與摘要1。如果相同則未被篡改，如果不同則表示已經被篡改。

在傳輸過程中，密文2隻要被篡改，最後導致的hash與hash1就會產生不同。

無法解決簽名問題，也就是雙方相互攻擊。A對於自己發送的消息始終不承認。比如A對B發送了一條錯誤消息，導致B有損失。但A抵賴不是自己發送的。

在(三)的過程中，沒有辦法解決交互雙方相互攻擊。什麼意思呢？ 有可能是因為A發送的消息，對A節點不利，後來A就抵賴這消息不是它發送的。

為了解決這個問題，故引入了簽名。這里我們將(二)-4中的加密方式，與消息簽名合並設計在一起。

在上圖中，我們利用A節點的私鑰對其發送的摘要信息進行簽名，然後將簽名+原文，再利用B的公鑰進行加密。而B得到密文後，先用B的私鑰解密，然後 對摘要再用A的公鑰解密，只有比較兩次摘要的內容是否相同。這既避免了防篡改問題，有規避了雙方攻擊問題。因為A對信息進行了簽名，故是無法抵賴的。

為了解決非對稱加密數據時的性能問題，故往往採用混合加密。這里就需要引入對稱加密，如下圖:

在對數據加密時，我們採用了雙方共享的對稱秘鑰來加密。而對稱秘鑰盡量不要在網路上傳輸，以免丟失。這里的共享對稱秘鑰是根據自己的私鑰和對方的公鑰計算出的，然後適用對稱秘鑰對數據加密。而對方接收到數據時，也計算出對稱秘鑰然後對密文解密。

以上這種對稱秘鑰是不安全的，因為A的私鑰和B的公鑰一般短期內固定，所以共享對稱秘鑰也是固定不變的。為了增強安全性，最好的方式是每次交互都生成一個臨時的共享對稱秘鑰。那麼如何才能在每次交互過程中生成一個隨機的對稱秘鑰，且不需要傳輸呢？

那麼如何生成隨機的共享秘鑰進行加密呢？

對於發送方A節點，在每次發送時，都生成一個臨時非對稱秘鑰對，然後根據B節點的公鑰 和 臨時的非對稱私鑰 可以計算出一個對稱秘鑰(KA演算法-Key Agreement)。然後利用該對稱秘鑰對數據進行加密，針對共享秘鑰這里的流程如下：

對於B節點，當接收到傳輸過來的數據時，解析出其中A節點的隨機公鑰，之後利用A節點的隨機公鑰 與 B節點自身的私鑰 計算出對稱秘鑰(KA演算法)。之後利用對稱秘鑰機密數據。

對於以上加密方式，其實仍然存在很多問題，比如如何避免重放攻擊(在消息中加入 Nonce )，再比如彩虹表(參考 KDF機制解決 )之類的問題。由於時間及能力有限，故暫時忽略。

那麼究竟應該採用何種加密呢？

主要還是基於要傳輸的數據的安全等級來考量。不重要的數據其實做好認證和簽名就可以，但是很重要的數據就需要採用安全等級比較高的加密方案了。

密碼套件 是一個網路協議的概念。其中主要包括身份認證、加密、消息認證(MAC)、秘鑰交換的演算法組成。

在整個網路的傳輸過程中，根據密碼套件主要分如下幾大類演算法：

秘鑰交換演算法：比如ECDHE、RSA。主要用於客戶端和服務端握手時如何進行身份驗證。

消息認證演算法：比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用於消息摘要。

批量加密演算法：比如AES, 主要用於加密信息流。

偽隨機數演算法：例如TLS 1.2的偽隨機函數使用MAC演算法的散列函數來創建一個 主密鑰 ——連接雙方共享的一個48位元組的私鑰。主密鑰在創建會話密鑰（例如創建MAC）時作為一個熵來源。

在網路中，一次消息的傳輸一般需要在如下4個階段分別進行加密，才能保證消息安全、可靠的傳輸。

握手/網路協商階段：

在雙方進行握手階段，需要進行鏈接的協商。主要的加密演算法包括RSA、DH、ECDH等

身份認證階段：

身份認證階段，需要確定發送的消息的來源來源。主要採用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密，DSA簽名)等。

消息加密階段：

消息加密指對發送的信息流進行加密。主要採用的加密方式包括DES、RC4、AES等。

消息身份認證階段/防篡改階段：

主要是保證消息在傳輸過程中確保沒有被篡改過。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。

ECC ：Elliptic Curves Cryptography，橢圓曲線密碼編碼學。是一種根據橢圓上點倍積生成 公鑰、私鑰的演算法。用於生成公私秘鑰。

ECDSA ：用於數字簽名,是一種數字簽名演算法。一種有效的數字簽名使接收者有理由相信消息是由已知的發送者創建的，從而發送者不能否認已經發送了消息(身份驗證和不可否認)，並且消息在運輸過程中沒有改變。ECDSA簽名演算法是ECC與DSA的結合，整個簽名過程與DSA類似，所不一樣的是簽名中採取的演算法為ECC，最後簽名出來的值也是分為r,s。 主要用於身份認證階段 。

ECDH ：也是基於ECC演算法的霍夫曼樹秘鑰，通過ECDH，雙方可以在不共享任何秘密的前提下協商出一個共享秘密，並且是這種共享秘鑰是為當前的通信暫時性的隨機生成的，通信一旦中斷秘鑰就消失。 主要用於握手磋商階段。

ECIES： 是一種集成加密方案,也可稱為一種混合加密方案，它提供了對所選擇的明文和選擇的密碼文本攻擊的語義安全性。ECIES可以使用不同類型的函數：秘鑰協商函數(KA)，秘鑰推導函數(KDF)，對稱加密方案(ENC)，哈希函數(HASH), H-MAC函數(MAC)。

ECC 是橢圓加密演算法，主要講述了按照公私鑰怎麼在橢圓上產生，並且不可逆。 ECDSA 則主要是採用ECC演算法怎麼來做簽名， ECDH 則是採用ECC演算法怎麼生成對稱秘鑰。以上三者都是對ECC加密演算法的應用。而現實場景中，我們往往會採用混合加密(對稱加密，非對稱加密結合使用，簽名技術等一起使用)。 ECIES 就是底層利用ECC演算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非對稱加密，對稱加密和簽名的功能。

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這個先訂條件是為了保證曲線不包含奇點。

所以，隨著曲線參數a和b的不斷變化，曲線也呈現出了不同的形狀。比如:

所有的非對稱加密的基本原理基本都是基於一個公式 K = k G。其中K代表公鑰，k代表私鑰，G代表某一個選取的基點。非對稱加密的演算法 就是要保證 該公式 不可進行逆運算( 也就是說G/K是無法計算的 )。 *

ECC是如何計算出公私鑰呢？這里我按照我自己的理解來描述。

我理解，ECC的核心思想就是：選擇曲線上的一個基點G，之後隨機在ECC曲線上取一個點k(作為私鑰)，然後根據k G計算出我們的公鑰K。並且保證公鑰K也要在曲線上。*

那麼k G怎麼計算呢？如何計算k G才能保證最後的結果不可逆呢？這就是ECC演算法要解決的。

首先，我們先隨便選擇一條ECC曲線，a = -3, b = 7 得到如下曲線：

在這個曲線上，我隨機選取兩個點，這兩個點的乘法怎麼算呢？我們可以簡化下問題，乘法是都可以用加法表示的，比如2 2 = 2+2，3 5 = 5+5+5。 那麼我們只要能在曲線上計算出加法，理論上就能算乘法。所以，只要能在這個曲線上進行加法計算，理論上就可以來計算乘法，理論上也就可以計算k*G這種表達式的值。

曲線上兩點的加法又怎麼算呢？這里ECC為了保證不可逆性，在曲線上自定義了加法體系。

現實中，1+1=2，2+2=4，但在ECC演算法里，我們理解的這種加法體系是不可能。故需要自定義一套適用於該曲線的加法體系。

ECC定義，在圖形中隨機找一條直線，與ECC曲線相交於三個點(也有可能是兩個點)，這三點分別是P、Q、R。

那麼P+Q+R = 0。其中0 不是坐標軸上的0點，而是ECC中的無窮遠點。也就是說定義了無窮遠點為0點。

同樣，我們就能得出 P+Q = -R。 由於R 與-R是關於X軸對稱的，所以我們就能在曲線上找到其坐標。

P+R+Q = 0, 故P+R = -Q , 如上圖。

以上就描述了ECC曲線的世界裡是如何進行加法運算的。

從上圖可看出，直線與曲線只有兩個交點，也就是說 直線是曲線的切線。此時P,R 重合了。

也就是P = R, 根據上述ECC的加法體系，P+R+Q = 0, 就可以得出 P+R+Q = 2P+Q = 2R+Q=0

於是乎得到 2 P = -Q (是不是與我們非對稱演算法的公式 K = k G 越來越近了)。

於是我們得出一個結論，可以算乘法，不過只有在切點的時候才能算乘法，而且只能算2的乘法。

假若 2 可以變成任意個數進行想乘，那麼就能代表在ECC曲線里可以進行乘法運算，那麼ECC演算法就能滿足非對稱加密演算法的要求了。

那麼我們是不是可以隨機任何一個數的乘法都可以算呢？ 答案是肯定的。 也就是點倍積 計算方式。

選一個隨機數 k, 那麼k * P等於多少呢？

我們知道在計算機的世界裡，所有的都是二進制的，ECC既然能算2的乘法，那麼我們可以將隨機數k描 述成二進制然後計算。假若k = 151 = 10010111

由於2 P = -Q 所以 這樣就計算出了k P。 這就是點倍積演算法 。所以在ECC的曲線體系下是可以來計算乘法，那麼以為這非對稱加密的方式是可行的。

至於為什麼這樣計算 是不可逆的。這需要大量的推演，我也不了解。但是我覺得可以這樣理解：

我們的手錶上，一般都有時間刻度。現在如果把1990年01月01日0點0分0秒作為起始點，如果告訴你至起始點為止時間流逝了 整1年，那麼我們是可以計算出現在的時間的，也就是能在手錶上將時分秒指針應該指向00：00：00。但是反過來，我說現在手錶上的時分秒指針指向了00：00：00,你能告訴我至起始點算過了有幾年了么？

ECDSA簽名演算法和其他DSA、RSA基本相似，都是採用私鑰簽名，公鑰驗證。只不過演算法體系採用的是ECC的演算法。交互的雙方要採用同一套參數體系。簽名原理如下：

在曲線上選取一個無窮遠點為基點 G = (x,y)。隨機在曲線上取一點k 作為私鑰， K = k*G 計算出公鑰。

簽名過程：

生成隨機數R, 計算出RG.

根據隨機數R,消息M的HASH值H,以及私鑰k, 計算出簽名S = (H+kx)/R.

將消息M,RG,S發送給接收方。

簽名驗證過程：

接收到消息M, RG,S

根據消息計算出HASH值H

根據發送方的公鑰K,計算 HG/S + xK/S, 將計算的結果與 RG比較。如果相等則驗證成功。

公式推論：

HG/S + xK/S = HG/S + x(kG)/S = (H+xk)/GS = RG

在介紹原理前，說明一下ECC是滿足結合律和交換律的，也就是說A+B+C = A+C+B = (A+C)+B。

這里舉一個WIKI上的例子說明如何生成共享秘鑰，也可以參考 Alice And Bob 的例子。

Alice 與Bob 要進行通信，雙方前提都是基於 同一參數體系的ECC生成的 公鑰和私鑰。所以有ECC有共同的基點G。

生成秘鑰階段：

Alice 採用公鑰演算法 KA = ka * G ，生成了公鑰KA和私鑰ka, 並公開公鑰KA。

Bob 採用公鑰演算法 KB = kb * G ，生成了公鑰KB和私鑰 kb, 並公開公鑰KB。

計算ECDH階段：

Alice 利用計算公式 Q = ka * KB 計算出一個秘鑰Q。

Bob 利用計算公式 Q' = kb * KA 計算出一個秘鑰Q'。

共享秘鑰驗證：

Q = ka KB = ka * kb * G = ka * G * kb = KA * kb = kb * KA = Q'

故 雙方分別計算出的共享秘鑰不需要進行公開就可採用Q進行加密。我們將Q稱為共享秘鑰。

在以太坊中，採用的ECIEC的加密套件中的其他內容：

1、其中HASH演算法採用的是最安全的SHA3演算法 Keccak 。

2、簽名演算法採用的是 ECDSA

3、認證方式採用的是 H-MAC

4、ECC的參數體系採用了secp256k1, 其他參數體系 參考這里

H-MAC 全程叫做 Hash-based Message Authentication Code. 其模型如下：

在 以太坊 的 UDP通信時(RPC通信加密方式不同)，則採用了以上的實現方式，並擴展化了。

首先，以太坊的UDP通信的結構如下：

其中，sig是 經過 私鑰加密的簽名信息。mac是可以理解為整個消息的摘要， ptype是消息的事件類型，data則是經過RLP編碼後的傳輸數據。

其UDP的整個的加密，認證，簽名模型如下：

❾ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈技術的核心構成是什麼

什麼是區塊鏈技術？區塊鏈技術的核心構成是什麼？

什麼是區塊鏈技術：
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法 。
區塊鏈（Blockchain）是比特幣的一個重要概念，它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。
區塊鏈技術的核心構成：
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題提出了四個技術創新：
第一個叫分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其作證。
跟傳統的分布式存儲有所不同，區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面：一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。 [8]
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多，理論上講除非所有的節點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性。
第二個叫做非對稱加密和授權技術，存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。
第三個叫做共識機制，就是所有記賬節點之間怎麼達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點，其中「少數服從多數」並不完全指節點個數，也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時，所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。 [8]
以比特幣為例，採用的是工作量證明，只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能。
最後一個技術特點叫智能合約，智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據，可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息（包括醫療信息和風險發生的信息）都是真實可信的，那就很容易的在一些標准化的保險產品中，去進行自動化的理賠。
在保險公司的日常業務中，雖然交易不像銀行和證券行業那樣頻繁，但是對可信數據的依賴是有增無減。因此，筆者認為利用區塊鏈技術，從數據管理的角度切入，能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。

區塊鏈技術的核心層是什麼？

重慶金窩窩分析：共識機制是區塊鏈技術的核心，共識機制很大程度上決定了整個區塊鏈系統節點之間的相互信任程度，也決定了其他使用者對於區塊鏈上數據的信任程度

區塊鏈技術的構成核心是什麼？

重慶金窩窩分析：區塊鏈技術由共識機制、共防機制、分布式存儲三大核心技術構成。
三大核心技術由機器信任支持，即通過網路技術支撐實現了交易活動的交易點對點、去中心化、記錄信息不可篡改、交易不可逆、信息加密等難題突破。

區塊鏈技術的優勢？區塊鏈技術的分類？

區塊鏈技術發展隨著應用的不斷的拓展而越來越紅火，這種來自於各行業需求的強大的發展動力讓區塊鏈技術產生了日新月異的變化，從而讓各行業取得的成果越來越受矚目，從專業的技術到資源方面都不斷的向這個行業集中，從而讓區塊鏈技術發展進入了一個全新的階段，而這種區塊鏈技術發展所帶來的影響也倍受矚目。
談及區塊鏈技術，便不得不提比特幣。很多人都知道，電子貨幣比特幣並不依靠特定的貨幣機構發行，而是通過特定演算法的大量計算產生。事實上，真正支持比特幣的核心便是區塊鏈技術。
看不見、摸不著的比特幣如何通過區塊鏈技術運作？業界流傳的解讀是：可以把區塊鏈看成是通過「去中心化」「去信任」的方式，集體維護可靠資料庫的技術方案。通俗來說，該技術可被理解為全體參與記賬的技術，過去人們使用一台台中心化的伺服器記賬，而在區塊鏈技術系統中，每個人都可以參與記賬，並共同認定記錄的真偽。
「通過這項技術，即使沒有中立的第三方機構，互不信任的雙方也能實現合作。簡而言之，區塊鏈類似一台『創造信任的機器』。」布比公司是國內領先的區塊鏈服務商，在區塊鏈技術平台方面取得多項突破，能夠滿足數千萬級用戶規模的場景，並且具備快速構建上層應用業務的能力。
各方參與記錄、存儲信息的區塊鏈技術採用去中心化的分布式結構，節省了大量的中介成本，能更好地確保數據安全；同時，它擁有不可篡改的時間戳，可以有效解決數據追蹤、信息防偽等問題。
將成互聯網金融下一個風口？
雖然區塊鏈伴隨比特幣出現，但該技術的衍生價值已超越了數字貨幣。布比區塊鏈專注於區塊鏈技術和產品的創新，已擁有多項核心技術，開發了自有的區塊鏈服務平台。以去中心化信任為核心，致力於打造開放式價值流通網路，讓數字資產都自由流動起來。布比要做的是一項新的技術和產品——實現真正的價值流通，使得互聯網到達一個新的高度。如果有了這個技術的應用，在轉移資產的時候就可以沒有中心機構了，可以實現我們之間資產的直接轉移。
在目前的國際金融市場上，美國中央銀行、瑞士銀行，以及一些保險、期貨公司，都在爭相開發區塊鏈技術。方亮介紹，在互聯網金融行業中，區塊鏈技術將首先影響支付系統、證券結算系統、交易資料庫等金融基礎設施；隨後該技術也會擴及一般性金融業務，比如信用體系、「反洗錢」等。
「金融領域支付清算體系將朝著去中心化趨勢演進，由區塊鏈技術支持的電子賬本是無差錯、不可篡改的可靠系統，對支付、清算、交易、確權等都有深刻影響。」李岩說。
因此，業界人士認為，區塊鏈技術可能是互聯網金融行業的下一個風口。隨著萬物互聯程度加深，中國社會科學院金融研究所所長助理楊濤也表示，區塊鏈將使所有個體都有可能成為金融資源配置中的重要節點，也將促進現有金融體系規則的改良，構建共享共贏式的金融發展生態體系。
區塊鏈技術將影響多個行業
「區塊鏈技術在大數據時代有著廣泛的應用。」李岩坦言，目前除了互聯網金融領域，區塊鏈技術已在多個領域展開應用，並展現出了大好前景。
比如，醫療保健行業已從區塊鏈技術中收益頗多。現實中患者私密信息泄露情況時有發生，醫療部門的中心化資料庫或文件櫃式管理已不再是最優選擇。醫療機構正通過區塊鏈技術，實現對患者隱私信息的保密。
另外，區塊鏈技術在法律方面也具有重要意義。一些民事領域時常出現舉證定責難的情況，而區塊鏈技術則可以記錄下每個步驟，幫助司法機關認定具體責任人。
「尤其在涉及資產領域，無論是房產、汽車等實物資產，還是健康、名譽等無形資產，都能利用該技術完成登記、交易、追蹤。可以這樣說，任何缺乏信任的生產生活領域，區塊鏈技術都將有用武之地。」
區塊鏈技術發展也帶來了各行業運營觀念的變化，全新的技術與全新的理念促進了各行業的新的發展，這種推動力對於社會的影響，經濟活動的促進也是巨大的，很多嶄新的行業現象將會陸續發生，而大眾也拭目以待，期待這種全新的技術為各行業所用，更好的造福各行業。

什麼是區塊鏈技術，區塊鏈技術是什麼意思

所謂區塊鏈技術，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。
用通俗的話闡述：如果把資料庫假設成一本賬本，讀寫資料庫就可以看做一種記賬的行為，區塊鏈技術的原理就是在一段時間內找出記賬最快最好的人，由這個人來記賬，然後將賬本的這一頁信息發給整個系統里的其他所有人。這也就相當於改變資料庫所有的記錄，發給全網的其他每個節點，所以區塊鏈技術也稱為分布式賬本（distributed ledger）。

金窩窩區塊鏈技術的核心技術是什麼？

重慶金窩窩分析區塊鏈技術的核心技術如下：
分布式賬本技術、非對稱加密技術以及智能合約。

金窩窩區塊鏈技術的核心是什麼？

區塊鏈的核心在於，它把所有的信息都存儲在獨立的個人計算機網路中，使其變成去中心化的、分布式的結構。
這意味著系統不為某個主控公司或某一個人所有，而是每個人都能使用並運行該系統。

人人鏈區塊鏈技術的核心功能是什麼

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什麼是區塊鏈技術？

區塊鏈都已經炒瘋了，你卻對它一無所知！

區塊鏈是一個由不同節點共同參與的分布式資料庫系統，是開放式的賬簿系統（ledger）。

它是由一串按照密碼學方法產生的數據塊或數據包組成，即區塊（block），對每一個區塊數據信息都自動加蓋時間戳，從而計算出一個數據加密數值，即哈希值（hash）。

區塊鏈技術本質上是一種分布式記賬技術。它能讓每個人手中都有一份即時同步的賬本，整個網路中每一筆發生的交易都會有成千上萬的備份，並且同步記錄。作惡者試圖進行篡改賬本數據時必須更改大多數人手中的賬本才能達成目的。

❿ 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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