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比特币中的椭圆曲线采用的是什么

发布时间: 2021-11-30 15:54:01

比特币的原理吗

  1. 首先你要知道公钥和私钥的概念

2.比特币主要用了ECDSA,也就是椭圆曲线签名算法,这个算法有两个特性,注意这两点对下面至关重要

3.比特币其实没有钱包,只有交易账单,整个比特币就是交易账单

4.比特币的账户,就是一段公钥

❷ 什么是比特币加密技术

比特币和区块链的诞生需要依赖于很多核心技术的突破:一是拜占庭容错技术;二是非对称加密技术;三是点对点支付技术。下面会依次介绍。
拜占庭容错技术
比特币和区块链诞生的首要难点在于如何创建分布式共识机制,也就是菜斯利·兰伯特等人1982年提出的拜占庭将军问题。所谓拜占庭将军问题是指,把战争中互不信任的各城邦军队如何达成共识并决定是否出兵的决策过程。延伸至计算机领域,试图创建具有容错性的分布式系统,即使部分节点失效仍可确保系统正常运行,也可让多个基于零信任基础的节点达成共识,并确保信息传递的一致性。
中本聪所提到的“拜占庭将军问题”解决方法起始于亚当﹒拜克在1997年发明的哈希现金算法机制,起初该设计是用于限制垃圾邮件发送与拒绝服务攻击。2004年,密码朋克运动早期和重要成员哈尔·芬尼将亚当﹒拜克的哈希现金算法改进为可复用的工作量证明机制。他们的研究又是基于达利亚·马凯与迈克尔·瑞特的学术成果:拜占庭容错机制。正是哈尔·芬尼的可复用的工作量证明机制后来成为比特币的核心要素之一。哈尔·芬尼是中本聪的最早支持者,同时也是第一笔比特币转账的接受者,在比特币发展的早期与中本聪有大量互动与交流。
非对称加密技术
比特币的非对称加密技术来源于以下几项密码学的技术创新:1976年,Sun公司前首席安全官Whitfield Diffie与斯坦福大学教授Martin Hell,在开创性论文《密码学的新方向》首次提出公开钥匙密码学的概念,发明了非对称加密算法。1978年省理工学院的伦纳德·阿德曼、罗纳德·李维斯特、阿迪·萨莫尔三名研究人员,共同发明了公开钥匙系统“RSA”可用于数据加密和签名,率先开发第一个具备商业实用性的非对称RSA加密算法。1985年,Neal Koblitz和Victor Miller俩人,首次提出将椭圆曲线算法(ECC),应用于密码学,并建立公钥加密的算法,公钥密码算法的原理是利用信息的不对称性,公钥对应的是私钥,私钥是解开所有信息的钥匙,公钥可以由私钥反推算出。ECC能够提供比RSA更高级别的安全。比特币使用的就是椭圆曲线算法公钥用于接收比特币,而私钥则是比特币支付时的交易签名。这些加密算法奠定了当前非对称加密理论的基础,被广泛应用于网络通信领域。但是,当时这些加密技术发明均在NSA严密监视的视野之内。NSA最初认为它们对国家安全构成威胁,并将其视为军用技术。直到20世纪90年代末,NSA才放弃对这些非对称加密技术的控制,RSA算法、ECC算法等非对称加密技术最终得以走进公众领域。
不过,中本聪并不信任NSA公布的加密技术,在比特币系统中没有使用RSA公钥系统,原因除了ECC能够提供比RSA更高级别的安全性能外,还担心美国安全部门在RSA留有技术后门。2013年9月,斯诺登就曾爆料NSA采用秘密方法控制加密国际标准,比特币采用的RSA可能留有后门,NSA能以不为人知的方法弱化这条曲线。所幸的是,中本聪神一般走位避开了RSA的陷阱,使用的加密技术不是NSA的标准,而是另一条鲜为人知的椭圆曲线,这条曲线并不在美国RSA的掌握之下。全世界只有极少数程序躲过了这一漏洞,比特币便是其中之一。

❸ 区块链技术中的哈希算法是什么

1.1. 简介

计算机行业从业者对哈希这个词应该非常熟悉,哈希能够实现数据从一个维度向另一个维度的映射,通常使用哈希函数实现这种映射。通常业界使用y = hash(x)的方式进行表示,该哈希函数实现对x进行运算计算出一个哈希值y。
区块链中哈希函数特性:

  • 函数参数为string类型;

  • 固定大小输出;

  • 计算高效;

  • collision-free 即冲突概率小:x != y => hash(x) != hash(y)

    隐藏原始信息:例如区块链中各个节点之间对交易的验证只需要验证交易的信息熵,而不需要对原始信息进行比对,节点间不需要传输交易的原始数据只传输交易的哈希即可,常见算法有SHA系列和MD5等算法

  • 1.2. 哈希的用法

    哈希在区块链中用处广泛,其一我们称之为哈希指针(Hash Pointer)
    哈希指针是指该变量的值是通过实际数据计算出来的且指向实际的数据所在位置,即其既可以表示实际数据内容又可以表示实际数据的存储位置。下图为Hash Pointer的示意图


❹ 区块链的核心技术是什么

简单来说,区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库;从数据结构上看,它是基于时间序列的链式数据块结构;从节点拓扑上看,它所有的节点互为冗余备份;从操作上看,它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。
或许以上概念过于抽象,我来举个例子,你就好理解了。
你可以想象有 100 台计算机分布在世界各地,这 100 台机器之间的网络是广域网,并且,这 100 台机器的拥有者互相不信任。
那么,我们采用什么样的算法(共识机制)才能够为它提供一个可信任的环境,并且使得:
节点之间的数据交换过程不可篡改,并且已生成的历史记录不可被篡改;
每个节点的数据会同步到最新数据,并且会验证最新数据的有效性;
基于少数服从多数的原则,整体节点维护的数据可以客观反映交换历史。
区块链就是为了解决上述问题而产生的技术方案。
二、区块链的核心技术组成
无论是公链还是联盟链,至少需要四个模块组成:P2P 网络协议、分布式一致性算法(共识机制)、加密签名算法、账户与存储模型。
1、P2P 网络协议
P2P 网络协议是所有区块链的最底层模块,负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。
通常我们所用的都是比特币 P2P 网络协议模块,它遵循一定的交互原则。比如:初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态,在握手之后开始请求 Peer 节点的地址数据以及区块数据。
这套 P2P 交互协议也具有自己的指令集合,指令体现在在消息头(Message Header) 的 命令(command)域中,这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能,这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解,可以参考比特币开发者指南中的 Peer Discovery 的章节。
2、分布式一致性算法
在经典分布式计算领域,我们有 Raft 和 Paxos 算法家族代表的非拜占庭容错算法,以及具有拜占庭容错特性的 PBFT 共识算法。
如果从技术演化的角度来看,我们可以得出一个图,其中,区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。
在图中我们可以看到,计算机应用在最开始多为单点应用,高可用方便采用的是冷灾备,后来发展到异地多活,这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术,随着分布式系统技术的发展,我们过渡到了 Paxos 和 Raft 为主的分布式系统。
而在区块链领域,多采用 PoW 工作量证明算法、PoS 权益证明算法,以及 DPoS 代理权益证明算法,以上三种是业界主流的共识算法,这些算法与经典分布式一致性算法不同的是,它们融入了经济学博弈的概念,下面我分别简单介绍这三种共识算法。
PoW: 通常是指在给定的约束下,求解一个特定难度的数学问题,谁解的速度快,谁就能获得记账权(出块)权利。这个求解过程往往会转换成计算问题,所以在比拼速度的情况下,也就变成了谁的计算方法更优,以及谁的设备性能更好。
PoS: 这是一种股权证明机制,它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权(所有权占比)成比例,它实现的核心思路是:使用你所锁定代币的币龄(CoinAge)以及一个小的工作量证明,去计算一个目标值,当满足目标值时,你将可能获取记账权。
DPoS: 简单来理解就是将 PoS 共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子,而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是 21 个节点,也有可能是 101 个节点,这一点取决于设计,只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量,因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。
3、加密签名算法
在区块链领域,应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。
其中,难题友好性正是众多 PoW 币种赖以存在的基础,在比特币中,SHA256 算法被用作工作量证明的计算方法,也就是我们所说的挖矿算法。
而在莱特币身上,我们也会看到 Scrypt 算法,该算法与 SHA256 不同的是,需要大内存支持。而在其他一些币种身上,我们也能看到基于 SHA3 算法的挖矿算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 算法的改良版本,并命名为 Ethash,这是一个 IO 难解性的算法。
当然,除了挖矿算法,我们还会使用到 RIPEMD160 算法,主要用于生成地址,众多的比特币衍生代码中,绝大部分都采用了比特币的地址设计。
除了地址,我们还会使用到最核心的,也是区块链 Token 系统的基石:公私钥密码算法。
在比特币大类的代码中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 与 DSA 的结合,整个签名过程与 DSA 类似,所不一样的是签名中采取的算法为 ECC(椭圆曲线函数)。
从技术上看,我们先从生成私钥开始,其次从私钥生成公钥,最后从公钥生成地址,以上每一步都是不可逆过程,也就是说无法从地址推导出公钥,从公钥推导到私钥。
4、账户与交易模型
从一开始的定义我们知道,仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库,那么,多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢?
我在设计元界区块链时,参考了多种数据库,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些币种采用基于 SQL 的 SQLite。这些作为底层的存储设施,多以轻量级嵌入式数据库为主,由于并不涉及区块链的账本特性,这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。
区块链的账本特性,通常分为 UTXO 结构以及基于 Accout-Balance 结构的账本结构,我们也称为账本模型。UTXO 是“unspent transaction input/output”的缩写,翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。
这个区块链中 Token 转移的一种记账模式,每次转移均以输入输出的形式出现;而在 Balance 结构中,是没有这个模式的。

❺ 比特币算法原理

比特币算法主要有两种,分别是椭圆曲线数字签名算法和SHA256哈希算法。

椭圆曲线数字签名算法主要运用在比特币公钥和私钥的生成过程中,该算法是构成比特币系统的基石。SHA-256哈希算法主要是运用在比特币的工作量证明机制中。

比特币产生的原理是经过复杂的运算法产生的特解,挖矿就是寻找特解的过程。不过比特币的总数量只有2100万个,而且随着比特币不断被挖掘,越往后产生比特币的难度会增加,可能获得比特币的成本要比比特币本身的价格高。

比特币的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成,区块头的大小为80字节,由4字节的版本号、32字节的上一个区块的散列值、32字节的 Merkle Root Hash、4字节的时间戳(当前时间)、4字节的当前难度值、4字节的随机数组成。拥有80字节固定长度的区块头,就是用于比特币工作量证明的输入字符串。不停的变更区块头中的随机数即 nonce 的数值,并对每次变更后的的区块头做双重 SHA256运算,将结果值与当前网络的目标值做对比,如果小于目标值,则解题成功,工作量证明完成。

比特币的本质其实是一堆复杂算法所生成的一组方程组的特解(该解具有唯一性)。比特币是世界上第一种分布式的虚拟货币,其没有特定的发行中心,比特币的网络由所有用户构成,因为没有中心的存在能够保证了数据的安全性。

❻ 比特币的核心技术包括哪些

比特币的核心技术包括1、非对称加密技术 2、点对点传输技术 3、哈希现金算法机制。
1.非对称加密技术和对称加密技术最大的不同就是有了公钥和私钥之分。非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。公钥是公开的,私钥是保密的。 由于不涉及私钥的传输,整个传输过程就变得安全多了。后来又出现了具备商业实用性的非对称RSA加密算法以及后来的椭圆曲线加密算法(ECC),这些都奠定了加密算法理论的基础,但是美国国家安全局NSA最初认为这些技术对国家安全构成威胁,所以对这些技术进行了严密的监控,知道20世纪90年代末NSA才放弃了对这些技术的监控,这些非对称技术才最终走入了了公众的视野。这项技术对应到比特币场景中就是比特币的地址和私钥。
2.点对点传输技术顾名思义,就是无需中心服务器、个体之间可以相互传输信息的技术,P2P网络的重要目标就是让所有客户端都能提供资源,包括宽带、存储空间和计算能力。 对应到比特币网络中就是利用点对点的技术实现真正的去中心化。
3.哈希现金算法机制就是让那些制造垃圾邮件的人付出相应的代价!发送者需要付出一定的工作量,比如说哈希运算,几秒钟时间对于普通用户不算什么,但对于垃圾邮件的发送者每封邮件都要花几秒钟的时间,这样的成本是没有办法负担的。同时每次运算都会盖上一个独一无二的时间戳,这样就能保证邮件发送方不能重复使用一个运算结果。 对于比特币而言也是同样的道理,如何保证一笔数字货币没有被多次消费(Double Spending),就类似于验证一封邮件没有被多次发送,所以就要保证每一笔交易顺利完成,必须要付出一定的工作量(proof of Work),并且在完成交易时盖上一个时间戳表示交易完成的时间。

❼ 比特币采用什么样子的交易方式

目前比特币市场上主要的交易模式有:
1、法币交易:就是通过法定货币购买,出售或交易数字资产。例如:比特币现在报价6万一个,那么不管是刷卡也好,支付宝微信也罢,总之直接用钱来买就是法币交易。
2、币币交易:主要是针对虚拟货币和虚拟货币之间的交易,以其中的一种币作为计价单位去购买其他币种。其交易规则同样是按照价格优先时间优先顺序完成撮合交易。
3、杠杆交易:就是利用小额的资金来进行数倍于原始金额的投资。以期望获取相对投资标的物波动的数倍收益率,抑或亏损。由于保证金的增减不以标的资产的波动比例来运动 ,风险很高。
4、合约交易:合约交易是796交易所对比特币莱特币期货合约交易的统称。2013年6月,796交易所在比特币业内率先开发出了比特币周交割标准期货—T+0双向交易虚拟商品作押易货合约(合约交易)。

温馨提示:
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❽ 比特币的核心技术包括

主要包括以下几个核心技术:1.非对称加密技术
说到非对称加密技术我们就不得不提一下对称加密技术,网络是这样解释的:所谓对称加密(也叫私钥加密)指加密和解密使用相同密钥的加密算法。有时又叫传统密码算法,就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来,同时解密密钥也可以从加密密钥中推算出来。
而在大多数的对称算法中,加密密钥和解密密钥是相同的,所以也称这种加密算法为秘密密钥算法或单密钥算法。
它要求发送方和接收方在安全通信之前,商定一个密钥。
对称算法的安全性依赖于密钥,泄漏密钥就意味着任何人都可以对他们发送或接收的消息解密,所以密钥的保密性对通信的安全性至关重要。
是不是看的很懵懂,没关系,我们来举一个小例子:假设特工甲给特工乙发送这样一段密函“明天按照B计划进行任务”,由于对称加密使用同一个密码,所以他们必须提前沟通好密码是什么。
但这样会产生了问题,既然加密和解密是同一串密码,那么特工甲和特工乙在传输密码过程中被人监控了怎么办?密码泄露了怎么办?于是,非对称加密技术应运而生。
1976年,美国学者Whitfield Diffie和Martin 梦之旅4图文攻略 Hellman发表了“New Direction in Cryptography”论文,为解决信息公开传送和密钥管理问题,提出一种新的密钥交换协议,允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥,这就是“公开密钥系统”,开创了密码学研究的新方向。
非对称加密技术和对称加密技术最大的不同就是有了公钥和私钥之分。非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对,如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密。公钥是公开的,私钥是保密的。
由于不涉及私钥的传输,整个传输过程就变得安全多了。后来又出现了具备商业实用性的非对称RSA加密算法以及后来的椭圆曲线加密算法(ECC),这些都奠定了加密算法理论的基础,但是美国国家安全局NSA最初认为这些技术对国家安全构成威胁,所以对这些技术进行了严密的监控,知道20世纪90年代末NSA才放弃了对这些技术的监控,这些非对称技术才最终走入了了公众的视野。
说到这里我们就要膜拜一下中本聪了。2013年9月,斯诺登事件告诉大家NSA暗地里偷偷控制加密国际标准,偷偷地监视着大家

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