比特币的区块哈希算法
比特币是一种P2P形式的虚拟加密数字货币。点对点传输意味着去中心化的支付系统。比特币是一种虚拟的数字货币,是通过特定程序进行大量计算而产生的。此过程称为“采矿”,而进行采矿的人员称为“矿工”。实际上,使用计算机来解决复杂的数学问题,以确保比特币网络的分布式记帐系统的一致性。比特币网络将自动调整数学问题的难度,以便整个网络大约每10分钟获得一个合格的答案。然后,比特币网络将产生一定数量的比特币作为奖励,以奖励那些得到答案的人。用外行的话说,比特币不依赖特定的货币机构发行,而是通过基于特定算法的大量计算生成的。
最多可以将256个0或1s组合为2到256的不同数字的幂。这个庞大的集合可以满足任何与比特币相关的代币。哈希的另一个重要特征是。如果要生成特殊的输出编号,则只能通过随机尝试一个接一个地进行正向计算,并且不能从输出结果中反转输入信息。此功能是比特币平稳运行的重要基础。挖掘是通过更改随机数直到满足要求来生成不同的哈希值。随着整个网络计算能力的提高,查找哈希值的难度将增加,从而保持每10分钟查找一次哈希值的频率。
2. 区块链密码算法是怎样的
区块链作为新兴技术受到越来越广泛的关注,是一种传统技术在互联网时代下的新的应用,这其中包括分布式数据存储技术、共识机制和密码学等。随着各种区块链研究联盟的创建,相关研究得到了越来越多的资金和人员支持。区块链使用的Hash算法、零知识证明、环签名等密码算法:
Hash算法
哈希算法作为区块链基础技术,Hash函数的本质是将任意长度(有限)的一组数据映射到一组已定义长度的数据流中。若此函数同时满足:
(1)对任意输入的一组数据Hash值的计算都特别简单;
(2)想要找到2个不同的拥有相同Hash值的数据是计算困难的。
满足上述两条性质的Hash函数也被称为加密Hash函数,不引起矛盾的情况下,Hash函数通常指的是加密Hash函数。对于Hash函数,找到使得被称为一次碰撞。当前流行的Hash函数有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。
比特币使用的是SHA256,大多区块链系统使用的都是SHA256算法。所以这里先介绍一下SHA256。
1、 SHA256算法步骤
STEP1:附加填充比特。对报文进行填充使报文长度与448模512同余(长度=448mod512),填充的比特数范围是1到512,填充比特串的最高位为1,其余位为0。
STEP2:附加长度值。将用64-bit表示的初始报文(填充前)的位长度附加在步骤1的结果后(低位字节优先)。
STEP3:初始化缓存。使用一个256-bit的缓存来存放该散列函数的中间及最终结果。
STEP4:处理512-bit(16个字)报文分组序列。该算法使用了六种基本逻辑函数,由64 步迭代运算组成。每步都以256-bit缓存值为输入,然后更新缓存内容。每步使用一个32-bit 常数值Kt和一个32-bit Wt。其中Wt是分组之后的报文,t=1,2,...,16 。
STEP5:所有的512-bit分组处理完毕后,对于SHA256算法最后一个分组产生的输出便是256-bit的报文。
2、环签名
2001年,Rivest, shamir和Tauman三位密码学家首次提出了环签名。是一种简化的群签名,只有环成员没有管理者,不需要环成员间的合作。环签名方案中签名者首先选定一个临时的签名者集合,集合中包括签名者。然后签名者利用自己的私钥和签名集合中其他人的公钥就可以独立的产生签名,而无需他人的帮助。签名者集合中的成员可能并不知道自己被包含在其中。
环签名方案由以下几部分构成:
(1)密钥生成。为环中每个成员产生一个密钥对(公钥PKi,私钥SKi)。
(2)签名。签名者用自己的私钥和任意n个环成员(包括自己)的公钥为消息m生成签名a。
(3)签名验证。验证者根据环签名和消息m,验证签名是否为环中成员所签,如果有效就接收,否则丢弃。
环签名满足的性质:
(1)无条件匿名性:攻击者无法确定签名是由环中哪个成员生成,即使在获得环成员私钥的情况下,概率也不超过1/n。
(2)正确性:签名必需能被所有其他人验证。
(3)不可伪造性:环中其他成员不能伪造真实签名者签名,外部攻击者即使在获得某个有效环签名的基础上,也不能为消息m伪造一个签名。
3、环签名和群签名的比较
(1)匿名性。都是一种个体代表群体签名的体制,验证者能验证签名为群体中某个成员所签,但并不能知道为哪个成员,以达到签名者匿名的作用。
(2)可追踪性。群签名中,群管理员的存在保证了签名的可追踪性。群管理员可以撤销签名,揭露真正的签名者。环签名本身无法揭示签名者,除非签名者本身想暴露或者在签名中添加额外的信息。提出了一个可验证的环签名方案,方案中真实签名者希望验证者知道自己的身份,此时真实签名者可以通过透露自己掌握的秘密信息来证实自己的身份。
(3)管理系统。群签名由群管理员管理,环签名不需要管理,签名者只有选择一个可能的签名者集合,获得其公钥,然后公布这个集合即可,所有成员平等。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。
3. 比特币使用的是哪种Hash算法
SHA-256算法
4. 比特币挖矿所运用的哈希算法是什么
Hash,一般翻译做“散列”,也有直接音译为“哈希”的,就是把任意长度的输入(又叫做预映射pre-image)通过散列算法变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射,也就是,散列值的空间通常远小于输入的空间,不同的输入可能会散列成相同的输出,所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。
5. 区块链最直白的解释
近几年,“区块链”一词成了大热门,新闻媒体竞相报道,但大家或许对于区块链的认知还停留在雾里看花的阶段,今天我们就来揭开它的神秘面纱。
其实区块链的本质特别简单,一句话就可以解释:去中心化分布式数据库。
区块链的主要作用是用于存储信息,任何人都可以将信息写入,同时也可以读取,所以它是一个公开的数据库。
区块链的特点
要说分布式数据库这种技术,市场上早有存在,可不同的是,区块链虽然同为分布式数据库,但它没有管理员,是彻底去中心化的。
去中心化是区块链技术的颠覆性特点,它无需中心化代理,实现了一种点对点的直接交互,使得高效率、大规模、无中心化代理的信息交互方式成为了现实。
但是,没有了管理员,人人都可以往里面写入数据,怎么才能保证数据是可信的呢?被坏人改了怎么办?设计者早已想到了这些,这也证明了区块链是真正划时代的产物。
区块
区块链由一个个区块(block)组成。区块很像数据库的记录,每次写入数据,就是创建一个区块。
每个区块包含两个部分:
区块头(Head):记录当前区块的特征值
区块体(Body):实际数据
区块头包含了当前区块的多项特征值。
生成时间
实际数据(即区块体)的哈希
上一个区块的哈希
...
系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,修改单个节点的数据库是无效的,因为系统会自动比较,认为最多次出现的相同数据记录为真。同时数据的每一步记录都会被留存在区块链上,可以溯源每一步的往来信息。
这里,你需要理解什么叫哈希(hash),这是理解区块链必需的。
所谓"哈希"就是计算机可以对任意内容,计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位,这就是说,不管原始内容是什么,最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证,只要原始内容不同,对应的哈希一定是不同的。
举例来说,字符串123的哈希是(十六进制),转成二进制就是256位,而且只有123能得到这个哈希。(理论上,其他字符串也有可能得到这个哈希,但是概率极低,可以近似认为不可能发生。)
因此,就有两个重要的推论。
推论1:每个区块的哈希都是不一样的,可以通过哈希标识区块。
推论2:如果区块的内容变了,它的哈希一定会改变。
哈希的不可修改性
区块与哈希是一一对应的,每个区块的哈希都是针对"区块头"(Head)计算的。也就是说,把区块头的各项特征值,按照顺序连接在一起,组成一个很长的字符串,再对这个字符串计算哈希。
Hash = SHA256( 区块头 )
上面就是区块哈希的计算公式,SHA256是区块链的哈希算法。注意,这个公式里面只包含区块头,不包含区块体,也就是说,哈希由区块头唯一决定。
前面说过,区块头包含很多内容,其中有当前区块体的哈希,还有上一个区块的哈希。这意味着,如果当前区块体的内容变了,或者上一个区块的哈希变了,一定会引起当前区块的哈希改变。
这一点对区块链有重大意义。如果有人修改了一个区块,该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它(因为下一个区块包含上一个区块的哈希),该人必须依次修改后面所有的区块,否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因,哈希的计算很耗时,短时间内修改多个区块几乎不可能发生,除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。
正是通过这种联动机制,区块链保证了自身的可靠性,数据一旦写入,就无法被篡改。这就像历史一样,发生了就是发生了,从此再无法改变。
6. 比特币挖矿一定要用计算机嚒我们为什么不能用纸和笔来计算呢
比特币其实是一个毫无用处的一串数字,但是被大家公认为有用,它就像钻石、古董、字画、游戏皮肤等被赋予了价值。既不能吃,也不能用,但我们还是会认可它们的价值。
“挖矿”仅仅只是让更多的人参与进区块链网络的建设中来,这么多的电费用来“计算”一串虚拟的数值这样真的好吗?比特币并不是一个保值的东西,价格浮动较大,炒比特币可能一夜暴富,也可能一夜变成穷光蛋。比特币也并非宣称那样安全,2014年全球最大的比特币交易网站MtGox被黑客入侵导致破产,价值4.67亿美元的比特币瞬间蒸发。犯罪分子用它来洗钱、逃税等等,政府想去调查也是相当困难的一件事。以上个人浅见,欢迎批评指正。认同我的看法,请点个赞再走,感谢!喜欢我的,请关注我,再次感谢!
7. 比特币能被仿造吗
比特币是不可能被仿造的。它是去中心化的数字货币,利用区块链技术构建而成,总量恒定2100万枚,永不增发。比特币的产出是通过挖矿进行,所谓的挖矿就是运用算力进行哈希碰撞,算力越大,挖到比特币的概率就越大,算力即权力。而且比特币具有不可篡改性,如果想要篡改需要掌握51%以上的算力,这几乎是不可能的。想要仿造比特币无异于天方夜谭。
算力挖矿是现在各大矿场、交易所等推出的新业务,通过算力租用他们的矿机来进行挖矿,这样自己就不用管理矿机、电费、噪声等了,非常方便。算力挖矿能产出多少,一是看你租用多少算力,二是看你全网的算力难度。全网算力上升迅速,会增大挖矿难度,从而减少挖矿数量,因此购买算力挖矿一定要考虑全网每月的增速比例与产出比。
8. 比特币 哈希值
哈希算法将任意长度的二进制值映射为固定长度的较小二进制值,这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母,随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入,在计算上来说基本上是不可能的。
消息身份验证代码 (MAC) 哈希函数通常与数字签名一起用于对数据进行签名,而消息检测代码 (MDC) 哈希函数则用于数据完整性。
比特币全网的基本信息如下:
所有需要挖矿的数字货币都是存在哈希值的,例如莱特币、瑞泰币、狗狗币、微盟币、点点币、元宝币等等。
9. 区块链中的哈希算法是什么
哈希算法是什么?如何保证挖矿的公平性?
哈希算法是一种只能加密,不能解密的密码学算法,可以将任意长度的信息转换成一段固定长度的字符串。
这段字符串有两个特点:
1、 就算输入值只改变一点,输出的哈希值也会天差地别。
2、只有完全一样的输入值才能得到完全一样的输出值。
3、输入值与输出值之间没有规律,所以不能通过输出值算出输入值。要想找到指定的输出值,只能采用枚举法:不断更换输入值,寻找满足条件的输出值。
哈希算法保证了比特币挖矿不能逆向推导出结果。所以,矿工持续不断地进行运算,本质上是在暴力破解正确的输入值,谁最先找到谁就能获得比特币奖励。