区块链中的密码学应用

A. 区块链是什么怎么理解区块链应用呢

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。
说说区块链的社会或者经济意义吧。以前的很多科技，其实都是致力在“生产力”这一块，比如说人工智能，它是生产力的一种进步。而区块链，对生产关系有很大的改进，致力的是生产关系。那么为什么这么说？
因为所谓的生产关系，其实就是人和人之间、商业伙伴之间，如何做生意。而这些东西，原来都是在人互相之间的认知过程中，并没有用什么特别的程序，把它程序化，或者量化。
比如我跟你现在是好朋友，我们就可以做生意，如果有人挑拨我们的关系，我们不是好朋友了，我们就不做生意了，即使我们做生意能够赚钱，我们也不干，因为大家互相之间已经没有任何信任了。
而区块链，它其实是由于数据都经过各方面节点的认证，同时备份，所以我的数据，是尽可能真实且肯定不能篡改的，那么既然这样，你相信我的数据，你就可以在此基础上，做一个程序编程，然后把这些数据，可以用来做什么样的商业合同、商业合作的这个“生产关系”，给程序化。这样大家就相信数据，相信算法编出来的程序，而由于你相信这个数据，相信这个程序，你就可以在这个程序上去开发各种APP，这些APP就是生产关系，就是到底去做什么生意。这个就是：区块链其实是对“生产关系”的一种重构。

B. 区块链技术有哪些应用领域

应用领域：金融领域，物联网和物流领域，公共服务领域，数字版权领域，保险领域，公益领域。

区块链在物联网和物流领域也可以天然结合。通过区块链可以降低物流成本，追溯物品的生产和运送过程，并且提高供应链管理的效率。该领域被认为是区块链一个很有前景的应用方向。

区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关，但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题，可以用区块链来改造。

区块链技术

该专业培养德智体美劳全面发展，掌握自然科学和人文社科基础知识、计算机科学基础理论、区块链技术与应用专业的基础理论及应用知识，具有区块链软件开发能力、软件开发实践和项目组织的基本能力，具有创新创业意识、竞争和团队意识及工匠精神，能从事区块链技术设计、管理、服务等工作的高素质高层次技术技能人才。

以上内容参考：网络-区块链技术

C. 区块链技术如何运用到实际场景中

近日，中央网信办、中央宣传部、国务院办公厅等18个部门和单位联合印发《关于组织申报区块链创新应用试点的通知》（以下简称《通知》），宣布将在实体经济、社会治理、民生服务、金融科技4大类16个领域，组织开展国家区块链创新应用试点行动。
《通知》明确，到2023年年底形成一批可复制、可推广的区块链创新应用典型案例和做法经验，进一步发挥区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的作用，助力网络强国、数字中国建设。
区块链作为数字经济时代的产物。自2019年10月24日，中共中央政治局第十八次集体学习时强调“要把区块链作为核心技术和自主创新的重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展”后，近两年来，我国区块链产业迎来了飞速发展。
易保全作为国内最早一批将区块链技术成熟应用到各个产业领域的企业，同时也是2018年工信部工业互联网（唯一区块链）示范项目和2019国家网信办（首批）区块链备案企业，并在2019年、2020年两次入选中国区块链技术创新典型企业和获得2020全球区块链大赛创新应用二等奖，区块链资质和实力备受认可。
易保全从2014年起，就开始深耕区块链的底层技术研发和应用创新，首创“区块链+司法+应用”的模式，推出了电子数据存证领域的“保全链”、电子签约领域的“君子签”、互联网司法领域的“仲证宝”、知识产权保护领域的“微版权”等多个知名品牌。
易保全基于区块链底层技术，结合自主发明专利，联合公证处、司法鉴定所、仲裁委、法院、版权保护中心、工信部等权威机构组建联盟区块链“保全链开放平台”，保障电子数据从一产生就会通过区块链同步存证到20+权威机构节点上，即时固化内容，保障链上的每个节点都可以实现数据信息实时互通，存证数据不可篡改。

D. 如何学习区块链技术

1、技术语言

Python和Go这两门语言是众多公司招聘都提到的技术语言。需要优先学习。而且这两种语言在区块链之外的技术方向也有很大的应用。比如Go用在大并发系统的后台构筑，Python用于人工智能系统构筑。所以学习这两门语言是优先考虑的问题。

2、技术框架

掌握Bitcoin、ETH和Hyperledger的一种或多种。BTC就不用说了，底层是C++写的，大量的货币类项目，如莱特币，dash，门罗，zcash等都使用比特币的技术进行二次开发。

ETH则是区块链2.0的代表，可以在ETH网络上构建各种各样的应用类Dapp。现在大量的应用类区块链项目都是使用ETH平台开发的。

Hyperledger fabric则是IBM力推的区块链开发平台，主要用于联盟链的开发，是目前普及度最高的联盟链开发平台。

3、算法

POW（工作量证明算法），POS（权益证明算法），PBFT（拜占庭容错算法）等都是区块链中密码学部分的重要组成，对于这些算法有充分的了解，有利于你参加区块链项目底层开发时能够对密码学的部分有更好的理解。

(4)区块链中的密码学应用扩展阅读：

区块链技术就是一种分布式记账技术，它的特点就是去中心化、公开透明，让每个人都可以参与数据库建立，而且每个建立的数据又是不可篡改的，大家都参与了，陌生人之间的信任问题也就解决了。

区块链技术出现了，它是个全民参与的记账技术，AB之间的交易信息和数据公布于众，而且是不可篡改的，大家都知道有这个事情的发生，那么这里就不需要什么权威的第三方C了，或者说系统里的每一个都是充当了C的角色，这也叫做去中心化。

E. 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。

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F. 区块链的应用特征有哪些

最近区块链（blockchain）非常火，新闻媒体大量报道，国内众多巨头公司纷纷入场布局区块链，把区块链当做互联网时代的伟大颠覆性创新，都想在区块链上抢占自己的市场商机。那么区块链究竟是什么呢？

今天小编简单介绍下区块链教程。毕竟它也不是很难的东西，核心概念非常简单，几句话就能说清楚。希望大家看了后可以理解区块链，还会明白什么是挖矿，为什么挖矿越来越难等问题。
区块链，Blockchain，用英文解释起来比较顺，是基于互联网的一项技术创新，技术含量有限，架构精美。它是互联网货币王者「比特币」的技术基础。今天，区块链从幕后走向前台，这是互联网技术的一个进步，虽然它还不成熟。区块链的主要作用是储存信息。任何需要保存的信息，都可以写入区块链，也可以从里面读取，所以它是数据库。
一、区块链特征
区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。其主要含有以下特征：
去中心化
由于使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。
开放性
系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。
自治性
区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据，使得对“人”的信任改成了对机器的信任，任何人为的干预不起作用。
信息不可篡改
一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，除非能够同时控制住系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。
匿名性
由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效)，因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任，对信用的累积非常有帮助。
二、区块链项目都需要挖矿吗
并非所有的区块链项目都会采用类似于比特币这样的“工作量证明”方式，这更多出现在早期的区块链项目中。如果采取其他的证明机制，如“权益证明（Proof of Stake，PoS）”、“股份授权证明机制（Delegate Proof of Stake）”都是不需要采取这样的挖矿方式。
区块链有哪些种类
目前区块链有三种：
1、公有链
任何节点都是向任何人开放的，每个人都可以参与到这个区块链中进行计算，而且任何人都可以下载获得完整区块链数据（全部账本）。比特币就是最典型的公有链。
2、私有链
有些区块链的应用场景下，并不希望这个系统任何人都可以参与，任何人都可以查看所有数据，只有被许可的节点才可以参与并且查看所有数据，这种区块链结构我们称为私有链。
3、联盟链
联盟链是指有若干机构或组织共同参与管理的区块链，他们各自运行着一个或多个节点，之中的数据只允许系统内不同的机构进行读取和发送交易，并且共同记录交易数据。R3组成的银行区块链联盟要构建的就是典型的联盟链。
区块链项目中一定需要出现某种币吗
不一定。
比特币本身是作为一种支付系统，所以需要有一个价值度量的工具，必须要有bitcoin出现。此外，为鼓励更多人贡献自己的计算机来为系统提供计算，也需要有bitcoin来进行奖励。
而在一些私有链的系统，可以设计专门的资产进行交易，每个节点都必须参与计算，这是每个节点责任也是权利，也不用考虑通过奖励的方式来鼓励他们参与。在这样的系统里面，就可能不再需要设计某种币的存在。
三、区块链可以应用在哪些行业
区块链主要的优势是无需中介参与、过程高效透明且成本很低、数据高度安全。所以，在这三个方面有任意一个需求的行业都有机会使用区块链技术。
四、大数据和区块链有什么联系
在大数据中使用区块链技术，大数据的技术生态百花齐放，没有哪个软件能解决所有的问题，能解决问题也是在一个范围内，即使是Spark、Flink等。在强调透明性、安全性的场景下，区块链有其用武之地。在大数据的系统上使用区块链技术，可以使得数据不能被随意添加、修改和删除，当然其时间和数据量级是有限度的。以时间、数据量为坐标轴，列出了目前大数据引擎大致擅长处理数据的范围，区块链可在其中成为一种很好的补充比如，对于存档的历史数据，因为它们是不能被修改的，我们可以对大数据作Hash处理，并加上时间戳，存在区块链之上。在未来的某一时刻，当我们需要验证原始数据地真实性时，可以对对应的数据做同样的Hash处理，如果得出的答案是相同的，则说明数据是没有被篡改过的。或者，只对汇总数据和结果做处理，这样，只需要处理增量数据处理，那么应对的数据量级和吞吐量级可能是今天的区块链或改善过的系统可以处理的。通过把大数据与区块链相结合，能让区块链中的数据更有价值，也能让大数据的预测分析落实为行动，它们都将是数字经济时代的基石。

G. 区块链能应用在哪些方面

您的问题我已看到，那么，区块链能应用在哪些方面？下面由小编来为您解答。

答:比特币是区块链的第一个具体应用。它是在 2008 年由一个人或一群人提出的一篇论文中提出的。比特币使用区块链来对比特币进行数字发送，而 BitCoin 的名称是比特币，而不需要第三方中间人的干涉。

但比特币并不是区块链的唯一应用，如下:

1.金融领域：将区块链技术应用在金融行业中，能够省去第三方中介环节，实现点对点的直接对接，从而在大大降低成本的同时，快速完成交易支付。

2.物联网和物流领域：区块链在物联网和物流领域也可以天然结合。通过区块链可以降低物流成本，追溯物品的生产和运送过程，并且提高供应链管理的效率。

3.公共服务领域：区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关，但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题，可以用区块链来改造。

4.数字版权领域：通过区块链技术，可以对作品进行鉴权，证明文字、视频、音频等作品的存在，保证权属的真实、唯一性

5.保险领域：在保险理赔方面，保险机构负责资金归集、投资、理赔，往往管理和运营成本较高。通过智能合约的应用，既无需投保人申请，也无需保险公司批准，只要触发理赔条件，实现保单自动理赔。

6.公益领域：区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，并且有条件地进行透明公开公示，方便社会监督。

以上仅供您参考，还望您能采纳，谢谢！

H. 区块链究竟是什么呢

区块链究竟是什么呢？本质上讲，区块链是一种分布式、去中心化的网络数据库系统， 这个系统会让数据的存储、更新、维护、操作变得不同。区块链有四项不可缺的核心技术， 分别是：分布式存储、共识机制、密码学原理、智能合约。

那么我们下面就讲一讲，与传统数据处理相比，区块链到底有什么不同，帮助大家了 解区块链是什么，让大家对区块链有一个总的认知。

一、区块链中的数据存储：块链式数据结构

在数据存储方面，区块链技术利用的是“块链式数据结构”来验证与存储数据的。

块链式结构是什么意思呢？铁链子大家都见过吧，一环套一环那种，那其实，每一环 我们可以看作是一个区块，很多环节扣在一起就形成了区块链。

这个所谓的“铁链”是如何存储数据的呢？简单来讲，区块链和普通存储数据的不同 之处在于：在区块链上，后一个区块里的数据是包含前一个区块里的数据的。

以读书为例：我们平时看书，看完第 1 页，接着读第 2 页、第 3 页......
那在区块链里面呢，如果给每个区块标注上页码，那么第 2 页的内容是包含第 1 页的 内容的，第 3 页的内容包含第 1 页和第 2 页的内容......第 10 页包含了前 9 页的内容， 就是这样一个层层嵌套的链条，这样一来，就可以追溯到最本源的数据了，这就是区块链 的可追溯性。

区块链这种“块链式数据结构”使之具备可追溯性，这就天然适用于许多领域，譬如： 食品溯源、药品溯源等等。这样一来，毒奶粉、假疫苗、伪劣食品事件出现的概率就会大 大降低，因为一旦出现问题，通过溯源可以清晰知道到底是哪个环节出现问题，问责追偿 将会更加清晰。

二、区块链中的数据更新：分布式节点共识算法

在数据更新方面，区块链技术是利用“分布式节点共识算法”来生成和更新数据。

每每生成新的区块（也就是更新数据的时候），都需要通过一种算法，获得全网 51% 以上节点的认可才能构成新的区块。说白了就是投票，超过半数人同意就可以生成，这就 使得区块链上的数据不容篡改。

为什么这么说呢？我们还是打一个比喻：我们把区块链比作一个账本，因为都是记录 数据的嘛，传统世界里，记账权力在于记账先生，账本属于记账先生一个人的。那么在区 块链里面，每一个人都拥有这个账本，想要更新账目呢，就要投票，半数人以上赞成才可 以去更新账目数据。

在这个过程中，我们会涉及到这么几个名词：分布式、节点、共识算法，这几个名词 其实非常好理解：

每个人都记账（也就是人人拥有账本，账本分散在每个人手里），就是所谓的“分布 式”；

大家讨论、投票产生的、一致赞同的记账办法，就是所谓的“共识算法”；

每一个参与记账的人，就是所谓的“节点”。

三、 区块链中的数据维护：密码学

在数据维护阶段，区块链的不同之处就在于：它利用密码学的方式来保证数据传输和 访问的安全。

区块链中所应用的密码学原理主要有：哈希算法、Merkle 哈希树、椭圆曲线算法、 Base58。这些原理，其实都是通过一系列复杂的运算以及换算，来保证区块链上数据安全。

四、 区块链中的数据操作：智能合约

智能合约，是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议，说白了，就是用代码执行的 一套交易准则，类似于现在的信用卡自动还款功能，开启这个功能，你自己什么都不用管， 到期银行会自动扣除你欠的钱。

智能合约的突出优势就是，很大程度上避免了由信任产生的一系列问题。
我们很多人，都遇到过被借钱的事情：朋友手头紧了跟你借 2000 块钱，承诺下个月 发了工资还钱，到了下个月他又找别的借口不还，拖来托去这事儿就没谱了。本来没多少 钱，还是朋友，虽然你很郁闷，这事也就算了。

那么，有了智能合约以后，他就不能赖账了，因为在智能合约上，一旦触发合约中的 条款，代码就会自动执行，不管他愿不愿意，只要他发了工资、账户上有了钱，他就得还 你。

总结一下本节内容，区块链中有四项不可缺的核心技术，分别是：分布式存储、共识 机制、密码学原理、智能合约。

我们可以这样理解：分布式存储对应的是数据存储这个阶段，共识机制对应的是数据 的处理更新这个阶段，密码学对应的是数据安全，智能合约对应的是数据的操作问题。