区块链的数字签名加密 区块链的密码技术有数字签名

超果 比特币 2023-02-09 115 0

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你必须了解的,区块链数字签名机制

       区块链使用Hash函数实现了交易信息和地址信息的不可篡改,保证了数据传输过程中的完整性,但是Hash函数无法实现交易信息的 不可否认性 (又称拒绝否认性、抗抵赖性,指网络通信双方在信息交互过程中, 确信参与者本身和所提供的信息真实同一性 ,即所有参与者不可否认或抵赖本人的真实身份,以及提供信息的原样性和完成的操作与承诺)。区块链使用公钥加密技术中的数字签名机制保证信息的不可否认性。

       数字签名主要包括签名算法和验证算法。在签名算法中,签名者用其私钥对电子文件进行签名运算,从而得到电子文件的签名密文;在验证算法中,验证者利用签名者的公钥,对电子文件的签名密文进行验证运算,根据验证算法的结果判断签名文件的合法性。在签名过程中,只有签名者知道自己的私钥,不知道其私钥的任何人员无法伪造或正确签署电子文件;在验证过程中,只有合法的签名电子文件能有效通过验证,任何非法的签名文件都不能满足其验证算法。

       常用的数字签名算法包括RSA数字签名、DSA数字签名、ECDSA数字签名、Schnorr数字签名等算法。

      我们以RSA数字签名来介绍:可能人们要问RSA签名和加密有什么 区别 呢?加密和签名都是为了安全性考虑,但略有不同。常有人问加密和签名是用私钥还是公钥?其实都是对加密和签名的作用有所混淆。简单的说, 加密 是为了 防止信息被泄露 ,而 签名 是为了 防止信息被篡改 。

      例子:A收到B发的消息后,需要进行回复“收到”-- RSA签名过程 :

      首先: A生成一对密钥(公钥和私钥),私钥不公开,A自己保留。公钥为公开的,任何人可以获取。

      然后: A用自己的私钥对消息加签,形成签名,并将加签的消息和消息本身一起传递给B。

      最后: B收到消息后,在获取A的公钥进行验签,如果验签出来的内容与消息本身一致,证明消息是A回复的。

       在这个过程中,只有2次传递过程,第一次是A传递加签的消息和消息本身给B,第二次是B获取A的公钥,即使都被敌方截获,也没有危险性,因为只有A的私钥才能对消息进行签名,即使知道了消息内容,也无法伪造带签名的回复给B,防止了消息内容的篡改。

综上所述,来源于书本及网络,让我们了解的有直观的认识。

区块链的密码技术有

密码学技术是区块链技术的核心。区块链的密码技术有数字签名算法和哈希算法。

数字签名算法

数字签名算法是数字签名标准的一个子集,表示了只用作数字签名的一个特定的公钥算法。密钥运行在由SHA-1产生的消息哈希:为了验证一个签名,要重新计算消息的哈希,使用公钥解密签名然后比较结果。缩写为DSA。

数字签名是电子签名的特殊形式。到目前为止,至少已经有 20 多个国家通过法律 认可电子签名,其中包括欧盟和美国,我国的电子签名法于 2004 年 8 月 28 日第十届全 国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过。数字签名在 ISO 7498-2 标准中定义为: “附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换,这种数据和变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性,并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造”。数字签名机制提供了一种鉴别方法,以解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题,利用数据加密技术、数据变换技术,使收发数据双方能够满足两个条件:接收方能够鉴别发送方所宣称的身份;发送方以后不能否认其发送过该数据这一 事实。

数字签名是密码学理论中的一个重要分支。它的提出是为了对电子文档进行签名,以 替代传统纸质文档上的手写签名,因此它必须具备 5 个特性。

(1)签名是可信的。

(2)签名是不可伪造的。

(3)签名是不可重用的。

(4)签名的文件是不可改变的。

(5)签名是不可抵赖的。

哈希(hash)算法

Hash,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,其中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,但是不可逆向推导出输入值。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。

哈希(Hash)算法,它是一种单向密码体制,即它是一个从明文到密文的不可逆的映射,只有加密过程,没有解密过程。同时,哈希函数可以将任意长度的输入经过变化以后得到固定长度的输出。哈希函数的这种单向特征和输出数据长度固定的特征使得它可以生成消息或者数据。

以比特币区块链为代表,其中工作量证明和密钥编码过程中多次使用了二次哈希,如SHA(SHA256(k))或者RIPEMD160(SHA256(K)),这种方式带来的好处是增加了工作量或者在不清楚协议的情况下增加破解难度。

以比特币区块链为代表,主要使用的两个哈希函数分别是:

1.SHA-256,主要用于完成PoW(工作量证明)计算;

2.RIPEMD160,主要用于生成比特币地址。如下图1所示,为比特币从公钥生成地址的流程。

区块链的加密技术

数字加密技能是区块链技能使用和开展区块链的数字签名加密的关键。一旦加密办法被破解区块链的数字签名加密,区块链区块链的数字签名加密的数据安全性将受到挑战,区块链区块链的数字签名加密的可篡改性将不复存在。加密算法分为对称加密算法和非对称加密算法。区块链首要使用非对称加密算法。非对称加密算法中的公钥暗码体制依据其所依据的问题一般分为三类:大整数分化问题、离散对数问题和椭圆曲线问题。第一,引进区块链加密技能加密算法一般分为对称加密和非对称加密。非对称加密是指集成到区块链中以满意安全要求和所有权验证要求的加密技能。非对称加密通常在加密和解密进程中使用两个非对称暗码,称为公钥和私钥。非对称密钥对有两个特点:一是其间一个密钥(公钥或私钥)加密信息后,只能解密另一个对应的密钥。第二,公钥可以向别人揭露,而私钥是保密的,别人无法通过公钥计算出相应的私钥。非对称加密一般分为三种首要类型:大整数分化问题、离散对数问题和椭圆曲线问题。大整数分化的问题类是指用两个大素数的乘积作为加密数。由于素数的出现是没有规律的,所以只能通过不断的试算来寻找解决办法。离散对数问题类是指基于离散对数的困难性和强单向哈希函数的一种非对称分布式加密算法。椭圆曲线是指使用平面椭圆曲线来计算一组非对称的特殊值,比特币就采用区块链的数字签名加密了这种加密算法。非对称加密技能在区块链的使用场景首要包含信息加密、数字签名和登录认证。(1)在信息加密场景中,发送方(记为A)用接收方(记为B)的公钥对信息进行加密后发送给

B,B用自己的私钥对信息进行解密。比特币交易的加密就属于这种场景。(2)在数字签名场景中,发送方A用自己的私钥对信息进行加密并发送给B,B用A的公钥对信息进行解密,然后确保信息是由A发送的。(3)登录认证场景下,客户端用私钥加密登录信息并发送给服务器,服务器再用客户端的公钥解密认证登录信息。请注意上述三种加密计划之间的差异:信息加密是公钥加密和私钥解密,确保信息的安全性;数字签名是私钥加密,公钥解密,确保了数字签名的归属。认证私钥加密,公钥解密。以比特币体系为例,其非对称加密机制如图1所示:比特币体系一般通过调用操作体系底层的随机数生成器生成一个256位的随机数作为私钥。比特币的私钥总量大,遍历所有私钥空间获取比特币的私钥极其困难,所以暗码学是安全的。为便于辨认,256位二进制比特币私钥将通过SHA256哈希算法和Base58进行转化,构成50个字符长的私钥,便于用户辨认和书写。比特币的公钥是私钥通过Secp256k1椭圆曲线算法生成的65字节随机数。公钥可用于生成比特币交易中使用的地址。生成进程是公钥先通过SHA256和RIPEMD160哈希处理,生成20字节的摘要成果(即Hash160的成果),再通过SHA256哈希算法和Base58转化,构成33个字符的比特币地址。公钥生成进程是不可逆的,即私钥不能从公钥推导出来。比特币的公钥和私钥通常存储在比特币钱包文件中,其间私钥最为重要。丢掉私钥意味着丢掉相应地址的所有比特币财物。在现有的比特币和区块链体系中,现已依据实践使用需求衍生出多私钥加密技能,以满意多重签名等愈加灵敏杂乱的场景。

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