区块链认知革命的秘密 区块链革命读书笔记

超果 区块链 2023-01-06 153 0

本篇文章给大家谈谈区块链认知革命的秘密,以及区块链革命读书笔记对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

什么是区块链?

区块链是一个信息技术领域的术语。 从本质上讲,它是一个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。 基于这些特征,区块链技术奠定了坚实的“信任”基础,创造了可靠的“合作”机制,具有广阔的运用前景。 《中华人民共和国 民法典 》第一百二十三条 民事主体依法享有 知识产权 。 知识产权是权利人依法就下列客体享有的专有的权利: (一)作品; (二)发明、实用新型、外观设计; (三) 商标 ; (四)地理标志; (五)商业秘密; (六)集成电路布图设计; (七)植物新品种; (八)法律规定的其他客体。 法律依据: 《中华人民共和国 公司法 》第十二条 公司的 经营范围 由 公司章程 规定,并依法登记。 公司可以修改公司章程,改变经营范围,但是应当办理变更登记。 公司的经营范围中属于法律、行政 法规 规定须经批准的项目,应当依法经过批准。

区块链之加密原理总结(一)

    先放一张以太坊区块链认知革命的秘密的架构图:

    在学习区块链认知革命的秘密的过程中主要是采用单个模块了学习了解区块链认知革命的秘密的,包括P2P,密码学,网络,协议等。直接开始总结:

                秘钥分配问题也就是秘钥的传输问题,如果对称秘钥,那么只能在线下进行秘钥的交换。如果在线上传输秘钥,那就有可能被拦截。所以采用非对称加密,两把钥匙,一把私钥自留,一把公钥公开。公钥可以在网上传输。不用线下交易。保证数据的安全性。

        如上图,A节点发送数据到B节点,此时采用公钥加密。A节点从自己的公钥中获取到B节点的公钥对明文数据加密,得到密文发送给B节点。而B节点采用自己的私钥解密。

        2、无法解决消息篡改。

    如上图,A节点采用B的公钥进行加密,然后将密文传输给B节点。B节点拿A节点的公钥将密文解密。

        1、由于A的公钥是公开的,一旦网上黑客拦截消息,密文形同虚设。说白了,这种加密方式,只要拦截消息,就都能解开。

        2、同样存在无法确定消息来源的问题,和消息篡改的问题。

        如上图,A节点在发送数据前,先用B的公钥加密,得到密文1,再用A的私钥对密文1加密得到密文2。而B节点得到密文后,先用A的公钥解密,得到密文1,之后用B的私钥解密得到明文。

        1、当网络上拦截到数据密文2时, 由于A的公钥是公开的,故可以用A的公钥对密文2解密,就得到了密文1。所以这样看起来是双重加密,其实最后一层的私钥签名是无效的。一般来讲,我们都希望签名是签在最原始的数据上。如果签名放在后面,由于公钥是公开的,签名就缺乏安全性。

        2、存在性能问题,非对称加密本身效率就很低下,还进行了两次加密过程。

        如上图,A节点先用A的私钥加密,之后用B的公钥加密。B节点收到消息后,先采用B的私钥解密,然后再利用A的公钥解密。

        1、当密文数据2被黑客拦截后,由于密文2只能采用B的私钥解密,而B的私钥只有B节点有,其他人无法机密。故安全性最高。

        2、当B节点解密得到密文1后, 只能采用A的公钥来解密。而只有经过A的私钥加密的数据才能用A的公钥解密成功,A的私钥只有A节点有,所以可以确定数据是由A节点传输过来的。

        经两次非对称加密,性能问题比较严重。

        基于以上篡改数据的问题,我们引入了消息认证。经过消息认证后的加密流程如下:

        当A节点发送消息前,先对明文数据做一次散列计算。得到一个摘要, 之后将照耀与原始数据同时发送给B节点。当B节点接收到消息后,对消息解密。解析出其中的散列摘要和原始数据,然后再对原始数据进行一次同样的散列计算得到摘要1, 比较摘要与摘要1。如果相同则未被篡改,如果不同则表示已经被篡改。

        在传输过程中,密文2只要被篡改,最后导致的hash与hash1就会产生不同。

        无法解决签名问题,也就是双方相互攻击。A对于自己发送的消息始终不承认。比如A对B发送了一条错误消息,导致B有损失。但A抵赖不是自己发送的。

        在(三)的过程中,没有办法解决交互双方相互攻击。什么意思呢区块链认知革命的秘密? 有可能是因为A发送的消息,对A节点不利,后来A就抵赖这消息不是它发送的。

        为了解决这个问题,故引入了签名。这里我们将(二)-4中的加密方式,与消息签名合并设计在一起。

       在上图中,我们利用A节点的私钥对其发送的摘要信息进行签名,然后将签名+原文,再利用B的公钥进行加密。而B得到密文后,先用B的私钥解密,然后 对摘要再用A的公钥解密,只有比较两次摘要的内容是否相同。这既避免了防篡改问题,有规避了双方攻击问题。因为A对信息进行了签名,故是无法抵赖的。

        为了解决非对称加密数据时的性能问题,故往往采用混合加密。这里就需要引入对称加密,如下图:

        在对数据加密时,我们采用了双方共享的对称秘钥来加密。而对称秘钥尽量不要在网络上传输,以免丢失。这里的共享对称秘钥是根据自己的私钥和对方的公钥计算出的,然后适用对称秘钥对数据加密。而对方接收到数据时,也计算出对称秘钥然后对密文解密。

        以上这种对称秘钥是不安全的,因为A的私钥和B的公钥一般短期内固定,所以共享对称秘钥也是固定不变的。为了增强安全性,最好的方式是每次交互都生成一个临时的共享对称秘钥。那么如何才能在每次交互过程中生成一个随机的对称秘钥,且不需要传输呢?

        那么如何生成随机的共享秘钥进行加密呢?

        对于发送方A节点,在每次发送时,都生成一个临时非对称秘钥对,然后根据B节点的公钥 和 临时的非对称私钥 可以计算出一个对称秘钥(KA算法-Key Agreement)。然后利用该对称秘钥对数据进行加密,针对共享秘钥这里的流程如下:

        对于B节点,当接收到传输过来的数据时,解析出其中A节点的随机公钥,之后利用A节点的随机公钥 与 B节点自身的私钥 计算出对称秘钥(KA算法)。之后利用对称秘钥机密数据。

        对于以上加密方式,其实仍然存在很多问题,比如如何避免重放攻击(在消息中加入 Nonce ),再比如彩虹表(参考 KDF机制解决 )之类的问题。由于时间及能力有限,故暂时忽略。

        那么究竟应该采用何种加密呢?

        主要还是基于要传输的数据的安全等级来考量。不重要的数据其实做好认证和签名就可以,但是很重要的数据就需要采用安全等级比较高的加密方案了。

        密码套件 是一个网络协议的概念。其中主要包括身份认证、加密、消息认证(MAC)、秘钥交换的算法组成。

        在整个网络的传输过程中,根据密码套件主要分如下几大类算法:

        秘钥交换算法:比如ECDHE、RSA。主要用于客户端和服务端握手时如何进行身份验证。

        消息认证算法:比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用于消息摘要。

        批量加密算法:比如AES, 主要用于加密信息流。

        伪随机数算法:例如TLS 1.2的伪随机函数使用MAC算法的散列函数来创建一个 主密钥 ——连接双方共享的一个48字节的私钥。主密钥在创建会话密钥(例如创建MAC)时作为一个熵来源。

        在网络中,一次消息的传输一般需要在如下4个阶段分别进行加密,才能保证消息安全、可靠的传输。

        握手/网络协商阶段:

        在双方进行握手阶段,需要进行链接的协商。主要的加密算法包括RSA、DH、ECDH等

        身份认证阶段:

        身份认证阶段,需要确定发送的消息的来源来源。主要采用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密,DSA签名)等。

        消息加密阶段:

        消息加密指对发送的信息流进行加密。主要采用的加密方式包括DES、RC4、AES等。

        消息身份认证阶段/防篡改阶段:

        主要是保证消息在传输过程中确保没有被篡改过。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。

         ECC :Elliptic Curves Cryptography,椭圆曲线密码编码学。是一种根据椭圆上点倍积生成 公钥、私钥的算法。用于生成公私秘钥。

         ECDSA :用于数字签名,是一种数字签名算法。一种有效的数字签名使接收者有理由相信消息是由已知的发送者创建的,从而发送者不能否认已经发送了消息(身份验证和不可否认),并且消息在运输过程中没有改变。ECDSA签名算法是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,最后签名出来的值也是分为r,s。 主要用于身份认证阶段 。

         ECDH :也是基于ECC算法的霍夫曼树秘钥,通过ECDH,双方可以在不共享任何秘密的前提下协商出一个共享秘密,并且是这种共享秘钥是为当前的通信暂时性的随机生成的,通信一旦中断秘钥就消失。 主要用于握手磋商阶段。

         ECIES: 是一种集成加密方案,也可称为一种混合加密方案,它提供了对所选择的明文和选择的密码文本攻击的语义安全性。ECIES可以使用不同类型的函数:秘钥协商函数(KA),秘钥推导函数(KDF),对称加密方案(ENC),哈希函数(HASH), H-MAC函数(MAC)。

         ECC 是椭圆加密算法,主要讲述了按照公私钥怎么在椭圆上产生,并且不可逆。 ECDSA 则主要是采用ECC算法怎么来做签名, ECDH 则是采用ECC算法怎么生成对称秘钥。以上三者都是对ECC加密算法的应用。而现实场景中,我们往往会采用混合加密(对称加密,非对称加密结合使用,签名技术等一起使用)。 ECIES 就是底层利用ECC算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非对称加密,对称加密和签名的功能。

        ECC 是 Elliptic Curve Cryptography的简称。那么什么是椭圆加密曲线呢?Wolfram MathWorld 给出了很标准的定义: 一条椭圆曲线就是一组被   定义的且满足  的点集。  

这个先订条件是为了保证曲线不包含奇点。

所以,随着曲线参数a和b的不断变化,曲线也呈现出了不同的形状。比如:

        所有的非对称加密的基本原理基本都是基于一个公式 K = k*G。其中K代表公钥,k代表私钥,G代表某一个选取的基点。非对称加密的算法 就是要保证 该公式  不可进行逆运算( 也就是说G/K是无法计算的 )。

        ECC是如何计算出公私钥呢?这里我按照我自己的理解来描述。

         我理解,ECC的核心思想就是:选择曲线上的一个基点G,之后随机在ECC曲线上取一个点k(作为私钥),然后根据k*G计算出我们的公钥K。并且保证公钥K也要在曲线上。

        那么k*G怎么计算呢?如何计算k*G才能保证最后的结果不可逆呢?这就是ECC算法要解决的。

        首先,我们先随便选择一条ECC曲线,a = -3, b = 7 得到如下曲线:

        在这个曲线上,我随机选取两个点,这两个点的乘法怎么算呢?我们可以简化下问题,乘法是都可以用加法表示的,比如2*2 = 2+2,3*5 = 5+5+5。 那么我们只要能在曲线上计算出加法,理论上就能算乘法。所以,只要能在这个曲线上进行加法计算,理论上就可以来计算乘法,理论上也就可以计算k*G这种表达式的值。

        曲线上两点的加法又怎么算呢?这里ECC为了保证不可逆性,在曲线上自定义了加法体系。

        现实中,1+1=2,2+2=4,但在ECC算法里,我们理解的这种加法体系是不可能。故需要自定义一套适用于该曲线的加法体系。

         ECC定义,在图形中随机找一条直线,与ECC曲线相交于三个点(也有可能是两个点),这三点分别是P、Q、R。

         那么P+Q+R = 0。其中0 不是坐标轴上的0点,而是ECC中的无穷远点。也就是说定义了无穷远点为0点。

        同样,我们就能得出 P+Q = -R。 由于R 与-R是关于X轴对称的,所以我们就能在曲线上找到其坐标。

        P+R+Q = 0, 故P+R = -Q , 如上图。

以上就描述了ECC曲线的世界里是如何进行加法运算的。

        从上图可看出,直线与曲线只有两个交点,也就是说 直线是曲线的切线。此时P,R 重合了。

        也就是P = R, 根据上述ECC的加法体系,P+R+Q = 0, 就可以得出 P+R+Q = 2P+Q = 2R+Q=0

        于是乎得到 2*P = -Q (是不是与我们非对称算法的公式 K = k*G 越来越近了)。

        于是我们得出一个结论,可以算乘法,不过只有在切点的时候才能算乘法,而且只能算2的乘法。

        假若 2 可以变成任意个数进行想乘,那么就能代表在ECC曲线里可以进行乘法运算,那么ECC算法就能满足非对称加密算法的要求了。

        那么我们是不是可以随机任何一个数的乘法都可以算呢? 答案是肯定的。 也就是点倍积 计算方式。

        选一个随机数 k, 那么k * P等于多少呢?

        我们知道在计算机的世界里,所有的都是二进制的,ECC既然能算2的乘法,那么我们可以将随机数k描 述成二进制然后计算。假若k = 151 = 10010111

        由于2*P = -Q 所以 这样就计算出了k*P。 这就是点倍积算法 。所以在ECC的曲线体系下是可以来计算乘法,那么以为这非对称加密的方式是可行的。

        至于为什么这样计算 是不可逆的。这需要大量的推演,我也不了解。但是我觉得可以这样理解:

        我们的手表上,一般都有时间刻度。现在如果把1990年01月01日0点0分0秒作为起始点,如果告诉区块链认知革命的秘密你至起始点为止时间流逝了 整1年,那么我们是可以计算出现在的时间的,也就是能在手表上将时分秒指针应该指向00:00:00。但是反过来,我说现在手表上的时分秒指针指向了00:00:00,你能告诉我至起始点算过了有几年了么?

        ECDSA签名算法和其他DSA、RSA基本相似,都是采用私钥签名,公钥验证。只不过算法体系采用的是ECC的算法。交互的双方要采用同一套参数体系。签名原理如下:

        在曲线上选取一个无穷远点为基点 G = (x,y)。随机在曲线上取一点k 作为私钥, K = k*G 计算出公钥。

         签名过程:

        生成随机数R, 计算出RG.

        根据随机数R,消息M的HASH值H,以及私钥k, 计算出签名S = (H+kx)/R.

        将消息M,RG,S发送给接收方。

         签名验证过程:

        接收到消息M, RG,S

        根据消息计算出HASH值H

        根据发送方的公钥K,计算 HG/S + xK/S, 将计算的结果与 RG比较。如果相等则验证成功。

         公式推论:

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

        在介绍原理前,说明一下ECC是满足结合律和交换律的,也就是说A+B+C = A+C+B = (A+C)+B。

        这里举一个WIKI上的例子说明如何生成共享秘钥,也可以参考  Alice And Bob  的例子。

        Alice 与Bob 要进行通信,双方前提都是基于 同一参数体系的ECC生成的 公钥和私钥。所以有ECC有共同的基点G。

         生成秘钥阶段:

        Alice 采用公钥算法 KA = ka * G ,生成了公钥KA和私钥ka, 并公开公钥KA。

        Bob 采用公钥算法 KB = kb * G ,生成了公钥KB和私钥 kb, 并公开公钥KB。

         计算ECDH阶段:

        Alice 利用计算公式 Q = ka * KB  计算出一个秘钥Q。

        Bob 利用计算公式 Q' = kb * KA 计算出一个秘钥Q'。

         共享秘钥验证:

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

        故 双方分别计算出的共享秘钥不需要进行公开就可采用Q进行加密。我们将Q称为共享秘钥。

        在以太坊中,采用的ECIEC的加密套件中的其他内容:

        1、其中HASH算法采用的是最安全的SHA3算法 Keccak 。

        2、签名算法采用的是 ECDSA

        3、认证方式采用的是  H-MAC

        4、ECC的参数体系采用了secp256k1,  其他参数体系 参考这里

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

在 以太坊 的 UDP通信时(RPC通信加密方式不同),则采用了以上的实现方式,并扩展化了。

首先,以太坊的UDP通信的结构如下:

        其中,sig是 经过 私钥加密的签名信息。mac是可以理解为整个消息的摘要, ptype是消息的事件类型,data则是经过RLP编码后的传输数据。

        其UDP的整个的加密,认证,签名模型如下:

区块链技术是什么?未来可能用于哪些方面?

区块链(blockchain)技术是维护一个不断增长的数据记录的分布式数据库,这些数据

通过密码学的技术和之前被写入的所有数据关联,使得第三方甚至是节点的拥有者难以篡改。区块(block)包含有数据库中实际需要保存的数据,这些数据通过区块组织起来被写入数据库。链(chain)通常指的是利用Merkle tree等方式来校验当前所有区块是否被修改,这一点用过Git的码农们早就熟悉了,回想一下如何修改Git的历史记录吧。

目前已知的一些区块链技术应用大致有这三类:

公开区块链(public blockchain) 例子:比特币,Ethereum Frontier。公开区块链上的数据所有人都可以访问,所有人都可以发出交易等待被写入区块链。共识过程的参与者(对应比特币中的矿工)通过密码学技术以及内建的经济激励维护数据库的安全。公开区块链是完全的分布式。

协作区块链(federated blockchain) 例子:Hyperledger以及德勤等会计所尝试的审计系统。参与区块链的节点是事先选择好的,节点间很可能是有很好的网络连接。这样的区块链上可以采用非工作量证明的其他共识算法,比如有100家金融机构之间建立了某个区块链,规定必须67个以上的机构同意才算达成共识。这样的区块链上的数据可以是公开的也可以是这些节点参与者内部。部分意义上的分布式。

私有区块链(private blockchain) 例子:Eris Industries。参与的节点只有用户自己,数据的访问和使用有严格的权限管理。近期部分金融机构公布的内部使用的区块链技术大都语焉不详,不过很可能都在这个范围内。

区块链是什么?如果技术上不懂区块链,操作上会有影响吗?

区块链是分布式系统数据储存、点对点通信、共识机制、数据加密等电子信息技术的新式应用模式。其本质就是分布式系统数据信息,随着所带来的结论便去“区块链技术”。区块链应用能够用于生活当中的许多情景,下面我们就来看看区块链应用的分析吧!

技术性是把双刃剑。如同核技术是一种物理技术一样,区块链技术在技术方面来上谈,区块链是一种底层技术。核技术能够作为核弹,还可以作为核发电,一样,数字货币能够作为产业链和生活因素的管理方法,有可能会促使社会发展更持久,也有可能被恶人运用为最便捷的犯罪手段。

离去应用方面谈技术价值全是搅浑水,做为底层技术的区块链技术有之应用的层面和平谈判法。现阶段,有的人在商业运营模式有的人在硬件配置上讨论区块链技术,有的人则在权力分配的内容上讨论区块链技术。市场中慢慢清楚的是,区块链技术被用来技术性组成和商业运营模式设计,从硬件设备到系统到商业运营模式到金融的设计等诸多方面。但不是每一个区块链技术都可以发币,并不是每一个区块链技术都应发币。

技术性区块链技术,运用不一定,区块链的技术是区块链技术,但在顶层应用上能够区块链技术,也可以不用区块链技术。假如应用到不可以区块链技术的事、产业和项目上,那就不是区块链技术的;倘若用以能够大家普遍参加,具有公平管理权限的事上,那么就可以区块链技术。

包含区块链技术里的币,倘若我国做法定数字货币,区块链技术的币是可以去中心化。适用BTC运作的区块链是区块链技术的,可是联盟链一般由一个和好几个公司做为核心控制同盟,这又成了去中心化。

区块链领域的创新最重要的是什么?

区块链创新最重要区块链认知革命的秘密的是底层技术开发区块链认知革命的秘密

1、分布式账本,就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目,因此它们都可以参与监督交易合法性,同时也可以共同为其证实。

2、非对称加密和授权技术,即在区块链中储存的交易资讯可以被公开,但是账户身份信息是高度加密的,必须经过数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证区块链认知革命的秘密了数据的安全和个人的隐私。

3、共识机制,就是所有记账节点之间怎么达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。区块链技术为解决各种应用场合提供区块链认知革命的秘密了四种不同的共识机制,以求达到高效与安全的均衡。

4、智能合约,是建立在这种可靠、不可更改的基础上,能够自动地实现某些预先设定的规则和条款。以保险为例,如果说每个人的信息包括医疗信息和风险发生的信息、都是真实可信的,那就很容易在一些标准化的保险产品中,去进行自动化的理赔。

关于区块链认知革命的秘密和区块链革命读书笔记的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

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