区块链设计账户防篡改功能 请阐述区块链是如何解决防篡改问题的

超果 专栏 2022-12-28 200 0

今天给各位分享区块链设计账户防篡改功能的知识,其中也会对请阐述区块链是如何解决防篡改问题的进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

为什么区块链可以做到不可篡改?

区块链是从零开始有序的链接在一起的,每个区块都指向前一个区块,称为前一个区块的子区块,前一区块称为父区块。

 

每个区块都有一个区块头,里边包含着父区块头通过算法生成的哈希值,通过这个哈希值可以找到父区块。当父区块有任何改动时,父区块的哈希值也发生变化。这将迫使子区块哈希值字段发生改变,以此类推,后边的子子区块,子子子区块都会受影响。一旦一个区块有很多后代以后,除非重新计算此区块所有后代的区块,但是这样重新计算需要耗费巨大的计算量,所以区块链越长区块历史越无法改变。

区块链:防篡改的哈希加密算法

同学A和B在教室里抛硬币,赌谁打扫卫生,正面朝上,则A打扫,反面朝上,则B打扫,这个策略没有什么问题。

然而,如果把情景迁移到网络聊天室,A和B同样进行抛硬币的游戏,估计B就不会答应了,因为当A抛了硬币,B不论是猜

正面还是反面,A都可以说B猜错了。

怎么解决这个问题呢?要不先给抛硬币的结果加密,B再猜?这个方法可以试一下。

假设任意奇数代表硬币正面,任意偶数代表反面。A想一个数375,然后乘以一个258,把其结果告诉B为96750,并声明A想的375为密钥,由他保管。

在接下来验证结果时,A可以谎称258为他想的数,375为密钥,A还是立于不败之地。那如果A事先把密钥告诉B呢?B可以直接算出原始数字,失去了保密作用。

这种知道加密方法就知道了解密方法显然行不通,那有没有一种方法,知道了加密方法仍然无法恢复原文呢?

显然是有的,在加密过程中加入不可逆运算就OK了。A设计新的加密方式:

假设A想的数是375,进行加密:

B拿到结果120943,但他几乎不能根据120943反算出密匙375。

如果B想要验证A是否说谎:

终于可以抛硬币了……

这种丢掉一部分信息的加密方式称为“单向加密”,也叫 哈希算法 。

有个问题:

这个是有可能的,但可以解决,就是增加上述算法的难度,以致于A很难很难找到。

根据以上表述,一个可靠的哈希算法,应该满足:

密码学中的哈希函数有3个重要的性质,即 抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性 。

碰撞性,就是指A同学事先找出一奇一偶使得哈希结果一致,在计算上是不可行的。

首先,把大空间桑拿的消息压缩到小空间上,碰撞肯定是存在的。假设哈希值长度固定为256位,如果顺序取1,2,…2 256 +1, 这2 256 +1个输入值,逐一计算其哈希值,肯定能找到两个输入值使得其哈希值相同。

A同学,看到这里时, 请不要高兴的太早。因为你得有时间把它算出来,才是你的。为什么这么说呢?

根据生日悖论,如果随机挑选其中的2 130 +1输入,则有99.8%的概率发现至少一对碰撞输入。那么对于哈希值长度为256为的哈希函数,平均需要完成2 128 次哈希计算,才能找到碰撞对。如果计算机每秒进行10000次哈希计算,需要约10 27 年才能完成2 128 次哈希计算。

A同学,不要想着作弊了,估计你活不了这么久。当然如果计算机运算能力大幅提升,倒是有可能。

那么完整性还用其他什么用途呢?

用来验证信息的完整性,因为如果信息在传递过程中别篡改,那么运行哈希计算得到的哈希值与原来的哈希值不一样。

所以,在区块链中,哈希函数的抗碰撞性可以用来做区块和交易的完整性验证。

因为一个哈希值对应无数个明文,理论上你并不知道哪个是。就如,4+5=9和2+7=9的结果一样,知道我输入的结果是9,但能知道我输入的是什么数字吗?

如果,对消息m进行哈希计算时,在引入一个随机的前缀r,依据哈希值H(r||m),难以恢复出消息m,这代表该哈希函数值隐藏了消息m。

所以,B同学,根据结果想反推出原数据,这是不大可能的事,就犹如大海里捞针。

难题好友性,指没有便捷的方法去产生一满足特殊要求的哈希值。是什么意思呢,通俗的讲,就是没有捷径,需要一步一步算出来。假如要求得到的哈希结果以若干个0开头,那么计算找到前3位均为0的哈希值和找到前6位均为0的哈希值,其所需的哈希计算次数是呈一定数量关系。

这个可以怎么用呢?在区块链中,可以作为共识算法中的工作量证明。

主要描述了哈希函数的3个重要性质: 抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性 。

因为这些重要性质,区块链中的区块和交易的完整性验证、共识算法的工作量证明等功能用哈希函数来实现。

[1].邹均,张海宁.区块链技术指南[M].北京:机械出版社,2016.11

[2].长铗,韩锋.区块链从数字货币到信用社会[M].北京:中信出版社,2016.7

[3].张健.区块链定义未来金融与经济新格局[M].北京:机械工业出版社,2016.6

百科:如何理解区块链的不可篡改性?

区块链技术,也称为分布式账本技术。

在区块链里面,由于每个人(计算机)都有一模一样的账本,并且每个人(计算机)都有着完全相等的权利,因此不会由于单个人(计算机)失去联系或宕机,而导致整个系统崩溃。

既然有一模一样的账本,就意味着所有的数据都是公开透明的,每一个人可以看到每一个账户上到底有什么数字变化。

它非常有趣的特性就是,其中的数据无法篡改。因为系统会自动比较,会认为相同数量最多的账本是真的账本,少部分和别人数量不一样的账本是虚假的账本。

在这种情况下,任何人篡改自己的账本是没有任何意义的,因为除非你能够篡改整个系统里面大部分节点。

如果整个系统节点只有五个、十个节点也许还容易做到,但是如果有上万个甚至上十万个,并且还分布在互联网上的任何角落,除非某个人能控制世界上大多数的电脑,否则不太可能篡改这样大型的区块链

区块链是怎样防止数据篡改的?

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。

跟传统的分布式存储有所不同,区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面:一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。

没有任何一个节点可以单独记录账本数据,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。

存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。

区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。

基于以上特点,这种数据存储技术是可以完美防止数据被篡改的可能性,在现实中也可以运用到很多领域之中,比我们的电子存证技术在电子合同签署上提供了更安全可靠的保证。

写到这里,本文关于区块链设计账户防篡改功能和请阐述区块链是如何解决防篡改问题的的介绍到此为止了,如果能碰巧解决你现在面临的问题,如果你还想更加了解这方面的信息,记得收藏关注本站。

评论