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區塊鏈演算法

發布時間:2022-02-17 22:51:10

Ⅰ 以下哪個是目前區塊鏈項目的主流演算法

.top域名給你解答,比特幣是第一個區塊鏈應用,同時也是最著名的應用之一,它所使用的共識機制就是POW。

Ⅱ 什麼是區塊鏈概念

區塊鏈是一個信息技術領域的術語。

從本質上講,它是一個共享資料庫,存儲於其中的數據或信息,具有「不可偽造」「全程留痕」「可以追溯」「公開透明」「集體維護」等特徵。基於這些特徵,區塊鏈技術奠定了堅實的「信任」基礎,創造了可靠的「合作」機制,具有廣闊的運用前景。

2019年12月2日,該詞入選《咬文嚼字》2019年十大流行語。

區塊鏈金融應用相關:

2016年起,各大金融巨頭們也聞風而動,紛紛開展區塊鏈創新項目,探討在各種金融場景中應用區塊鏈技術的可能性。特別是普銀集團率先開創了「區塊鏈+」本位制數字貨幣的先河。

本位制數字貨幣是資產經過第三方機構完成鑒定、評估、確權、保險等流程,經過縝密的數字演算法寫入區塊鏈,形成資產與數字貨幣之間的本位對應關系,稱之為本位制數字貨幣。

為了實現區塊鏈金融大跨越大發展,為了推動中國經濟新發展,加速全球資產流通,實現一代代人為之奮斗不已的復興夢想,普銀集團將於2016年12月9日在貴州舉行普銀區塊鏈金融貴陽戰略發布儀式。

會上將就區塊鏈實現資產的數字化流通、區塊鏈金融交易模式、並對區塊鏈服務與社會公共產業的應用落地展開探討。此次大會將標志著區塊鏈金融落地應用的開始,標志著全新金融生態的變革與發展。

以上內容參考:網路-區塊鏈金融;網路-區塊鏈

Ⅲ 區塊鏈的核心技術是什麼

簡單來說,區塊鏈是一個提供了拜占庭容錯、並保證了最終一致性的分布式資料庫;從數據結構上看,它是基於時間序列的鏈式數據塊結構;從節點拓撲上看,它所有的節點互為冗餘備份;從操作上看,它提供了基於密碼學的公私鑰管理體系來管理賬戶。
或許以上概念過於抽象,我來舉個例子,你就好理解了。
你可以想像有 100 台計算機分布在世界各地,這 100 台機器之間的網路是廣域網,並且,這 100 台機器的擁有者互相不信任。
那麼,我們採用什麼樣的演算法(共識機制)才能夠為它提供一個可信任的環境,並且使得:
節點之間的數據交換過程不可篡改,並且已生成的歷史記錄不可被篡改;
每個節點的數據會同步到最新數據,並且會驗證最新數據的有效性;
基於少數服從多數的原則,整體節點維護的數據可以客觀反映交換歷史。
區塊鏈就是為了解決上述問題而產生的技術方案。
二、區塊鏈的核心技術組成
無論是公鏈還是聯盟鏈,至少需要四個模塊組成:P2P 網路協議、分布式一致性演算法(共識機制)、加密簽名演算法、賬戶與存儲模型。
1、P2P 網路協議
P2P 網路協議是所有區塊鏈的最底層模塊,負責交易數據的網路傳輸和廣播、節點發現和維護。
通常我們所用的都是比特幣 P2P 網路協議模塊,它遵循一定的交互原則。比如:初次連接到其他節點會被要求按照握手協議來確認狀態,在握手之後開始請求 Peer 節點的地址數據以及區塊數據。
這套 P2P 交互協議也具有自己的指令集合,指令體現在在消息頭(Message Header) 的 命令(command)域中,這些命令為上層提供了節點發現、節點獲取、區塊頭獲取、區塊獲取等功能,這些功能都是非常底層、非常基礎的功能。如果你想要深入了解,可以參考比特幣開發者指南中的 Peer Discovery 的章節。
2、分布式一致性演算法
在經典分布式計算領域,我們有 Raft 和 Paxos 演算法家族代表的非拜占庭容錯演算法,以及具有拜占庭容錯特性的 PBFT 共識演算法。
如果從技術演化的角度來看,我們可以得出一個圖,其中,區塊鏈技術把原來的分布式演算法進行了經濟學上的拓展。
在圖中我們可以看到,計算機應用在最開始多為單點應用,高可用方便採用的是冷災備,後來發展到異地多活,這些異地多活可能採用的是負載均衡和路由技術,隨著分布式系統技術的發展,我們過渡到了 Paxos 和 Raft 為主的分布式系統。
而在區塊鏈領域,多採用 PoW 工作量證明演算法、PoS 權益證明演算法,以及 DPoS 代理權益證明演算法,以上三種是業界主流的共識演算法,這些演算法與經典分布式一致性演算法不同的是,它們融入了經濟學博弈的概念,下面我分別簡單介紹這三種共識演算法。
PoW: 通常是指在給定的約束下,求解一個特定難度的數學問題,誰解的速度快,誰就能獲得記賬權(出塊)權利。這個求解過程往往會轉換成計算問題,所以在比拼速度的情況下,也就變成了誰的計算方法更優,以及誰的設備性能更好。
PoS: 這是一種股權證明機制,它的基本概念是你產生區塊的難度應該與你在網路里所佔的股權(所有權佔比)成比例,它實現的核心思路是:使用你所鎖定代幣的幣齡(CoinAge)以及一個小的工作量證明,去計算一個目標值,當滿足目標值時,你將可能獲取記賬權。
DPoS: 簡單來理解就是將 PoS 共識演算法中的記賬者轉換為指定節點數組成的小圈子,而不是所有人都可以參與記賬。這個圈子可能是 21 個節點,也有可能是 101 個節點,這一點取決於設計,只有這個圈子中的節點才能獲得記賬權。這將會極大地提高系統的吞吐量,因為更少的節點也就意味著網路和節點的可控。
3、加密簽名演算法
在區塊鏈領域,應用得最多的是哈希演算法。哈希演算法具有抗碰撞性、原像不可逆、難題友好性等特徵。
其中,難題友好性正是眾多 PoW 幣種賴以存在的基礎,在比特幣中,SHA256 演算法被用作工作量證明的計算方法,也就是我們所說的挖礦演算法。
而在萊特幣身上,我們也會看到 Scrypt 演算法,該演算法與 SHA256 不同的是,需要大內存支持。而在其他一些幣種身上,我們也能看到基於 SHA3 演算法的挖礦演算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 演算法的改良版本,並命名為 Ethash,這是一個 IO 難解性的演算法。
當然,除了挖礦演算法,我們還會使用到 RIPEMD160 演算法,主要用於生成地址,眾多的比特幣衍生代碼中,絕大部分都採用了比特幣的地址設計。
除了地址,我們還會使用到最核心的,也是區塊鏈 Token 系統的基石:公私鑰密碼演算法。
在比特幣大類的代碼中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 與 DSA 的結合,整個簽名過程與 DSA 類似,所不一樣的是簽名中採取的演算法為 ECC(橢圓曲線函數)。
從技術上看,我們先從生成私鑰開始,其次從私鑰生成公鑰,最後從公鑰生成地址,以上每一步都是不可逆過程,也就是說無法從地址推導出公鑰,從公鑰推導到私鑰。
4、賬戶與交易模型
從一開始的定義我們知道,僅從技術角度可以認為區塊鏈是一種分布式資料庫,那麼,多數區塊鏈到底使用了什麼類型的資料庫呢?
我在設計元界區塊鏈時,參考了多種資料庫,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些幣種採用基於 SQL 的 SQLite。這些作為底層的存儲設施,多以輕量級嵌入式資料庫為主,由於並不涉及區塊鏈的賬本特性,這些存儲技術與其他場合下的使用並沒有什麼不同。
區塊鏈的賬本特性,通常分為 UTXO 結構以及基於 Accout-Balance 結構的賬本結構,我們也稱為賬本模型。UTXO 是「unspent transaction input/output」的縮寫,翻譯過來就是指「未花費的交易輸入輸出」。
這個區塊鏈中 Token 轉移的一種記賬模式,每次轉移均以輸入輸出的形式出現;而在 Balance 結構中,是沒有這個模式的。

Ⅳ 區塊鏈中的哈希演算法的作用是什麼

區塊鏈通過哈希演算法對一個交易區塊中的交易信息進行加密,並把信息壓縮成由一串數字和字母組成的散列字元串。
金窩窩集團分析其哈希演算法的作用如下:
區塊鏈的哈希值能夠唯一而精準地標識一個區塊,區塊鏈中任意節點通過簡單的哈希計算都接獲得這個區塊的哈希值,計算出的哈希值沒有變化也就意味著區塊鏈中的信息沒有被篡改。

Ⅳ 區塊鏈哈希演算法是什麼

哈希演算法也被稱為「散列」,是區塊鏈的四大核心技術之一。是能計算出一個數字消息所對應的、長度固定的字元串(又稱消息摘要)的演算法。由於一段數據只有一個哈希值,所以哈希演算法可以用於檢驗數據的完整性。在快速查找和加密演算法的應用方面,哈希演算法的使用非常普遍。

在互聯網時代,盡管人與人之間的距離更近了,但是信任問題卻更嚴重了。 現存的第三方中介組織的技術架構都是私密而且中心化的,這種模式永遠都無法從根本上解決互信以及價值轉移的問題。因此,區塊鏈技術將會利用去中心化的資料庫架構完成數據交互信任背書,實現全球互信的一大跨步。在這一過 程中,哈希演算法發揮了重要作用。

散列演算法是區塊鏈中保證交易信息不被篡改的單向密碼機制。區塊鏈通過散列演算法對一個交易區塊中的交易進行加密,並把信息壓縮成由一串數字和字母組成的散列字元串。區塊鏈的散列值能夠唯一而准確地標識一個區塊。在驗證區塊的真實性時,只需要簡單計算出這個區塊的散列值,如果沒有變化就 意味著這個區塊上的信息是沒有被篡改過的。

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Ⅵ 區塊鏈技術的原理是什麼

區塊鏈不屬於哪個行業,區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構,並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

Ⅶ 區塊鏈的概念是什麼

從字面理解,區塊鏈包含了兩個概念:區塊、鏈。區塊鏈本身是由一個個區塊(Block)組成,而不同節點鏈接在一起構建的網路,就是區塊鏈。區塊鏈的主要作用是儲存信息,任何需要保存的信息,都可以寫入區塊鏈,也可以從裡面讀取。

每個區塊存儲:一些有效的記錄或交易;涉及該塊的信息;通過每個塊的散列到前一個塊和下一個塊的鏈接——可以被認為是塊的指紋的唯一代碼。

因此,每個塊在鏈內具有特定且不可移動的位置,因為每個塊包含來自前一塊的散列的信息。整個鏈存儲在構成區塊鏈的每個網路節點中,因此鏈的精確副本存儲在所有網路參與者中。

用途

從本質上講,區塊鏈可用於存儲任何類型的信息,這些信息必須保持完整,並且比通過中間人以安全,分散和更便宜的方式保持可用。此外,由於存儲的信息是加密的,因此可以保證其機密性,因為只有擁有加密密鑰的人才能訪問它。

在醫療保健中使用區塊鏈。例如,健康記錄可以合並並存儲在區塊鏈中。這意味著每個患者的病史都是安全的,同時,每個被授權的醫生都可以使用,無論患者接受治療的健康中心如何。甚至制葯行業也可以使用這種技術來驗證葯品並防止偽造。

區塊鏈對於管理數字資產和文檔也非常有用。到目前為止,數字化的問題在於一切都很容易復制,但Blockchain允許您記錄購買,契約,文檔或任何其他類型的在線資產,而不會被偽造。

Ⅷ 區塊鏈密碼演算法是怎樣的

區塊鏈作為新興技術受到越來越廣泛的關注,是一種傳統技術在互聯網時代下的新的應用,這其中包括分布式數據存儲技術、共識機制和密碼學等。隨著各種區塊鏈研究聯盟的創建,相關研究得到了越來越多的資金和人員支持。區塊鏈使用的Hash演算法、零知識證明、環簽名等密碼演算法:

Hash演算法

哈希演算法作為區塊鏈基礎技術,Hash函數的本質是將任意長度(有限)的一組數據映射到一組已定義長度的數據流中。若此函數同時滿足:

(1)對任意輸入的一組數據Hash值的計算都特別簡單;

(2)想要找到2個不同的擁有相同Hash值的數據是計算困難的。

滿足上述兩條性質的Hash函數也被稱為加密Hash函數,不引起矛盾的情況下,Hash函數通常指的是加密Hash函數。對於Hash函數,找到使得被稱為一次碰撞。當前流行的Hash函數有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。

比特幣使用的是SHA256,大多區塊鏈系統使用的都是SHA256演算法。所以這里先介紹一下SHA256。

1、 SHA256演算法步驟

STEP1:附加填充比特。對報文進行填充使報文長度與448模512同餘(長度=448mod512),填充的比特數范圍是1到512,填充比特串的最高位為1,其餘位為0。

STEP2:附加長度值。將用64-bit表示的初始報文(填充前)的位長度附加在步驟1的結果後(低位位元組優先)。

STEP3:初始化緩存。使用一個256-bit的緩存來存放該散列函數的中間及最終結果。

STEP4:處理512-bit(16個字)報文分組序列。該演算法使用了六種基本邏輯函數,由64 步迭代運算組成。每步都以256-bit緩存值為輸入,然後更新緩存內容。每步使用一個32-bit 常數值Kt和一個32-bit Wt。其中Wt是分組之後的報文,t=1,2,...,16 。

STEP5:所有的512-bit分組處理完畢後,對於SHA256演算法最後一個分組產生的輸出便是256-bit的報文。

2、環簽名

2001年,Rivest, shamir和Tauman三位密碼學家首次提出了環簽名。是一種簡化的群簽名,只有環成員沒有管理者,不需要環成員間的合作。環簽名方案中簽名者首先選定一個臨時的簽名者集合,集合中包括簽名者。然後簽名者利用自己的私鑰和簽名集合中其他人的公鑰就可以獨立的產生簽名,而無需他人的幫助。簽名者集合中的成員可能並不知道自己被包含在其中。

環簽名方案由以下幾部分構成:

(1)密鑰生成。為環中每個成員產生一個密鑰對(公鑰PKi,私鑰SKi)。

(2)簽名。簽名者用自己的私鑰和任意n個環成員(包括自己)的公鑰為消息m生成簽名a。

(3)簽名驗證。驗證者根據環簽名和消息m,驗證簽名是否為環中成員所簽,如果有效就接收,否則丟棄。

環簽名滿足的性質:

(1)無條件匿名性:攻擊者無法確定簽名是由環中哪個成員生成,即使在獲得環成員私鑰的情況下,概率也不超過1/n。

(2)正確性:簽名必需能被所有其他人驗證。

(3)不可偽造性:環中其他成員不能偽造真實簽名者簽名,外部攻擊者即使在獲得某個有效環簽名的基礎上,也不能為消息m偽造一個簽名。

3、環簽名和群簽名的比較

(1)匿名性。都是一種個體代表群體簽名的體制,驗證者能驗證簽名為群體中某個成員所簽,但並不能知道為哪個成員,以達到簽名者匿名的作用。

(2)可追蹤性。群簽名中,群管理員的存在保證了簽名的可追蹤性。群管理員可以撤銷簽名,揭露真正的簽名者。環簽名本身無法揭示簽名者,除非簽名者本身想暴露或者在簽名中添加額外的信息。提出了一個可驗證的環簽名方案,方案中真實簽名者希望驗證者知道自己的身份,此時真實簽名者可以通過透露自己掌握的秘密信息來證實自己的身份。

(3)管理系統。群簽名由群管理員管理,環簽名不需要管理,簽名者只有選擇一個可能的簽名者集合,獲得其公鑰,然後公布這個集合即可,所有成員平等。

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Ⅸ 區塊鏈的定義

區塊鏈是指一個分布式可共享的、通過共識機制可信的、每個參與者都可以檢查的公開賬本,但是沒有一個中心化的單一用戶可以對它進行控制,它只能夠按照嚴格的規則和公開的協議進行修訂。

特徵:
1、去中心化
在現在的系統設計或者應用開發中,都是考慮中心伺服器實現所有的信息交換和數據存儲。但在區塊鏈中,通過構建分布式的結構體系和開源協議,讓所有的參與者都參與數據的記錄和驗證,再通過分布式傳播發送給各個節點,即使部分節點受到攻擊或者損壞,也不會影響整個資料庫的完整性和信息更新,相當於每個參與的節點都是「自中心」。

2、去信任
在傳統的互聯網模式中,是通過可信任的中央節點(比如住房登記系統)或者第三方通道(比如支付寶)進行信息的匹配驗證和信任積累,所以其無法實現價值傳遞的去中心化,能夠去中心化的一定是無需信用背書的。

3、時間戳
區塊是指對某一段時間內生成的所有信息(包含數據和代碼)進行打包而生成的,每下一個區塊的頁首都包含上一個區塊的索引信息,首尾相連便形成了鏈。所以,區塊(完整歷史)與鏈(完整驗證)相加便形成了時間戳(可追朔完整歷史),其存儲了系統中全部的歷史數據,可為每一筆數據提供檢索和查找功能,並可藉助區塊鏈結構追本溯源,逐筆驗證。

4、非對稱加密
區塊鏈通過數學共識機制是非對稱加密演算法,即在加密和解密的過程中使用一個「密鑰對」,「密鑰對」中的兩個密鑰具有非對稱的特點:一是用其中一個密鑰加密後,只有另一個密鑰才能解開;二是其中一個密鑰公開後,根據公開的密鑰其他人也無法算出另外一個密鑰。

Ⅹ 區塊鏈原理是什麼

區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題,其本質是在不可信的網路建立可信的信息交換

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