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区块链算法

发布时间:2022-02-17 22:51:10

Ⅰ 以下哪个是目前区块链项目的主流算法

.top域名给你解答,比特币是第一个区块链应用,同时也是最着名的应用之一,它所使用的共识机制就是POW。

Ⅱ 什么是区块链概念

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。

2019年12月2日,该词入选《咬文嚼字》2019年十大流行语。

区块链金融应用相关:

2016年起,各大金融巨头们也闻风而动,纷纷开展区块链创新项目,探讨在各种金融场景中应用区块链技术的可能性。特别是普银集团率先开创了“区块链+”本位制数字货币的先河。

本位制数字货币是资产经过第三方机构完成鉴定、评估、确权、保险等流程,经过缜密的数字算法写入区块链,形成资产与数字货币之间的本位对应关系,称之为本位制数字货币。

为了实现区块链金融大跨越大发展,为了推动中国经济新发展,加速全球资产流通,实现一代代人为之奋斗不已的复兴梦想,普银集团将于2016年12月9日在贵州举行普银区块链金融贵阳战略发布仪式。

会上将就区块链实现资产的数字化流通、区块链金融交易模式、并对区块链服务与社会公共产业的应用落地展开探讨。此次大会将标志着区块链金融落地应用的开始,标志着全新金融生态的变革与发展。

以上内容参考:网络-区块链金融;网络-区块链

Ⅲ 区块链的核心技术是什么

简单来说,区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库;从数据结构上看,它是基于时间序列的链式数据块结构;从节点拓扑上看,它所有的节点互为冗余备份;从操作上看,它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。
或许以上概念过于抽象,我来举个例子,你就好理解了。
你可以想象有 100 台计算机分布在世界各地,这 100 台机器之间的网络是广域网,并且,这 100 台机器的拥有者互相不信任。
那么,我们采用什么样的算法(共识机制)才能够为它提供一个可信任的环境,并且使得:
节点之间的数据交换过程不可篡改,并且已生成的历史记录不可被篡改;
每个节点的数据会同步到最新数据,并且会验证最新数据的有效性;
基于少数服从多数的原则,整体节点维护的数据可以客观反映交换历史。
区块链就是为了解决上述问题而产生的技术方案。
二、区块链的核心技术组成
无论是公链还是联盟链,至少需要四个模块组成:P2P 网络协议、分布式一致性算法(共识机制)、加密签名算法、账户与存储模型。
1、P2P 网络协议
P2P 网络协议是所有区块链的最底层模块,负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。
通常我们所用的都是比特币 P2P 网络协议模块,它遵循一定的交互原则。比如:初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态,在握手之后开始请求 Peer 节点的地址数据以及区块数据。
这套 P2P 交互协议也具有自己的指令集合,指令体现在在消息头(Message Header) 的 命令(command)域中,这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能,这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解,可以参考比特币开发者指南中的 Peer Discovery 的章节。
2、分布式一致性算法
在经典分布式计算领域,我们有 Raft 和 Paxos 算法家族代表的非拜占庭容错算法,以及具有拜占庭容错特性的 PBFT 共识算法。
如果从技术演化的角度来看,我们可以得出一个图,其中,区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。
在图中我们可以看到,计算机应用在最开始多为单点应用,高可用方便采用的是冷灾备,后来发展到异地多活,这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术,随着分布式系统技术的发展,我们过渡到了 Paxos 和 Raft 为主的分布式系统。
而在区块链领域,多采用 PoW 工作量证明算法、PoS 权益证明算法,以及 DPoS 代理权益证明算法,以上三种是业界主流的共识算法,这些算法与经典分布式一致性算法不同的是,它们融入了经济学博弈的概念,下面我分别简单介绍这三种共识算法。
PoW: 通常是指在给定的约束下,求解一个特定难度的数学问题,谁解的速度快,谁就能获得记账权(出块)权利。这个求解过程往往会转换成计算问题,所以在比拼速度的情况下,也就变成了谁的计算方法更优,以及谁的设备性能更好。
PoS: 这是一种股权证明机制,它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权(所有权占比)成比例,它实现的核心思路是:使用你所锁定代币的币龄(CoinAge)以及一个小的工作量证明,去计算一个目标值,当满足目标值时,你将可能获取记账权。
DPoS: 简单来理解就是将 PoS 共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子,而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是 21 个节点,也有可能是 101 个节点,这一点取决于设计,只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量,因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。
3、加密签名算法
在区块链领域,应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。
其中,难题友好性正是众多 PoW 币种赖以存在的基础,在比特币中,SHA256 算法被用作工作量证明的计算方法,也就是我们所说的挖矿算法。
而在莱特币身上,我们也会看到 Scrypt 算法,该算法与 SHA256 不同的是,需要大内存支持。而在其他一些币种身上,我们也能看到基于 SHA3 算法的挖矿算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 算法的改良版本,并命名为 Ethash,这是一个 IO 难解性的算法。
当然,除了挖矿算法,我们还会使用到 RIPEMD160 算法,主要用于生成地址,众多的比特币衍生代码中,绝大部分都采用了比特币的地址设计。
除了地址,我们还会使用到最核心的,也是区块链 Token 系统的基石:公私钥密码算法。
在比特币大类的代码中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 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(椭圆曲线函数)。
从技术上看,我们先从生成私钥开始,其次从私钥生成公钥,最后从公钥生成地址,以上每一步都是不可逆过程,也就是说无法从地址推导出公钥,从公钥推导到私钥。
4、账户与交易模型
从一开始的定义我们知道,仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库,那么,多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢?
我在设计元界区块链时,参考了多种数据库,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些币种采用基于 SQL 的 SQLite。这些作为底层的存储设施,多以轻量级嵌入式数据库为主,由于并不涉及区块链的账本特性,这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。
区块链的账本特性,通常分为 UTXO 结构以及基于 Accout-Balance 结构的账本结构,我们也称为账本模型。UTXO 是“unspent transaction input/output”的缩写,翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。
这个区块链中 Token 转移的一种记账模式,每次转移均以输入输出的形式出现;而在 Balance 结构中,是没有这个模式的。

Ⅳ 区块链中的哈希算法的作用是什么

区块链通过哈希算法对一个交易区块中的交易信息进行加密,并把信息压缩成由一串数字和字母组成的散列字符串。
金窝窝集团分析其哈希算法的作用如下:
区块链的哈希值能够唯一而精准地标识一个区块,区块链中任意节点通过简单的哈希计算都接获得这个区块的哈希值,计算出的哈希值没有变化也就意味着区块链中的信息没有被篡改。

Ⅳ 区块链哈希算法是什么

哈希算法也被称为“散列”,是区块链的四大核心技术之一。是能计算出一个数字消息所对应的、长度固定的字符串(又称消息摘要)的算法。由于一段数据只有一个哈希值,所以哈希算法可以用于检验数据的完整性。在快速查找和加密算法的应用方面,哈希算法的使用非常普遍。

在互联网时代,尽管人与人之间的距离更近了,但是信任问题却更严重了。 现存的第三方中介组织的技术架构都是私密而且中心化的,这种模式永远都无法从根本上解决互信以及价值转移的问题。因此,区块链技术将会利用去中心化的数据库架构完成数据交互信任背书,实现全球互信的一大跨步。在这一过 程中,哈希算法发挥了重要作用。

散列算法是区块链中保证交易信息不被篡改的单向密码机制。区块链通过散列算法对一个交易区块中的交易进行加密,并把信息压缩成由一串数字和字母组成的散列字符串。区块链的散列值能够唯一而准确地标识一个区块。在验证区块的真实性时,只需要简单计算出这个区块的散列值,如果没有变化就 意味着这个区块上的信息是没有被篡改过的。

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。

Ⅵ 区块链技术的原理是什么

区块链不属于哪个行业,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。狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

Ⅶ 区块链的概念是什么

从字面理解,区块链包含了两个概念:区块、链。区块链本身是由一个个区块(Block)组成,而不同节点链接在一起构建的网络,就是区块链。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。

每个区块存储:一些有效的记录或交易;涉及该块的信息;通过每个块的散列到前一个块和下一个块的链接——可以被认为是块的指纹的唯一代码。

因此,每个块在链内具有特定且不可移动的位置,因为每个块包含来自前一块的散列的信息。整个链存储在构成区块链的每个网络节点中,因此链的精确副本存储在所有网络参与者中。

用途

从本质上讲,区块链可用于存储任何类型的信息,这些信息必须保持完整,并且比通过中间人以安全,分散和更便宜的方式保持可用。此外,由于存储的信息是加密的,因此可以保证其机密性,因为只有拥有加密密钥的人才能访问它。

在医疗保健中使用区块链。例如,健康记录可以合并并存储在区块链中。这意味着每个患者的病史都是安全的,同时,每个被授权的医生都可以使用,无论患者接受治疗的健康中心如何。甚至制药行业也可以使用这种技术来验证药品并防止伪造。

区块链对于管理数字资产和文档也非常有用。到目前为止,数字化的问题在于一切都很容易复制,但Blockchain允许您记录购买,契约,文档或任何其他类型的在线资产,而不会被伪造。

Ⅷ 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。

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。

Ⅸ 区块链的定义

区块链是指一个分布式可共享的、通过共识机制可信的、每个参与者都可以检查的公开账本,但是没有一个中心化的单一用户可以对它进行控制,它只能够按照严格的规则和公开的协议进行修订。

特征:
1、去中心化
在现在的系统设计或者应用开发中,都是考虑中心服务器实现所有的信息交换和数据存储。但在区块链中,通过构建分布式的结构体系和开源协议,让所有的参与者都参与数据的记录和验证,再通过分布式传播发送给各个节点,即使部分节点受到攻击或者损坏,也不会影响整个数据库的完整性和信息更新,相当于每个参与的节点都是“自中心”。

2、去信任
在传统的互联网模式中,是通过可信任的中央节点(比如住房登记系统)或者第三方通道(比如支付宝)进行信息的匹配验证和信任积累,所以其无法实现价值传递的去中心化,能够去中心化的一定是无需信用背书的。

3、时间戳
区块是指对某一段时间内生成的所有信息(包含数据和代码)进行打包而生成的,每下一个区块的页首都包含上一个区块的索引信息,首尾相连便形成了链。所以,区块(完整历史)与链(完整验证)相加便形成了时间戳(可追朔完整历史),其存储了系统中全部的历史数据,可为每一笔数据提供检索和查找功能,并可借助区块链结构追本溯源,逐笔验证。

4、非对称加密
区块链通过数学共识机制是非对称加密算法,即在加密和解密的过程中使用一个“密钥对”,“密钥对”中的两个密钥具有非对称的特点:一是用其中一个密钥加密后,只有另一个密钥才能解开;二是其中一个密钥公开后,根据公开的密钥其他人也无法算出另外一个密钥。

Ⅹ 区块链原理是什么

区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。 其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。区块链主要解决的交易的信任和安全问题,其本质是在不可信的网络建立可信的信息交换

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