比特币加密基石

㈠ 什么是比特币加密技术

比特币和区块链的诞生需要依赖于很多核心技术的突破：一是拜占庭容错技术；二是非对称加密技术；三是点对点支付技术。下面会依次介绍。
拜占庭容错技术
比特币和区块链诞生的首要难点在于如何创建分布式共识机制，也就是菜斯利·兰伯特等人1982年提出的拜占庭将军问题。所谓拜占庭将军问题是指，把战争中互不信任的各城邦军队如何达成共识并决定是否出兵的决策过程。延伸至计算机领域，试图创建具有容错性的分布式系统，即使部分节点失效仍可确保系统正常运行，也可让多个基于零信任基础的节点达成共识，并确保信息传递的一致性。
中本聪所提到的“拜占庭将军问题”解决方法起始于亚当﹒拜克在1997年发明的哈希现金算法机制，起初该设计是用于限制垃圾邮件发送与拒绝服务攻击。2004年，密码朋克运动早期和重要成员哈尔·芬尼将亚当﹒拜克的哈希现金算法改进为可复用的工作量证明机制。他们的研究又是基于达利亚·马凯与迈克尔·瑞特的学术成果：拜占庭容错机制。正是哈尔·芬尼的可复用的工作量证明机制后来成为比特币的核心要素之一。哈尔·芬尼是中本聪的最早支持者，同时也是第一笔比特币转账的接受者，在比特币发展的早期与中本聪有大量互动与交流。
非对称加密技术
比特币的非对称加密技术来源于以下几项密码学的技术创新：1976年，Sun公司前首席安全官Whitfield Diffie与斯坦福大学教授Martin Hell，在开创性论文《密码学的新方向》首次提出公开钥匙密码学的概念，发明了非对称加密算法。1978年省理工学院的伦纳德·阿德曼、罗纳德·李维斯特、阿迪·萨莫尔三名研究人员，共同发明了公开钥匙系统“RSA”可用于数据加密和签名，率先开发第一个具备商业实用性的非对称RSA加密算法。1985年，Neal Koblitz和Victor Miller俩人，首次提出将椭圆曲线算法（ECC），应用于密码学，并建立公钥加密的算法，公钥密码算法的原理是利用信息的不对称性，公钥对应的是私钥，私钥是解开所有信息的钥匙，公钥可以由私钥反推算出。ECC能够提供比RSA更高级别的安全。比特币使用的就是椭圆曲线算法公钥用于接收比特币，而私钥则是比特币支付时的交易签名。这些加密算法奠定了当前非对称加密理论的基础，被广泛应用于网络通信领域。但是，当时这些加密技术发明均在NSA严密监视的视野之内。NSA最初认为它们对国家安全构成威胁，并将其视为军用技术。直到20世纪90年代末，NSA才放弃对这些非对称加密技术的控制，RSA算法、ECC算法等非对称加密技术最终得以走进公众领域。
不过，中本聪并不信任NSA公布的加密技术，在比特币系统中没有使用RSA公钥系统，原因除了ECC能够提供比RSA更高级别的安全性能外，还担心美国安全部门在RSA留有技术后门。2013年9月，斯诺登就曾爆料NSA采用秘密方法控制加密国际标准，比特币采用的RSA可能留有后门，NSA能以不为人知的方法弱化这条曲线。所幸的是，中本聪神一般走位避开了RSA的陷阱,使用的加密技术不是NSA的标准，而是另一条鲜为人知的椭圆曲线，这条曲线并不在美国RSA的掌握之下。全世界只有极少数程序躲过了这一漏洞，比特币便是其中之一。

㈡ 高中生如何理解比特币加密算法

加密算法是数字货币的基石，比特币的公钥体系采用椭圆曲线算法来保证交易的安全性。这是因为要攻破椭圆曲线加密就要面对离散对数难题，目前为止还没有找到在多项式时间内解决的办法，在算法所用的空间足够大的情况下，被认为是安全的。本文不涉及高深的数学理论，希望高中生都能看懂。

密码学具有久远的历史，几乎人人都可以构造出加解密的方法，比如说简单地循环移位。古老或简单的方法需要保密加密算法和秘钥。但是从历史上长期的攻防斗争来看，基于加密方式的保密并不可靠，同时，长期以来，秘钥的传递也是一个很大的问题，往往面临秘钥泄漏或遭遇中间人攻击的风险。

上世纪70年代，密码学迎来了突破。Ralph C. Merkle在1974年首先提出非对称加密的思想，两年以后，Whitfield Diffie和Whitfield Diffie两位学者以单向函数和单向暗门函数为基础提出了具体的思路。随后，大量的研究和算法涌现，其中最为着名的就是RSA算法和一系列的椭圆曲线算法。

无论哪一种算法，都是站在前人的肩膀之上，主要以素数为研究对象的数论的发展，群论和有限域理论为基础。内容加密的秘钥不再需要传递，而是通过运算产生，这样，即使在不安全的网络中进行通信也是安全的。密文的破解依赖于秘钥的破解，但秘钥的破解面临难题，对于RSA算法，这个难题是大数因式分解，对于椭圆曲线算法，这个难题是类离散对数求解。两者在目前都没有多项式时间内的解决办法，也就是说，当位数增多时，难度差不多时指数级上升的。

那么加解密如何在公私钥体系中进行的呢？一句话，通过在一个有限域内的运算进行，这是因为加解密都必须是精确的。一个有限域就是一个具有有限个元素的集合。加密就是在把其中一个元素映射到另一个元素，而解密就是再做一次映射。而有限域的构成与素数的性质有关。

前段时间，黎曼猜想（与素数定理关系密切）被热炒的时候，有一位区块链项目的技术总监说椭圆曲线算法与素数无关，不受黎曼猜想证明的影响，就完全是瞎说了。可见区块链项目内鱼龙混杂，确实需要好好洗洗。

比特币及多数区块链项目采用的公钥体系都是椭圆曲线算法，而非RSA。而介绍椭圆曲线算法之前，了解一下离散对数问题对其安全性的理解很有帮助。

先来看一下 费马小定理 ：

原根 定义：
设（a, p)=1 （a与p互素），满足

的最下正整数 l，叫作a模p的阶，模p阶为（最大值）p-1的整数a叫作模p的原根。

两个定理：

基于此，我们可以看到，{1, 2, 3, … p-1} 就是一个有限域，而且定义运算 gi (mod p), 落在这个有限域内，同时，当i取0～p-2的不同数时，运算结果不同。这和我们在高中学到的求幂基本上是一样的，只不过加了一层求模运算而已。

另一点需要说明的是，g的指数可以不限于0~p-2, 其实可以是所有自然数，但是由于

所以，所有的函数值都是在有限域内，而且是连续循环的。

离散对数定义：
设g为模p的原根，（a,p) = 1，

我们称 i 为a（对于模p的原根g）的指数，表示成：

这里ind 就是 index的前3个字母。
这个定义是不是和log的定义很像？其实这也就是我们高中学到的对数定义的扩展，只不过现在应用到一个有限域上。

但是，这与实数域上的对数计算不同，实数域是一个连续空间，其上的对数计算有公式和规律可循，但往往很难做到精确。我们的加密体系里需要精确，但是在一个有限域上的运算极为困难，当你知道幂值a和对数底g，求其离散对数值i非常困难。

当选择的素数P足够大时，求i在时间上和运算量上变得不可能。因此我们可以说i是不能被计算出来的，也就是说是安全的，不能被破解的。

比特币的椭圆曲线算法具体而言采用的是 secp256k1算法。网上关于椭圆曲线算法的介绍很多，这里不做详细阐述，大家只要知道其实它是一个三次曲线（不是一个椭圆函数），定义如下：

那么这里有参数a, b；取值不同，椭圆曲线也就不同，当然x, y 这里定义在实数域上，在密码体系里是行不通的，真正采用的时候，x, y要定义在一个有限域上，都是自然数，而且小于一个素数P。那么当这个椭圆曲线定义好后，它反应在坐标系中就是一些离散的点，一点也不像曲线。但是，在设定的有限域上，其各种运算是完备的。也就是说，能够通过加密运算找到对应的点，通过解密运算得到加密前的点。

同时，与前面讲到的离散对数问题一样，我们希望在这个椭圆曲线的离散点阵中找到一个有限的子群，其具有我们前面提到的遍历和循环性质。而我们的所有计算将使用这个子群。这样就建立好了我们需要的一个有限域。那么这里就需要子群的阶（一个素数n）和在子群中的基点G（一个坐标，它通过加法运算可以遍历n阶子群）。

根据上面的描述，我们知道椭圆曲线的定义包含一个五元祖（P, a, b, G, n, h)；具体的定义和概念如下：

P: 一个大素数，用来定义椭圆曲线的有限域（群）
a, b: 椭圆曲线的参数，定义椭圆曲线函数
G: 循环子群中的基点，运算的基础
n: 循环子群的阶（另一个大素数，< P ）
h：子群的相关因子，也即群的阶除以子群的阶的整数部分。

好了，是时候来看一下比特币的椭圆曲线算法是一个怎样的椭圆曲线了。简单地说，就是上述参数取以下值的椭圆曲线：

椭圆曲线定义了加法，其定义是两个点相连，交与图像的第三点的关于x轴的对称点为两个点的和。网上这部分内容已经有很多，这里不就其细节进行阐述。

但细心的同学可能有个疑问，离散对数问题的难题表现在求幂容易，但求其指数非常难，然而，椭圆曲线算法中，没有求幂，只有求乘积。这怎么体现的是离散对数问题呢？

其实，这是一个定义问题，最初椭圆曲线算法定义的时候把这种运算定义为求和，但是，你只要把这种运算定义为求积，整个体系也是没有问题的。而且如果定义为求积，你会发现所有的操作形式上和离散对数问题一致，在有限域的选择的原则上也是一致的。所以，本质上这还是一个离散对数问题。但又不完全是简单的离散对数问题，实际上比一般的离散对数问题要难，因为这里不是简单地求数的离散对数，而是在一个自定义的计算上求类似于离散对数的值。这也是为什么椭圆曲线算法采用比RSA所需要的（一般2048位）少得多的私钥位数（256位）就非常安全了。

㈢ 比特币源码研读一:椭圆曲线在比特币密码中的加密原理

参加比特币源码研读班后首次写作，看到前辈black写的有关密钥，地址写的很好了，就选了他没有写的椭圆曲线，斗胆写这一篇。

在密码学上有两种加密方式，分别是对称密钥加密和非对称密钥加密。

对称加密：加密和解密使用的同样的密钥。

非对称加密：加密和解密是使用的不同的密钥。

二战中图灵破解德军的恩尼格码应该就是用的对称加密，因为他的加密和解密是同一个密钥。比特币的加密是非对称加密，而且用的是破解难度较大的椭圆曲线加密，简称ECC。

非对称加密的通用原理就是用一个难以解决的数学难题做到加密效果，比如RSA加密算法。RSA加密算法是用求解一个极大整数的因数的难题做到加密效果的。就是说两个极大数相乘，得到乘积很容易，但是反过来算数一个极大整数是由哪两个数乘积算出来的就非常困难。

下面简要介绍一下椭圆曲线加密算法ECC。

首先椭圆曲线的通式是这个样子的：

一般简化为这个样子：

()发公式必须吐槽一下，太麻烦了。)

其中

这样做就排除了带有奇点的椭圆曲线，可以理解为所有的点都有一条切线。

图像有几种，下面列举几个：[1]

椭圆曲线其实跟椭圆关系不大，也不像圆锥曲线那样，是有圆锥的物理模型为基础的。在计算椭圆曲线的周长时，需要用到椭圆积分，而椭圆曲线的简化通式：

，周长公式在变换后有一项是这样的：，平方之后两者基本一样。

我们大体了解了椭圆曲线，就会有一个疑问，这个东西怎么加密的呢？也就是说椭圆曲线是基于怎样的数学难题呢？在此之前还得了解一些最少必要知识：椭圆曲线加法，离散型椭圆曲线。

椭圆曲线加法

数学家门从普通的代数运算中，抽象出了加群（也叫阿贝尔群或交换群），使得在加群中，实数的算法和椭圆曲线的算法得到统一。

数学中的“群”是一个由我们定义了一种二元运算的集合，二元运算我们称之为“加法”，并用符号“+”来表示。为了让一个集合G成为群，必须定义加法运算并使之具有以下四个特性：

1. 封闭性：如果a和b是集合G中的元素，那么（a + b)也是集合G中的元素。

2. 结合律：(a + b) + c = a + (b + c);

3. 存在单位元0，使得a + 0 = 0 + a =a;

4. 每个元素都有逆元，即：对于任意a，存在b，使得a + b = 0.

如果我们增加第5个条件：

5. 交换律： a + b = b + a

那么，称这个群为阿贝尔群。[1]

运算法则：任意取椭圆曲线上两点P、Q （若P、Q两点重合，则做P点的切线）做直线交于椭圆曲线的另一点R’，过R’做y轴的平行线交于R。我们规定P+Q=R。（如图）[2]

特别的，当P和Q重合时，P+Q=P+P=2P，对于共线的三点，P，Q，R’有P+Q+R’=0∞.

这里的0∞不是实数意义的0，而是指的无穷远点(这里的无穷远点就不细说了，你可以理解为这个点非常遥远，遥远到两条平行线都在这一点相交了。具体介绍可以看参考文献[2])。

注意这里的R与R’之间的区别，P+Q=R，R并没有与P，Q共线，是R’与P，Q共线，不要搞错了。

法则详解：

这里的+不是实数中普通的加法，而是从普通加法中抽象出来的加法，他具备普通加法的一些性质，但具体的运算法则显然与普通加法不同。

根据这个法则，可以知道椭圆曲线无穷远点O∞与椭圆曲线上一点P的连线交于P’，过P’作y轴的平行线交于P，所以有无穷远点 O∞+ P = P 。这样，无穷远点 O∞的作用与普通加法中零的作用相当（0+2=2），我们把无穷远点 O∞ 称为零元。同时我们把P’称为P的负元（简称，负P；记作，-P）。（参见下图）

离散型椭圆曲线

上面给出的很好看的椭圆曲线是在实数域上的连续曲线，这个是不能用来加密的，原因我没有细究，但一定是连续曲线上的运算太简单。真正用于加密的椭圆曲线是离散型的。要想有一个离散型的椭圆曲线，先得有一个有限域。

域：在抽象代数中，域（Field）之一种可进行加、减、乘、除运算的代数结构。它是从普通实数的运算中抽像出来的。这一点与阿贝尔群很类似。只不过多了乘法，和与乘法相关的分配率。

域有如下性质[3]：

1.在加法和乘法上封闭，即域里的两个数相加或相乘的结果也在这个域中。

2.加法和乘法符合结合律，交换率，分配率。

3.存在加法单位，也可以叫做零元。即存在元素0，对于有限域内所有的元素a，有a+0=a。

4.存在乘法单位，也可以叫做单位元。即存在元素1，对于有限域内所有的元素a，有1*a=a。

5.存在加法逆元，即对于有限域中所有的元素a，都存在a+(-a)=0.

6.存在乘法逆元，即对于有限域中所有的元素a，都存在a*=0.

在掌握了这些知识后，我们将椭圆曲线离散化。我们给出一个有限域Fp，这个域只有有限个元素。Fp中只有p(p为素数)个元素0,1,2 …… p-2,p-1；

Fp 的加法（a+b）法则是 a+b≡c (mod p)；它的意思是同余，即（a+b）÷p的余数与c÷p的余数相同。

Fp 的乘法(a×b)法则是 a×b≡c (mod p)；

Fp 的除法(a÷b)法则是 a/b≡c (mod p)；即 a×b∧-1≡c (mod p)；（也是一个0到p-1之间的整数，但满足b×b∧-1≡1 (mod p)；

Fp 的单位元是1，零元是 0（这里的0就不是无穷远点了，而是真正的实数0）。

下面我们就试着把

这条曲线定义在Fp上：

选择两个满足下列条件的小于p(p为素数)的非负整数a、b，且a，b满足

则满足下列方程的所有点(x,y)，再加上无穷远点O∞ ，构成一条椭圆曲线。

其中 x,y属于0到p-1间的整数，并将这条椭圆曲线记为Ep(a,b)。

图是我手画的，大家凑合看哈。不得不说，p取7时，别看只有10个点，但计算量还是很大的。

Fp上的椭圆曲线同样有加法，法则如下：

        1. 无穷远点 O∞是零元，有O∞+ O∞= O∞，O∞+P=P

        2. P(x,y)的负元是 (x,-y)，有P+(-P)= O∞

3. P(x1,y1),Q(x2,y2)的和R(x3,y3) 有如下关系：

x3≡-x1-x2(mod p)

y3≡k(x1-x3)-y1(mod p)

其中若P=Q 则 k=(3+a)/2y1 若P≠Q，则k=(y2-y1)/(x2-x1)

通过这些法则，就可以进行离散型椭圆曲线的计算。

例：根据我画的图，（1，1）中的点P（2，4），求2P。

解：把点带入公式k=(3*x∧2+a)/2y1

有（3*2∧2+1）/2*4=6（mod 7）.

(注意，有些小伙伴可能算出13/8,这是不对的，这里是模数算数，就像钟表一样，过了12点又回到1点，所以在模为7的世界里，13=6，8=1).

x=6*6-2-2=4（mod 7）

y=6*（2-4）-4=2 （mod 7）

所以2P的坐标为（2，4）

那椭圆曲线上有什么难题呢？在模数足够大的情况下，上面这个计算过程的逆运算就足够难。

给出如下等式：

K=kG （其中 K,G为Ep(a,b)上的点，k为小于n（n是点G的阶）的整数）不难发现，给定k和G，根据加法法则，计算K很容易；但给定K和G，求k就相对困难了。

这就是椭圆曲线加密算法采用的难题。我们把点G称为基点（base point），k称为私钥，K称为公钥。

现在我们描述一个利用椭圆曲线进行加密通信的过程[2]：

1、用户A选定一条椭圆曲线Ep(a,b)，并取椭圆曲线上一点，作为基点G。

2、用户A选择一个私钥k，并生成公钥K=kG。

3、用户A将Ep(a,b)和点K，G传给用户B。

4、用户B接到信息后 ，将待传输的明文编码到Ep(a,b)上一点M（编码方法很多，这里不作讨论），并产生一个随机整数r（r<n）。

5、用户B计算点C1=M+rK；C2=rG。

6、用户B将C1、C2传给用户A。

7、用户A接到信息后，计算C1-kC2，结果就是点M。因为

C1-kC2=M+rK-k(rG)=M+rK-r(kG)=M

再对点M进行解码就可以得到明文。

整个过程如下图所示：

密码学中，描述一条Fp上的椭圆曲线，常用到六个参量：

T=(p,a,b,G,n,h)，p 、a 、b 用来确定一条椭圆曲线，G为基点，n为点G的阶，h 是椭圆曲线上所有点的个数m与n相除的整数部分

这几个参量取值的选择，直接影响了加密的安全性。参量值一般要求满足以下几个条件：

1、p 当然越大越安全，但越大，计算速度会变慢，200位左右可以满足一般安全要求；

2、p≠n×h；

3、pt≠1 (mod n)，1≤t<20；

4、4a3+27b2≠0 (mod p)；

5、n 为素数；

6、h≤4。

200位位的一个数字，那得多大？而且还是素数，所以这种方式是非常安全的。而且再一次交易中，区块被记录下来只有10分钟的时间，也就是说要想解决这个难题必须在10分钟以内。即便有技术能够在10分钟以内破解了现在这个难度的加密算法，比特币社区还可以予以反制，提高破解难度。所以比特币交易很安全，除非自己丢掉密钥，否则不存在被破解可能。

第一次写一个完全陌生的数学领域的知识，也许我有错误的地方，也许有没讲明白的地方，留言讨论吧。总之写完后对比特比系统的安全性表示很放心。

参考文献

[1] 椭圆曲线密码学简介

[2] 什么是椭圆曲线加密（ECC）

[3] 域（数学）维基网络

区块链研习社源码研读班 高若翔

㈣ 比特币的核心技术包括哪些

比特币的核心技术包括1、非对称加密技术 2、点对点传输技术 3、哈希现金算法机制。
1.非对称加密技术和对称加密技术最大的不同就是有了公钥和私钥之分。非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥(publickey)和私有密钥(privatekey)。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。公钥是公开的，私钥是保密的。 由于不涉及私钥的传输，整个传输过程就变得安全多了。后来又出现了具备商业实用性的非对称RSA加密算法以及后来的椭圆曲线加密算法(ECC)，这些都奠定了加密算法理论的基础，但是美国国家安全局NSA最初认为这些技术对国家安全构成威胁，所以对这些技术进行了严密的监控，知道20世纪90年代末NSA才放弃了对这些技术的监控，这些非对称技术才最终走入了了公众的视野。这项技术对应到比特币场景中就是比特币的地址和私钥。
2.点对点传输技术顾名思义，就是无需中心服务器、个体之间可以相互传输信息的技术，P2P网络的重要目标就是让所有客户端都能提供资源，包括宽带、存储空间和计算能力。 对应到比特币网络中就是利用点对点的技术实现真正的去中心化。
3.哈希现金算法机制就是让那些制造垃圾邮件的人付出相应的代价!发送者需要付出一定的工作量，比如说哈希运算，几秒钟时间对于普通用户不算什么，但对于垃圾邮件的发送者每封邮件都要花几秒钟的时间，这样的成本是没有办法负担的。同时每次运算都会盖上一个独一无二的时间戳，这样就能保证邮件发送方不能重复使用一个运算结果。 对于比特币而言也是同样的道理，如何保证一笔数字货币没有被多次消费(Double Spending)，就类似于验证一封邮件没有被多次发送，所以就要保证每一笔交易顺利完成，必须要付出一定的工作量(proof of Work)，并且在完成交易时盖上一个时间戳表示交易完成的时间。

㈤ 比特币算法原理

比特币算法主要有两种，分别是椭圆曲线数字签名算法和SHA256哈希算法。

椭圆曲线数字签名算法主要运用在比特币公钥和私钥的生成过程中，该算法是构成比特币系统的基石。SHA-256哈希算法主要是运用在比特币的工作量证明机制中。

比特币产生的原理是经过复杂的运算法产生的特解，挖矿就是寻找特解的过程。不过比特币的总数量只有2100万个，而且随着比特币不断被挖掘，越往后产生比特币的难度会增加，可能获得比特币的成本要比比特币本身的价格高。

比特币的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成，区块头的大小为80字节，由4字节的版本号、32字节的上一个区块的散列值、32字节的 Merkle Root Hash、4字节的时间戳（当前时间）、4字节的当前难度值、4字节的随机数组成。拥有80字节固定长度的区块头，就是用于比特币工作量证明的输入字符串。不停的变更区块头中的随机数即 nonce 的数值，并对每次变更后的的区块头做双重 SHA256运算，将结果值与当前网络的目标值做对比，如果小于目标值，则解题成功，工作量证明完成。

比特币的本质其实是一堆复杂算法所生成的一组方程组的特解（该解具有唯一性）。比特币是世界上第一种分布式的虚拟货币，其没有特定的发行中心，比特币的网络由所有用户构成，因为没有中心的存在能够保证了数据的安全性。

㈥ 比特币最直白的解释

比特币是一种用去中心化、全球通用、不需第三方机构或个人，基于区块链作为支付技术的电子加密货币。 1 比特币由中本聪在2009年1月3日，基于无国界的对等网络，用共识主动性开源软件发明创谨脊裤立，是加密货币及区块链的始祖，也是目前知名度与市场总值最高的加密货币。任何人皆可参与比特币活动，可以通过称为挖矿的电脑运算来发行。比特币协议数量上限为2100万个，以避免通货膨胀问题。使用比特币是通过私钥作为数字签名，允许个人直接支付给他人，不需经过如银行、清算中心、证券商等第祥简三方机构，从而避免了高手续费、繁琐流程、以及受监管性的问题。

2区块链技术是比特币的底层技术，但在早期并没有太野槐多人注意到比特币的底层技术。但是当比特币在没有任何中心化机构运营和管理的情况下，在多年里非常稳定的运行，并且没有出现过任何问题。所以很多人注意到，该底层技术技术也许有很大的机制，而且不仅仅可以在比特币中使用，也许可以在许多领域都能够应用这种技术。所以从某个角度来看，比特币可以看成是区块链第一个应用，而区块链更类似于TCP/IP这样的底层技术，以后会扩展到越来越多的行业中。

3以金融行业为例，如果黑客攻击或者系统错误，导致记账数据被篡改或损坏，就可能导致整个系统的危机甚至崩溃。此外，这种运作模式因为账本的唯一性，依赖的是中心的信用，即银行的信用，如果这个“中心”的信用出现问题，比如银行擅自篡改数据，那么客户的权益也会受到侵害。为防止单点故障和系统性风险，传统金融机构需要进行层层审计来控制金融风险，但由此也造成高昂的内部成本。根据西班牙最大银行桑坦德发布的一份报告显示，2020年左右如果全世界的银行内部都使用区块链技术的话，大概每年能省下200亿美元的成本。

㈦ （四）比特币加密原理

这篇文章将会讲解比特币的加密原理。比特币之所以这么安全，就是因为它的加密机制。

哈希又称为散列，简单的说就是一种将任意长度橡滚逗的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

那么怎么保证原文没用被第三备凳方篡改呢？答案就是数字签名。
这个类似于现实中的签名，就是在信息后面加上另一段内容，作为发送者的证明并证明信息没有被篡改。

如上图所示，

分析： 假设C截取信息，他想篡改内容。首先签名无法篡改，因为他梁卖没有发送方的私钥，如果用自己的私钥进行签名，那么接收方用发送方的公钥解密时是解不开的。所以他只能篡改密文。但接收方解出密文并进行哈希运算后得到的摘要必然和原来的摘要不同，而用发送方的公钥解密出签名得到的摘要肯定不会被篡改，所以两次摘要就会出现不一致，就能确认内容被篡改了。

非对称加密和数字签名这一块稍微有点绕，不过你看懂了之后一定会说一句：中本聪666！！！

To be continued...

㈧ 比特币钻石是什么

比特币钻石超级（BCDS）是比特币的一个分支，发生在块481819的预定高度，并随之搭判档产生一个新的链作为BCDS。

比特币钻石超级矿工将开始使用新的工作量验证算法创建积木，并将根据BTC的原始功能连续开发和加强对账户转移和隐私的保护。这将导致比特币区块链分叉。最初的比特币区块链将保持不变，但区块链的一个新分支将从原始链中分离出来。

比特币钻石算法要比比特币先进，其功能也更加完善。

(8)比特币加密基石扩展阅读：

比特币（Bitcoin）的概念最初由中本聪在2008年11月1日提出，并于2009年1月3日正式诞生。根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的虚拟的加密数字货币。点对点的传输冲咐意味着一个去中心化的支付系统。

与所有的货币不同，比特币不依靠特定货币机构发行，它依据特定算法，通过大量的计算知乱产生，比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。

P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。基于密码学的设计可以使比特币只能被真实的拥有者转移或支付。这同样确保了货币所有权与流通交易的匿名性。比特币与其他虚拟货币最大的不同，是其总数量非常有限，具有极强的稀缺性。

㈨ 比特币为什么会成功

如果说投资圈里这两年最让人惊诧的事儿，比特币的疯狂绝对能名列前茅。从早期一万个比特币才能勉强换25美元的匹萨，到现在一枚便可换一套房，真是士别三日当刮目相看。

比特币的成功已经是不争的事实，当然随之而来也存在大量的争议，有人为其欢呼雀跃，也有人为其咬牙切齿，有人不遗余力为之摇旗呐喊，也有人不屑一顾但又忍不住咽下眼红的口水。

那么，号称数字黄金的比特币是否有价值呢？根据《资本论》，价值是凝结在商品中的一般人类劳动。比特币的产生要通过艰苦的运算，并非不劳而获，在这个数字时代，算力也是生产力，这些运算本身是有价值的。换句话说，如果这些算力不用于挖矿，而用在航空航天，天气预报这些方面，是不是有价值呢？如果承认这一点，由于算力的使用都存在机会成本，至少可以证明比特币并非无中生有，而是要经过人类劳动才能产生，所以是有价值的。至于这个价值的大小，自身价值可以用挖矿所消耗的电力，机器折旧进行计算，交换价值则依赖于投资者对其的定价。

比特币的设计很好的借鉴了现有货币体系的痛点，或者说是抓住了差异化。它有如下特点：

1）稀缺性

比特币总量固定，且不是一次全部发行出来，而是增加量越来越少，这与现在各国动不动就滥发货币造成通货膨胀的行为恰好反向而行。当然，温和的通货膨胀不是坏事，但比特币的稀缺性正好有利于其币值的稳定与升值。所以只要认同的人足够多，币值攀升便是水到渠成之事。

2）隐秘性

比特币对持有人的身份没有任何约束，也没有中央化的监管，这对于大多数人特别是有钱人与黑产是个天大的好处。这和瑞士银行为什么大受欢迎有异曲同工之妙。

3）便利性

比特币支付手续费极低，这对于大额跨国支付简直就是天选之物。

当然，比特币还有其它特点，但这几点最为重要，也是其生存壮大的基石。

比特币能够脱颖而出，除了自身具备一定价值，与时俱进的交易方式也功不可没。比特币虽然是去中心化的资产，但却在集中化的交易所进行交易，与股票等现货资产交易是一样的。随着比特币现货交易波动加大，又推出了比特币期货，这样做多与做空者都能够盈利，从而推动比特币交易更为流行，从这个角度看，比特币实际上已经和其它金融资产没什么差别了。

比特币期货和其它期货一样，采用的也是杠杆交易，由于比特币波动幅度通常在5%-10%，远大于外汇黄金的波动率，比特币期货采用较小杠杆就可以获取较大收益。随着比特币币值不断上扬，其期货交易撬动的资金量量级也成倍上涨。那么为什么会有那么多资金来角逐这场 游戏 呢？

首先，比特币自面世以后，得到越来越多政府和商业机构的默许和认可，虽然其动机各不相同，但无疑这为比特币做了背书，相当于承认了其合法性，这样持有比特币便成为安全的投资行为，从而推动了比特币的发展。

其次，由于纤首比特币总量恒定，达蠢竖瞎成共识的投资者越多，其币值就越稳定，收益的确定性又反过来推动了交易，形成正反馈。

比特币交易所的设立及衍生品的开发，使得比特币变成标准化的金融资产，促进了比特币的流动，使得更多机构投资者敢于买进并持有比特币，毕竟从专业投资者角度看，数量有限且资质稳定的商品都是有投资价值的。

最后，各国央行大放水，负利率时代的到来，也推动了比特币的繁荣。特别是疫情以来，机构投资者面临通货膨胀的巨大压力，也需要有更多的投资保值品，而比特币的特性很好的满足了这些需求，从而引发了令人瞠目结舌的飙涨。

与此同时，一些大咖的站队喊单行为也起了推波助澜的作用，甚至有操纵市场的嫌疑。如果在传统金融世界，他们无疑会受到监管机构处罚，但比特币的世界是自由世界带空，没有人去多管闲事，所以大家感觉回到了草莽时代，有一种特殊的感觉，至于是好是坏，就看持仓了。

有人说比特币的膨胀与黑色产业密不可分。不排除有黑市交易采用比特币，但应该不是主流，毕竟比特币币值不稳定，其波动比外汇黄金都大的多，没有人愿意在大宗交易中出现如此巨大的损益，只要有一方觉得不公平，亏大了，交易就没办法继续。而且比特币的私密性很高，万一持有人被灭口了，这笔资产就湮灭了，这就好比烧纸钱用了真钞，风险太大。

比特币这么成功，是不是好的投资标的物呢？对普通投资者来说，肯定不是。比特币面临的最大风险还是政策或法律风险。目前几个大国对比特币的态度还是存在变数的。美国没有明确反对，是因为比特币还不至于动摇美元的地位，而且美国政府通过各种执法行动持有大量比特币，不会很快否定它，但出于反洗钱目的，监管会逐步加强。中国政府对加密货币持否定态度，并在发展自己的数字货币，以捍卫本国央行的地位。印度土耳其等国干脆判定比特币非法，以免干扰本国已经混乱的经济秩序。至于大多数国家，多数都是随波逐流，不置可否。一旦主要经济体对比特币加强监管，那么比特币的好日子也就到头了。

值得注意的是，随着技术进步，比特币的一些优势也将不复存在，比如随着量子技术的发展，比特币挖矿，安全性这些依赖高运算量的护城河将不复存在，而其低下的支付效率又妨碍其作为数字货币流通。

所以比特币的未来，还存在较大变数，要么其合法性像黄金一样被各国承认，登堂入室，成为市场主流；要么只能生存在自由主义者，无政府主义者和粉丝的世界里，成为一种情怀。

㈩ 比特币的加密（秘钥、地址、脚本验证）

https://en.bitcoin.it/wiki/Address

https://www.cnblogs.com/zhaoweiwei/p/address.html
生成方式：

P2PKH的脊碧交易脚本

举个真实的例子：
ScriptSig:
PUSHDATA(72)[9701] PUSHDATA(33)
[]

这里面的一个scriptSig由2部分组成，第一部分是签名，第二部分是公钥，PUSHDATA(N)，表猜宴示要压入栈顶的byte，1个byte表示2个字符，PUSHDATA(72)表示压入144个字符

Output Scripts
HASH160 PUSHDATA(20)[] EQUAL
DUP HASH160 PUSHDATA(20)[] EQUALVERIFY CHECKSIG

第二个找零output地址因为是P2PKH开头的，所以格式和描述的一样

https://www.hibtc.org/2428.html
结合多重签名一樱兆举起使用
scriptSig: ..signatures... <serialized script>
scriptPubKey: OP_HASH160 <scriptHash> OP_EQUAL

表示一共有n个参与方，只要有m个参与方同意了这笔交易，则这笔交易就生效了，具体的规则是通过scriptHash里面的脚本内容决定的
m-of-n multi-signature transaction:
scriptSig: 0 <sig1> ... <script>
script: OP_m <pubKey1> ... OP_n OP_CHECKMULTISIG

ScriptSig:
0[] PUSHDATA(72)[1201] PUSHDATA(71)[01] PUSHDATA1[]

HASH160 PUSHDATA(20)[] EQUAL

结合P2SH的新特征

https://en.bitcoin.it/wiki/Transaction
目前比特币支持两种类型的交易：Pay-to-PubkeyHash、Pay-to-Script-Hash

验证一笔P2PKH交易的一个输入是否合法：

总结：先验证这笔output是不是属于该用户，再验证该用户的签名是否有效

参考：
https://blog.csdn.net/jerry81333/article/details/56824166

初级版的比特币交易
https://www.jianshu.com/p/a57795ec562c