身为一名程序员,是时候展示一波技术了。接下来的一段时间,我会用通熟易懂的方式讲解比特币的底层技术,让技术小白也可以看懂各种白皮书。
谈到虚拟数字货币就一定绕不开密码学,所以今天就给大家先讲解一下比特币相关的密码学。
在比特币白皮书里,两个最常用的密码学概念是哈希函数和公钥私钥。
哈希函数
传统的哈希函数就是将任意长度的数据映射到有限长度的域上,通俗的解释就是对一串数据M进行变换,输出成另一串固定长度的数据h,即h=H(M)。
除了数据h可以作为数据M的指纹外,在密码学中,哈希函数还有别的性质:
给定数据M很容易计算出数据h,但是给定数据h不能很方便的得到数据M,唯一的方法就是遍历数据M所有的可能。
Alchemy聘请前Stripe高管担任新工程主管:金色财经报道,区块链开发公司Alchemy聘请Stripe的Web3前负责人Guillaume Poncin来加强其团队。在加入Stripe之前,Poncin在Google工作了12年,担任Google Books和Google Cloud的技术主管,并在一家教育游戏初创公司负责工程和产品工作。在担任工程主管的新职位上,Ponchin将负责Alchemy现有和新产品的工程和技术管理,并扩展服务。[2023/8/24 18:19:50]
很难找到两个数据,它们的哈希值是一样的。尽管很难,这样的两个数据还是存在的,因为哈希算法的本质是对数据的有损压缩。
从数学上讲,大家可以认为哈希函数是一个复杂的函数。
SBF:一开始所有被锁定的FTT就属于Alameda,以保证FTX运行:5月10日消息,由Axios的加密记者BradyDale撰写的有关SBF与FTX的新书《SBF: How The FTX Bankruptcy Unwound Crypto’s Very Bad Good Guy》已发布,其中SBF在接受采访时表示,FTT一直属于AlamedaResearch,从一开始所有被锁定的、搁置的FTT都是AlamedaResearch,以保证FTX作为新交易所可以工作,这有点像FTX支付给Alameda的费用。(TheBlock)[2023/5/10 14:53:33]
举个例子
h=2M是一个函数,但是不是一个好的哈希函数呢?
摩根士丹利:在过去六个月中创纪录的78%的比特币没有交易:金色财经报道,摩根士丹利(Morgan Stanley)(MS)周四在一份研究报告中表示,比特币熊市近一年,大多数在2021年购买加密货币的投资者都面临重大损失,并希望等待反弹来平仓。尽管其他金融市场的波动性加剧,但比特币的美元交易区间是自2020年底以来最窄的。报告称,这种稳定性表明一些交易者正在以低于18,500美元的价格买入,以防止BTC大幅跌破2017年上一个周期的高点。报告称,在过去六个月中,创纪录的78%的比特币没有交易,而且这一水平正在上升。估计表明,对于短期投资者持有的剩余22%的比特币,平均盈亏平衡价格略高于22,300美元。[2022/10/28 11:53:34]
因为给定一个h,我们可以非常容易地反向猜到M,那就不是一个好的哈希函数。
HT突破7.5美元,24小时涨幅33.0%:金色财经报道,Huobi Token(HT)价格上涨突破7.5美元,24小时涨幅33.0%。行情波动较大,请做好风险控制。[2022/10/13 10:33:15]
哈希函数的目的是,给定一个h,我没法容易地找到H的逆函数,进而通过这个逆函数找到M。
我只能通过暴力穷举所有的M,然后看H(M)是不是等于h,从而找到答案,这样才是一个好的哈希函数。
比特币使用的哈希算法采用双重SHA256算法,这是因为SHA1在2017年被birthdaycollisionattack攻破,而SHA2被攻破也只是时间问题,而采取双重哈希算法可以有效抵御birthdaycollisionattack。
SHA256(SHA256(BlockHeader))
公私钥机制
给定一个加密算法,每个个体都可以任意的产生一组公钥和私钥,通常是256bit或者512bit的字符串。
大概长成下面这个样子:
0010110100010010010110110100010010010110110100010010010110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110
大家可以认为公钥和私钥,一个是锁,一个是钥匙,两者一一对应。
非对称加密算法:
乙方生成两把密钥,公钥,私钥。公钥是公开的,任何人都可以获得,私钥则是保密的甲方获取乙方的公钥,然后用它对信息加密乙方得到加密后的信息,用私钥解密
举个例子
小明和小红,小明想给小红写封情书,但是他不想让外人知道情书的内容。
我们假设小明情书的内容是“我爱你”,小明第一步用小红的公钥对其进行加密。
公钥是所有人都知道的,所以小明也同样知道小红的公钥。
我们假设小红的公钥就是她的手机号:“138xxxxxxxx”。
加密过程涉及到加密函数Enc。这个函数用实际情书内容"我爱你"和小红的公钥"138xxxxxxxx"作为输入,得到一个输出,叫做data_enc。
data_enc=Enc(“我爱你",小红的公钥)
我们假设Enc函数是将两个字符串合并后,将奇数字和偶数字对调,我们得到如下:
合并:“我爱你138xxxxxxxx”奇偶对调:"爱我1你83xxxxxxxx"
小明将加密后的字符串,也就是”爱我1你83xxxxxxxx"发给小红。小红收到信息后,她需要用自己的私钥以及解密函数Dec,对这条信息进行解密。
data=Dec(“爱我1你83xxxxxxxx'',小红的私钥)
为了方便,我们假设小红的私钥也是”138xxxxxxxx“,解密函数的功能是,将输入的字符串的奇偶数对调,然后从字符串后面删除小红的私钥。
奇偶对调:”我爱你138xxxxxxxx“字符串删除(”138xxxxxxxx“):"我爱你"
这样一来,小红就知道,小明发过来的原字符串是"我爱你"。
当然实际工程中,加密和解密函数都是非常的复杂函数,但基本原理是一模一样的,对于理解完全没有问题。
预告:后面会介绍数字货币是如何产生的?
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