比特币诞生的三大关键技术点……(现在比特币多少一个了)

静香

比特币诞生的三大关键技术点……(现在比特币多少一个了)


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。

区块链的三大核心技术是什么?


                
区块链运作的7个核心技术介绍       2018-01-15
1.区块链的链接
顾名思义,区块链即由一个个区块组成的链。每个区块分为区块头和区块体(含交易数据)两个部分。区块头包括用来实现区块链接的前一区块的哈希(PrevHash)值(又称散列值)和用于计算挖矿难度的随机数(nonce)。前一区块的哈希值实际是上一个区块头部的哈希值,而计算随机数规则决定了哪个矿工可以获得记录区块的权力。
2.共识机制
区块链是伴随比特币诞生的,是比特币的基础技术架构。可以将区块链理解为一个基于互联网的去中心化记账系统。类似比特币这样的去中心化数字货币系统,要求在没有中心节点的情况下保证各个诚实节点记账的一致性,就需要区块链来完成。所以区块链技术的核心是在没有中心控制的情况下,在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识的共识机制。
区块链的共识机制目前主要有4类:PoW、PoS、DPoS、分布式一致性算法。
3.解锁脚本
脚本是区块链上实现自动验证、自动执行合约的重要技术。每一笔交易的每一项输出严格意义上并不是指向一个地址,而是指向一个脚本。脚本类似一套规则,它约束着接收方怎样才能花掉这个输出上锁定的资产。
交易的合法性验证也依赖于脚本。目前它依赖于两类脚本:锁定脚本与解锁脚本。锁定脚本是在输出交易上加上的条件,通过一段脚本语言来实现,位于交易的输出。解锁脚本与锁定脚本相对应,只有满足锁定脚本要求的条件,才能花掉这个脚本上对应的资产,位于交易的输入。通过脚本语言可以表达很多灵活的条件。解释脚本是通过类似我们编程领域里的“虚拟机”,它分布式运行在区块链网络里的每一个节点。
4.交易规则
区块链交易就是构成区块的基本单位,也是区块链负责记录的实际有效内容。一个区块链交易可以是一次转账,也可以是智能合约的部署等其他事务。
就比特币而言,交易即指一次支付转账。其交易规则如下:
1)交易的输入和输出不能为空。
2)对交易的每个输入,如果其对应的UTXO输出能在当前交易池中找到,则拒绝该交易。因为当前交易池是未被记录在区块链中的交易,而交易的每个输入,应该来自确认的UTXO。如果在当前交易池中找到,那就是双花交易。
3)交易中的每个输入,其对应的输出必须是UTXO。
4)每个输入的解锁脚本(unlocking )必须和相应输出的锁定脚本(locking )共同验证交易的合规性。
5.交易优先级
区块链交易的优先级由区块链协议规则决定。对于比特币而言,交易被区块包含的优先次序由交易广播到网络上的时间和交易额的大小决定。随着交易广播到网络上的时间的增长,交易的链龄增加,交易的优先级就被提高,最终会被区块包含。对于以太坊而言,交易的优先级还与交易的发布者愿意支付的交易费用有关,发布者愿意支付的交易费用越高,交易被包含进区块的优先级就越高。
6.Merkle证明
Merkle证明的原始应用是比特币系统(Bitcoin),它是由中本聪(Satoshi Nakamoto)在2009年描述并且创造的。比特币区块链使用了Merkle证明,为的是将交易存储在每一个区块中。使得交易不能被篡改,同时也容易验证交易是否包含在一个特定区块中。
7.RLP
RLP(Recursive Length Prefix,递归长度前缀编码)是Ethereum中对象序列化的一个主要编码方式,其目的是对任意嵌套的二进制数据的序列进行编码。

比特币是怎样产生的


                

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。


产生原理


从比特币的本质说起,比特币的本质其实就是一堆复杂算法所生成的特解。特解是指方程组所能得到有限个解中的一组。而每一个特解都能解开方程并且是唯一的。


而挖矿的过程就是通过庞大的计算量不断的去寻求这个方程组的特解,这个方程组被设计成了只有 2100 万个特解,所以比特币的上限就是 2100 万个。


要挖掘比特币可以下载专用的比特币运算工具,然后注册各种合作网站,把注册来的用户名和密码填入计算程序中,再点击运算就正式开始。


完成Bitcoin客户端安装后,可以直接获得一个Bitcoin地址,当别人付钱的时候,只需要自己把地址贴给别人,就能通过同样的客户端进行付款。在安装好比特币客户端后,它将会分配一个私钥和一个公钥。需要备份你包含私钥的钱包数据,才能保证财产不丢失。如果不幸完全格式化硬盘,个人的比特币将会完全丢失。


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。

风靡全球的“比特币”到底是如何制造出来的?


                

比特币属于虚拟数字货币。这是由开放源码(计算方法公开)P2P软件通过大量计算,利用整个网络的分布式数据库进行交易确认而产生的。拥有交易快捷,不可伪造等特点,具有明显的“去中心化”特征。


一台涉及比特币发行的电脑被称为“挖矿节点”,而另一台电脑则被称为挖矿。其中,其最核心的“区块链”技术被采用。每一个参与挖矿的矿工节点都会收集在网络上发生但没有被证实的交易,并将其纳入新的块锁。这块将和前面所有的块连在一起,形成一条链子。每一个节点都会添加一个新的随机调整数,然后计算上一个区块链SHA-256的散列。若低于设定的具体目标,则视为成功。若达不到目标,则节点将改变随机调整的数量,并反复尝试。


比特币的原理涉及两个学科:密码学和分布式计算。简而言之,所有在这一网络中(你可以通过下载比特币的客户端加入到这一网络中)的人都需要使用大量的计算能力来解决复杂的数学难题(这里有密码),然后通过验证所有其他全网节点的计算能力(这里有分布式计算),而解开不同的问题会得到相应的报酬,即比特币。



在比特币诞生之初,人们只需利用个人电脑 CPU的运算能力,就可以计算出正确的答案,从而在网络上获得认证。当像比特币这样的极客游戏变成了金融投资的游戏时,很多个人和组织都会使用大笔投资和专业设备加入网络以“挖矿”,像今年初的比特币交易还是30块显卡一起操作一到两天,就能获得一个比特币。但是现在一些人通过他们的硬件供应商订购了大量的“矿机”,而且使用比特币计算资源的成本也越来越高。



至于购买比特币,你只需知道,每个人都会使用计算资源来计算,而不需要依赖央行等货币发行机构。


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