来学嘉:区块链和密码学互动

2020-06-17 15:58 栏目:经验之谈 来源:网络整理 查看()

来学嘉:区块链和密码学互动

上海交通大学教授、密码学家

区块链离不开密码算法

首先,区块链是由密码算法建立起来的,所以它与密码算法是分不开的。另一方面,区块链又对密码学做出了贡献,为密码学的发展提供了一些新的思路或新的方向。最后,我想提及一些常用术语以及如何建立正确的理解。

区块链的本质是什么?这是一本全球发行的同步书。每个人都有相同的东西。这套东西可以验证账簿的内容,并且这些内容可以被每个人验证。同时,它还可以确保交易被记入账簿,并且您可以验证交易是否合法。

说到区块链,比特币必须被提及,因为区块链来自比特币。比特币是一种分布式电子系统,它利用网络实现交易支付,无需事先信任。

比特币交易是通过数字签名链实现的,然后这些交易记录被放入一个数据库,一个通常被验证的数据库,即区块链。密码有几个基本的加密功能。数字签名和哈希函数仍然是最常用的。最古老的叫做加密,但比特币没有加密。

事实上,比特币就是我们通常所说的地址。知道私钥的人都有比特币,因为我有私钥,可以操作和支付。这是交易。

付款很简单,因为我有一把私人钥匙,我可以选择一个愿意给我钥匙的人,把他的地址带来,把我的签名与地址和钱绑在一起,然后把它转给他。因为他有自己的私钥,所以他可以使用自己的私钥进行交易。

前一笔交易的持有人签名和收款人地址即为交易。这个过程可以公开验证,因为数字签名的一个特点是只有知道私钥的人才能生成签名,而其他人可以验证并且只能验证,所以有一个不可否认的功能。

数字现金存在一个大问题,即复制问题,因为文件与其副本无法区分。这样,电子货币原则上可以重复使用。这种货币体系已经失去了意义,因此需要一种方法来防止双花问题。

传统的解决方案是依靠第三方,并且必须通过银行检查钱是否已经被使用。比特币想出了一个更好的方法。为了防止重复支出,所有使用过的记录都要公开,这样就不能重复使用。公开记录的数据库被称为分类帐或块链。这就是区块链的由来。换句话说,区块链是一个由比特币提出的防止双花的系统。

我们称之为会计过程挖掘。事实上,采矿更有趣,因为它做了几件事:

首先,矿业应该核实新的交易是合法的;

第二,这些经过核实的交易应该被记录下来,并存入账簿进行记账,以创造一个新的区块链。

当创建新的区块时,实际上创建了新的货币。从密码学的角度来看,挖掘是一个有趣的过程。最后,它使用一个加密函数,哈希函数,以单向方式控制挖掘速度。使用代码控制挖掘的难度实际上是控制哈希函数,函数代码的数量为0,因为哈希是一个单向函数,计算过程实际上是一个解码过程。解码的难度可以控制,每10分钟生成一个新块。

密码术——对区块链更“有价值”

从下面看,我们可以看到区块链是由密码算法建立的。数字签名链确保了交易的正确性,然后哈希函数确保了完整性和不可篡改性,确保了数据的可验证性和可信度。单向散列函数可以用来控制货币生成的速度,这是一个方面。另一方面,区块链的形成对密码学作出了新的贡献,使得一些事情我们在过去做不到。

对于区块链来说,密码学是“有价值的”。过去,密码术赔钱。加密被用来保护数据,成本相对较高。但是随着区块链的出现,密码学变得有价值了。因为我们生成满足特定条件的哈希码,并且一些加密函数的结果变成了钱。与此同时,随着区块链和比特币等应用的出现,这些密码学家似乎突然能够处理它了,所以密码学是“有价值的”。密码功能和勒索软件一样,勒索软件是什么东西,是计算密码的功能,你的文件变成密文,要求你比特币。

从学术和技术的角度来看,密码学的真正贡献在哪里,即不可否认性。图中所示的五个属性是由国际标准化组织定义的安全服务元素。机密性是加密,认证真实性是数字签名,完整性是哈希函数。不可否认性是不可否认性和不可否认性。数据函数只有一个属性,其他函数只能验证它。数字签名为不可否认性提供了证据。

密码学过去无法实现不可否认性,在区块链问世后,它变得有趣起来。你会发现区块链本身提供了一个不可否认的平台,因为区块链现在是我们信任的第三方,每个人都遵守它。链上所说的自然会起到不可否认的作用,这也是比特币的双花问题。

还有一种我们过去不能做的事情是抵制捏造。在过去,加密算法也不能做到这一点,因为加密使用单向函数,有些函数只能在数据可用后才能实现。区块链会记下你过去做过的所有事情。你想捏造它们,但你不能捏造它们。每个人只认识清单上的东西。总之,区块链提供了一套完整的解决方案,用于密码学或安全领域所需的不可否认性和伪造性。

安全服务中的这个大块实际上是一个密码,但区块链的加密功能甚至更强,因为区块链是由加密功能构成的,它在加密技术中起着促进作用,并具有抵抗拒绝和伪造的新方法。

正确理解常用术语

看了比特币的结构后,签名和哈希没有加密。总之,首先,基本的区块链和比特币没有加密,所以尽可能避免使用加密货币这个词。然而,另一方面,完全开放的内容限制了区块链的应用,许多人不愿意把他做的所有事情公之于众,让每个人都知道。我们现在正在做的是把加密函数放入区块链,但是这很麻烦。区块链特征是可公开验证的,参与者可以验证这一点。只有当我接受簿记时,它才有效。

此时,使用了保密性,也就是说,验证者看不到内容,不得不承认他。他该怎么办?密码学方法包括零知识证明、环签名等。过去,我们认为高科技技术堆积在这里。虽然它相对困难,但它解决了许多实际问题。

许多人都在谈论区块链的去集中化。仔细考虑一下。区块链根本没有去集中化。相反,它重建了一个中心。每个人都认识唯一的中心。更强的中心是链条本身。每个人都只认识数据。

或者我们可以重建一个以上帝为中心的世界。所谓的“去中心”是从比特币中理解的。比特币已经不再以发行货币的银行为中心,也就是说,交易时没有中心。但是区块链的真正用途实际上创造了一个中心。因此,“去集中化”一词也应该谨慎使用。

无论是POW还是POS,真正的共识和唯一的共识是我们的参与者只认可最长链的内容。功率、位置等。本质上是簿记权利,是比特币开采的结果。挖掘的目的是验证交易。与此同时,通过验证交易获得回报就是创造新的比特币。

什么是公共链?公共链意味着每个人都有权记账和举行公投。联盟链是只有大股东才有投票权和簿记权。私人连锁是老板记账,回到中心。有了这些东西之后,让我们看看公共、联盟和私人的角度,看看区块链可以用在哪里。从区块链的角度来看,簿记功能和交易功能是两个相对独立的东西,即簿记在这里和交易在书在那里。如果它是一个公共链,并且交易是公开的,那么它就是比特币。

如果是私人连锁,交易也是私人的,只有特定的人才可以做,这实际上是一个数据库,没有什么新的。最常用的是联盟链、各种有限权限的交易和有限权限的簿记功能。从应用的角度来看,这句话非常重要,也就是说,重建信任机制的区块链的真正含义是什么。

上个月,天津海关利用平安一号账户链,与区块链建立了跨境贸易平台。我刚刚参加了这个项目。这个项目做了什么?它将国内外买家和卖家,以及银行和物流联系在一起。通过这个链条,任何一方都可以看到相关内容是否可信。例如,卖方可以从买方的购买记录、物流记录、银行记录等中看到。是否信任他,银行也能从记录中看出是否借给他贷款。

总而言之,密码学建立了一个区块链,这反过来又给密码学增加了新的功能,从这个角度来看,如何正确使用一些常用词。

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