身為一名程序員,是時候展示一波技術了。接下來的一段時間,我會用通熟易懂的方式講解比特幣的底層技術,讓技術小白也可以看懂各種白皮書。
談到虛擬數字貨幣就一定繞不開密碼學,所以今天就給大家先講解一下比特幣相關的密碼學。
在比特幣白皮書里,兩個最常用的密碼學概念是哈希函數和公鑰私鑰。
哈希函數
傳統的哈希函數就是將任意長度的數據映射到有限長度的域上,通俗的解釋就是對一串數據M進行變換,輸出成另一串固定長度的數據h,即h=H(M)。
除了數據h可以作為數據M的指紋外,在密碼學中,哈希函數還有別的性質:
給定數據M很容易計算出數據h,但是給定數據h不能很方便的得到數據M,唯一的方法就是遍歷數據M所有的可能。
Immutable X 2月份NFT銷售額約2334萬美元:金色財經報道,據Cryptoslam數據顯示,2月Immutable X 上NFT銷售額達到約2334.43萬美元,創下自2022年10月以來最高單月記錄。[2023/3/2 12:38:35]
很難找到兩個數據,它們的哈希值是一樣的。盡管很難,這樣的兩個數據還是存在的,因為哈希算法的本質是對數據的有損壓縮。
從數學上講,大家可以認為哈希函數是一個復雜的函數。
舉個例子
h=2M是一個函數,但是不是一個好的哈希函數呢?
因為給定一個h,我們可以非常容易地反向猜到M,那就不是一個好的哈希函數。
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哈希函數的目的是,給定一個h,我沒法容易地找到H的逆函數,進而通過這個逆函數找到M。
我只能通過暴力窮舉所有的M,然后看H(M)是不是等于h,從而找到答案,這樣才是一個好的哈希函數。
比特幣使用的哈希算法采用雙重SHA256算法,這是因為SHA1在2017年被birthdaycollisionattack攻破,而SHA2被攻破也只是時間問題,而采取雙重哈希算法可以有效抵御birthdaycollisionattack。
美聯儲卡什卡利:加密貨幣只是一種投機工具:金色財經報道,美聯儲卡什卡利表示,加密貨幣只是一種投機工具。加密貨幣的整個概念都沒有意義。[2022/11/19 13:23:14]
SHA256(SHA256(BlockHeader))
公私鑰機制
給定一個加密算法,每個個體都可以任意的產生一組公鑰和私鑰,通常是256bit或者512bit的字符串。
大概長成下面這個樣子:
0010110100010010010110110100010010010110110100010010010110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110110100010010011110
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大家可以認為公鑰和私鑰,一個是鎖,一個是鑰匙,兩者一一對應。
非對稱加密算法:
乙方生成兩把密鑰,公鑰,私鑰。公鑰是公開的,任何人都可以獲得,私鑰則是保密的甲方獲取乙方的公鑰,然后用它對信息加密乙方得到加密后的信息,用私鑰解密
舉個例子
小明和小紅,小明想給小紅寫封情書,但是他不想讓外人知道情書的內容。
我們假設小明情書的內容是“我愛你”,小明第一步用小紅的公鑰對其進行加密。
公鑰是所有人都知道的,所以小明也同樣知道小紅的公鑰。
我們假設小紅的公鑰就是她的手機號:“138xxxxxxxx”。
加密過程涉及到加密函數Enc。這個函數用實際情書內容"我愛你"和小紅的公鑰"138xxxxxxxx"作為輸入,得到一個輸出,叫做data_enc。
data_enc=Enc(“我愛你",小紅的公鑰)
我們假設Enc函數是將兩個字符串合并后,將奇數字和偶數字對調,我們得到如下:
合并:“我愛你138xxxxxxxx”奇偶對調:"愛我1你83xxxxxxxx"
小明將加密后的字符串,也就是”愛我1你83xxxxxxxx"發給小紅。小紅收到信息后,她需要用自己的私鑰以及解密函數Dec,對這條信息進行解密。
data=Dec(“愛我1你83xxxxxxxx'',小紅的私鑰)
為了方便,我們假設小紅的私鑰也是”138xxxxxxxx“,解密函數的功能是,將輸入的字符串的奇偶數對調,然后從字符串后面刪除小紅的私鑰。
奇偶對調:”我愛你138xxxxxxxx“字符串刪除(”138xxxxxxxx“):"我愛你"
這樣一來,小紅就知道,小明發過來的原字符串是"我愛你"。
當然實際工程中,加密和解密函數都是非常的復雜函數,但基本原理是一模一樣的,對于理解完全沒有問題。
預告:后面會介紹數字貨幣是如何產生的?
我會持續分享和區塊鏈相關的干貨,還會有一些投資建議和挖礦技巧,讓小白也能看得懂。想上車的小伙伴們請多多關注、評論、點贊、轉發,非常非常感謝!
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