區塊鏈:區塊鏈深度學習系列｜橢圓曲線數字簽名（ECDSA）的應用_PUBE價格

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本系列內容包含：基本概念及原理、密碼學、共識算法、錢包及節點原理、挖礦原理及實現。

區塊鏈中哪些地方使用了ECDSA?

通過前面系列的區塊鏈原理和技術，大家應該都熟悉交易是如何在區塊鏈系統或者在比特幣、以太坊系統里面開展的。

在進行交易的環節當中，有一個很重要的消息，那就是需要進行簽名。

也就是說一筆交易至少涉及到三項內容：付款人、收款人、付款金額。

例如，張三給李四付款的時候，張三付款人，李四是收款人，付款金額假設是5個Token。

網絡安全、物聯網及區塊鏈公司WISeKey任命兩名新高管:網絡安全、物聯網及區塊鏈公司WISeKey今天宣布任命Ben Stump為美國業務發展、品牌保護和客戶參與副總裁，同時還任命Gweltas Radenac為物聯網/連接對象業務線總監。（GlobeNewswire）[2020/4/14]

當張三準備好這筆交易之后，需要發給全網，當其他人看到這筆交易的時候，他們需要去認證這筆交易是否由張三發起的，這個環節中就使用到了數字簽名技術。

交易簽名如何運用ECDSA？

以特幣為例，具體流程如下圖所示。

動態 | 美國FDA將召開會議提議使用區塊鏈等技術追溯食品來源:美國食品和藥物管理局(FDA)將于10月21日與一組國際利益攸關方召開會議，討論公共衛生挑戰和《食品安全現代化法案》的實施。具體來說，FDA打算建立一個“更數字化、可追蹤、更安全的系統”來保護消費者免受污染食品的侵害。該倡議提議部署區塊鏈、人工智能、物聯網和傳感器等技術，開發一個數字食品系統，使用戶能夠追蹤食品來源，并評估相關風險。(Cointelegraph)[2019/9/19]

交易的模塊分為：交易輸入和交易輸出，一筆交易由多個輸入或者多個輸出組成。

交易輸入代表付款信息，交易輸出代表收款信息。當然里面還會有付款金額，付款金額的字段是在交易輸出里面顯示的。

打著“區塊鏈”等幌子進行傳銷，涉案3億元，山東檢察院批捕11人:近日，山東省濟陽縣檢察院以組織、領導傳銷活動罪批準逮捕11名犯罪嫌疑人。該案打著“西部開發”“國家扶貧”“原始股”“區塊鏈”“電子商務”等幌子，以網上平臺賣商品為掩護，瘋狂進行傳銷，案情波及30多個省市，涉案金額3億余元，僅山東一個省的被害人就達上萬人，造成極壞社會影響。[2018/6/7]

這種交易類型和我們正常理解的交易是非常類似的，其資金的流向是從交易輸入流向交易輸出，即從付款人流向收款人。

圖的右邊有一個虛線的框，里面的ScriptSig是一個腳本簽名，這個字段屬于交易輸入。同理，ScriptPubKey屬于交易輸出。腳本里面包含一些數據和操作碼來支持這個腳本語言的運行。

江蘇省將加強風險提示，尤其對以“區塊鏈”等時下熱點進行炒作的集資行為:5月，江蘇省將再次發動新一輪宣傳攻勢，助推持續打好防范金融風險攻堅戰。宣傳內容上，將結合部近期通報的非法集資“十項花式”，加強風險提示，尤其對以“一帶一路”“軍民融合”“物聯網”“區塊鏈”等當下熱點概念進行炒作的集資行為，及時予以風險提示預警。[2018/5/8]

ScriptSig?和ScriptPubKey?可以直觀的用中文解釋為：解鎖腳本和鎖定腳本。

為什么ScriptSig又叫解鎖腳本呢？是因為ScriptSig在之前相關連接的交易輸出里面鎖定了一些資金。

如果張三要花費之前已有的Token，也就是要花費一個未花費的交易輸出，那么其需要在另一筆交易里面構造一筆交易輸入，在這個交易輸入里面會設置簽名字段和公鑰，以此證明張三有資格花費未花費的交易輸出。

這種情況叫做解鎖腳本，即把之前已有的資金打開進行使用。

這個過程中，解鎖腳本里面有兩個字段數據，<sig>和<PubK>。這兩個字段分別代表：簽名和公鑰。兩者由使用者提供，用以解決阻礙。

鎖定腳本里面也有一些字段和操作碼：DUP是復制操作碼；HASH160是哈希操作碼；<PubkHash>是字段；EQUALVRTIFY是驗證操作碼；CHECKSIG也是驗證操作碼。

其整體意思是：執行復制——進行哈希——執行字段——驗證是否相等——校驗簽名是否正確。

在驗證簽名的環節，就會調用ECDSA里面的驗簽算法。

如何使用ECDSA

?我們知道了簽名在交易里面的具體使用位置，那么ScriptSig和ScriptPubKey這兩個腳本語言，是如何執行，以及在執行的過程當中如何使用ECDSA呢？

如上圖所示，這里會將兩個腳本語言進行堆棧處理，即所有字段和操作碼全部羅列在右邊，解鎖腳本里面有2個，鎖定腳本里面有5個。

第一步，將第一個字段<sig>?解鎖，置于堆棧的底部；

第二步，向右移動一格，將<PubK>?解鎖推送至堆棧頂部，置于<sig>?的上面；

第三步，DUP是復制操作碼，它會將剛剛解鎖腳本里面的<PubK>進行復制，此時會有兩個<PubK>，結果被推送至堆棧頂部；

第四步，HASH160將復制的公鑰進行哈希，使之變成<PubKHash>，公鑰哈希；

第五步，EQUALVRTIFY操作碼將PubKHash和用戶的PubKHash對比，如果一致，則都被移除，然后繼續執行；

如果第五步匹配的話，繼續執行第六步——驗證簽名，這里就用到了ECDSA，也是交易中很關鍵的一步。

在圖中會看到，在執行最后一個操作碼的時候，堆棧里面有兩個字段。

此時CHECKSIG操作碼會核查簽名<sig>?是否與公鑰的<sig>匹配，如果匹配，則會在頂部顯示TRUE，如果不匹配會顯示FLOSE。

如果返回值是TRUE的話，此時發送者也表明了其對發送Token的所有權和使用權。

以上就是橢圓曲線數字簽名在區塊鏈中的主要應用位置和場景。

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