Blockchain: Bereiche, Technologie und Sicherheit im Überblick

Wie lautet das Passwort der Blockchain (was ist der Schlüssel der Blockchain)

Blockchain als aufstrebende Technologie hat zunehmend Aufmerksamkeit erhalten und ist eine neue Anwendung traditioneller Technologie in der Internet -Ära, einschließlich verteilter Datenspeichertechnologie, Konsensmechanismen und Kryptographie. Mit der Schaffung verschiedener Blockchain -Forschungs -Allianzen hat die verwandte Forschung immer mehr Finanzierungs- und Personalunterstützung erhalten. Hash-Algorithmen, Null-Wissen-Beweis, Ringsignatur und andere kryptografische Algorithmen, die von Blockchain verwendet werden:

Hash-Algorithmus

Hash-Algorithmus

als Grundtechnologie von Blockchain, die Wesen der Hash-Funktion, die eine Menge Daten länger martet, um eine Menge Daten der Daten zu markieren (längere Länge) (Länge des Datenströmens) (längere Daten der Daten der Daten der Daten der Daten der Daten zu karten (Daten des Datenes) (längere Daten der Daten der Daten, mit Daten der Daten, mit der Daten der Daten mit Daten der Daten mit einer Reihe von Daten mit Datenströmen mit einer Reihe von Daten, mit deren Daten mit Datenströmen mit einer Reihe von Daten, mit Datenströmen mit einer Reihe von Daten, mit Datenströmen mit einer Reihe von Daten mit Datenströmen mit einer Reihe von Daten mit Datenströmen mit einer Reihe von Daten mit der Datenströme. Wenn diese Funktion beide erfüllt:

(1) Die Berechnung des Hash -Werts einer Reihe von Dateneingaben ist besonders einfach;

(2) Es ist schwierig, die Daten mit dem gleichen Hash -Wert zu berechnen.

Hash -Funktionen, die die beiden oben genannten Eigenschaften erfüllen, werden auch verschlüsselte Hash -Funktionen bezeichnet. Wenn es keinen Widerspruch gibt, bezieht sich die Hash -Funktion normalerweise auf die verschlüsselte Hash -Funktion. Finden Sie für die Hash -Funktion etwas, das als Kollision bezeichnet wird. Zu den derzeit beliebten Hash -Funktionen gehören MD5, SHA1, SHA2, SHA3.

Bitcoin verwendet SHA256, und die meisten Blockchain -Systeme verwenden den SHA256 -Algorithmus. Also stellen wir hier zuerst SHA256 vor.

1. SHA256 -Algorithmus Schritte

Schritt 1: Befestigen Sie die Polsterbits. Die Nachricht ist so gefüllt, dass die Länge der Nachricht mit dem 448 -Mod 512 (Länge = 448MOD512) übereinstimmt, die Anzahl der gefüllten Bits 1 bis 512, das höchste Bit der Füllbit -Zeichenfolge 1 und die verbleibenden Bits 0. Die Bitlänge der anfänglichen Meldung (vor der Polsterung), die durch 64-Bit dargestellt wird, wird nach dem Ergebnis von Schritt 1 angehängt (untere Bytes werden bevorzugt).

Schritt 3: Initialisieren Sie den Cache. Verwenden Sie einen 256-Bit-Cache, um die mittleren und endgültigen Ergebnisse der Hash-Funktion zu speichern.

Schritt 4: Prozess 512-Bit (16 Wörter) Paketpaketsequenz. Der Algorithmus verwendet sechs grundlegende Logikfunktionen, die aus 64-stufigen iterativen Operationen bestehen. Jeder Schritt dauert den 256-Bit-Cache-Wert als Eingabe und aktualisiert dann den Cache-Inhalt. Jeder Schritt verwendet einen 32-Bit-Konstantwert KT und einen 32-Bit-WT. Wobei WT das Paket nach dem Paket ist, t = 1,2, , 16.

Schritt 5: Nachdem alle 512-Bit-Pakete verarbeitet wurden, ist die Ausgabe, die durch das letzte Paket des SHA256-Algorithmus erzeugt wird, eine 256-Bit-Nachricht.

Als Kernalgorithmus des Verschlüsselungs- und Signatursystems hängt die Sicherheit der Hash -Funktion mit der zugrunde liegenden Sicherheit des gesamten Blockchain -Systems zusammen. Daher ist es notwendig, den aktuellen Forschungsstatus von Hash -Funktionen zu beachten.

2. Der aktuelle Forschungsstatus von Hash-Briefen. Eurocrypt2005). Der Angriff ist sehr komplex und dauert nur wenige Sekunden auf einem normalen Computer. Im Jahr 2005 schlugen Professor Wang Xiaoyun und seine Kollegeneinen Kollisionsalgorithmus für den SHA-1-Algorithmus vor, aber die Berechnungskomplexität beträgt 2 für die Kraft von 63, was in tatsächlichen Situationen schwer zu erreichen ist.

Am 23. Februar 2017 veröffentlichte Google Security Blog das erste öffentliche SHA-1-Hash-Kollisions-Beispiel der Welt. Nach zwei Jahren gemeinsamer Forschung und großer Computerzeit gaben die Forscher zwei PDF-Dateien mit unterschiedlichen Inhalten an, jedoch mit derselben SHA-1-Meldungsverdauung auf ihrer Forschungswebsite zerschmettert. Dies bedeutet, dass nach theoretischer Forschung lange gewarnt hat, dass es im SHA-1-Algorithmus Risiken gibt, der tatsächliche Angriffsfall des SHA-1-Algorithmus ist ebenfalls aufgetaucht, und es ist auch markiert, dass der SHA-1-Algorithmus endlich das Ende seines Lebens erreicht hat.

NIST kündigte 2007 offiziell an, dass es weltweit neue Hash-Algorithmen der nächsten Generation sammeln und einen SHA-3-Wettbewerb abhalten würde. Der neue Hash-Algorithmus wird als SHA-3 bezeichnet und als neuer Sicherheits-Hash-Standard, wodurch der vorhandene FIPS180-2-Standard verbessert wird. Die Einreichung von Algorithmus endete im Oktober 2008. NIST veranstaltete 2009 bzw. 2010 zwei Treffenrunden. In zwei Screening -Runden wird der Algorithmus ausgewählt, und der Gewinnalgorithmus wird im Jahr 2012 bekannt gegeben. Der gesamte Prozess des offenen Wettbewerbs folgt dem Aufforderungsprozess des Advanced -Verschlüsselungsstandards AES. Am 2. Oktober 2012 wurde Keccak als Gewinner des NIST-Wettbewerbs ausgewählt und wurde Sha-3.

Keccak-Algorithmus war ein Kandidat für SHA-3, die im Oktober 2008 eingereicht wurden. Keccak adoptiertInnovative "Sponge Engine" Hash -Nachrichtentext. Es ist einfach zu entwerfen und einfach zu implementieren. Keccak konnte Angriffen mit einer minimalen Komplexität von 2n standhalten, wobei N die Größe des Hashs hat. Es hat eine breite Sicherheit. Bisher hat die Kennwortanalyse von Drittanbietern gezeigt, dass Keccak keine ernsthaften Schwächen hat.

Kangarootwelve -Algorithmus ist eine kürzlich vorgeschlagene Keccak -Variante, deren Berechnungsrunden auf 12 reduziert wurden, aber seine Funktionen wurden im Vergleich zum ursprünglichen Algorithmus nicht angepasst.

null-kennerddelesd

In der Kryptographie, Zero-Knowledgeougdled-Sicht (ZKP) ist eine Strategie, die von einer Partei verwendet wird, um der anderen Partei zu beweisen, dass sie eine Nachricht X kennt, ohne etwas mit x zu enthüllen. Ersteres wird als Prover bezeichnet und der letztere als Verifizierer bezeichnet. Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem alle Benutzer in einem System Sicherungen ihrer jeweiligen Dateien haben und ihre jeweiligen privaten Schlüssel verwenden, um sie im System zu verschlüsseln und offenzulegen. Angenommen, Benutzer Alice möchte irgendwann dem Benutzer Bob ihren Teil der Datei angeben, und das Problem entsteht zu diesem Zeitpunkt, wie Alice Bob glaubt, dass sie tatsächlich die richtige Datei gesendet hat. Eine einfache Möglichkeit, damit umzugehen, besteht darin, Alice seinen privaten Schlüssel an Bob zu senden. Dies ist genau die Strategie, die Alice nicht wählen möchte, da Bob den gesamten Dateiinhalt von Alice problemlos erhalten kann. Null-Wissen-Beweis ist eine Lösung, mit der die oben genannten Probleme gelöst werden können. Der Beweis von Zero-Knowledge basiert hauptsächlich auf der Komplexitätstheorie und weist in der Kryptographie umfangreiche theoretische Erweiterungen auf. In der Komplexitätstheorie diskutieren wir hauptsächlich, welche Sprachen für Anwendungen von Null-Wissensbeweis verwendet werden können. In der Kryptographie diskutieren wir hauptsächlich, wie verschiedene Arten von Null-Wissen-Proof-Lösungen erstellt werden und sie hervorragend und effizient genug machen.

Ringsignaturegruppe Signatur

1. Gruppensignatur

In einem Gruppensignaturschema kann jedes Mitglied einerGruppe Nachrichten im Namen der gesamten Gruppe auf anonyme Weise unterschreiben. Wie bei anderen digitalen Unterschriften können Gruppensignaturen öffentlich überprüft und nur mit einem öffentlichen Gruppenschlüssel überprüft werden. Allgemeiner Prozess der Gruppensignatur:

(1) Initialisierung stellt der Gruppenmanager Gruppenressourcen her und generiert den entspre chenden Gruppen -öffentlichen Schlüssel und Gruppen -Privatschlüssel (GroupprivateKey). Der öffentliche Gruppenschlüssel wird allen Benutzern im gesamten System wie Gruppenmitglieder, Verifikatoren usw.

(2) weitergegeben, wenn sich ein Mitglied anschließt, gibt der Gruppenmanager ein Gruppenzertifikat (GroupCertificate) an die Gruppenmitglieder aus.

(3) Signatur, Gruppenmitglieder verwenden das erhaltene Gruppenzertifikat, um die Datei zu signieren, um eine Gruppensignatur zu generieren.

(4) Überprüfung, und gleichzeitig kann der Überprüfer nur die Richtigkeit der resultierenden Gruppensignatur mit dem öffentlichen Schlüssel der Gruppe überprüfen, kann jedoch den offiziellen Unterzeichner in der Gruppe nicht bestimmen.

(5) öffentlich kann der Gruppenmanager den Gruppen -Privatschlüssel verwenden, um die vom Gruppenbenutzer generierte Gruppensignatur zu verfolgen und die Identität des Unterzeichners aufzudecken.

2. Ring Signatur

2001 schlugen drei Kryptographen zum ersten Mal Rivest, Shamir und Tauman vor. Es handelt sich um eine vereinfachte Gruppensignatur mit nur Ringmitgliedern und ohne Manager, und es ist keine Zusammenarbeit zwischen Ringmitgliedern erforderlich. Im Ring -Signaturschema wählt der Unterzeichner zunächst einen temporären Satz von Unterzeichnern aus, einschließlich des Unterzeichners. Dann kann der Unterzeichner seinen privaten Schlüssel und die öffentlichen Schlüssel anderer Personen in der Signature -Sammlung verwenden, um eine Signatur unabhängig von der Hilfe anderer zu generieren. Mitglieder der Unterzeichnersammlung wissen möglicherweise nicht, dass sie enthalten sind.

Das Ring -Signaturschema besteht aus den folgenden Teilen:

(1) Tastenerzeugung. Für jedes Mitglied im Ring wird ein Schlüsselpaar (PKI PKI, PKI, Private Key Ski) generiert.

(2) Signatur. Der Unterzeichner generiert eine Signatur für die Nachricht m, die seinen eigenen privaten Schlüssel und alle N -Ring -Mitglieder (einschließlich sich selbst) unter Verwendung eines eigenen privaten Schlüssels.

(3) Signaturüberprüfung. Der Überprüfer prüft, ob die Signatur von einem Mitglied des Rings anhand der Ringsignatur und der Nachricht m signiert wird. Wenn es gültig ist, wird es empfangen, sonst wird es verworfen.

Art der Ringsignatur erfüllt:

(1) bedingungslose Anonymität: Der Angreifer kann nicht bestimmen, welches Mitglied der Signatur generiert wird, und selbst wenn der private Schlüssel des Ringelements erhalten wird, überschreitet die Wahrscheinlichkeit 1/n nicht.

(2) Korrektheit: Die Signatur muss von allen anderen überprüft werden.

(3) Nichtvergünstigung: Andere Mitglieder im Ring können die reale Signatursignatur nicht schmieden, und externe Angreifer können eine Signatur für die Nachricht m nicht schmieden, selbst wenn sie eine gültige Ringsignatur erhalten.

3. Ringsignatur und GruppensignaturVergleich

(1) Anonymität. Sie sind alle ein System, in dem Einzelpersonen Gruppensignaturen darstellen. Der Überprüfer kann überprüfen, ob die Signatur von einem Mitglied der Gruppe unterzeichnet wird, aber sie können nicht wissen, welches Mitglied sie ist, um die Rolle der Anonymität des Unterzeichners zu erreichen.

(2) Rückverfolgbarkeit. In Gruppensignaturen sorgt das Vorhandensein von Gruppenadministratoren für die Rückverfolgbarkeit der Signatur. Gruppenadministratoren können Unterschriften widerrufen und die wirkliche Signatur offenbaren. Die Ring-Signatur selbst kann den Unterzeichner nur bekannt geben, wenn der Unterzeichner selbst der Signatur zusätzliche Informationen aufdecken oder hinzufügen möchte. Es wurde ein überprüfbares Ring -Signaturschema vorgeschlagen. In dem Schema hofft der wahre Unterzeichner, dass der Verifier seine Identität kennt. Zu diesem Zeitpunkt kann der wahre Unterzeichner seine Identität bestätigen, indem er die geheimen Informationen enthüllt, die er hat.

(3) Managementsystem. Gruppensignaturen werden von Gruppenadministratoren verwaltet, und Ringsignaturen müssen nicht verwaltet werden. Unterzeichner können nur einen möglichen Satz von Unterzeichnern auswählen, ihren öffentlichen Schlüssel erhalten und dann diesen Satz veröffentlichen. Alle Mitglieder sind gleich.

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Dies ist die vierte Lektion, um sich dem öffentlichen Ulord Deep Learning anzuschließen. Dr. Yang wird Ihnen das Kryptographieproblem in Blockchain beibringen. Dieser Kurs ermöglicht es mir, eine Frage zu öffentlichen und privaten Schlüssel zu verstehen, die mich immer beunruhigt hat. Wie ist die Beziehung zwischen ihnen? Ich habe die Antwort während dieser Studie bekommen. Jetzt werde ich mit Ihnen teilen, was ich gelernt habe.

Die öffentlichen und privaten Schlüssel in Blockchain sind zwei grundlegende Konzepte in der asymmetrischen Verschlüsselung.

Der öffentliche Schlüssel und der private Schlüssel sind ein Schlüsselpaar, das durch einen Algorithmus erhalten wird. Der öffentliche Schlüssel ist der öffentliche Teil des Schlüsselpaars, und der private Schlüssel ist der nicht öffentliche Teil. Öffentliche Schlüssel werden normalerweise verwendet, um Sitzungen zu verschlüsseln, dh Nachrichten oder Informationen, und können auch verwendet werden, um digitale Signaturen mit privaten Schlüssel zu überprüfen.

Der private Schlüssel kann für die Signatur verwendet und mit dem entspre chenden öffentlichen Schlüssel überprüft werden. Das von diesem öffentliche Schlüsselsystem erhaltene Schlüsselpaar kann weltweit garantiert einzigartig sein. Wenn Sie dieses Schlüsselpaar verwenden, muss bei einem der Schlüssel zur Verschlüsselung der Daten mit dem anderen Schlüssel entschlüsselt werden, der ihm entspricht.

Zum Beispiel müssen Daten, die mit einem öffentlichen Schlüssel verschlüsselt sind, mit einem privaten Schlüssel entschlüsselt werden. Wenn es mit einem privaten Schlüssel verschlüsselt ist, muss der entspre chende öffentliche Schlüssel entschlüsselt werden, andernfalls wird er nicht erfolgreich entschlüsselt. Darüber hinaus wird in der Bitcoin -Blockchain der öffentliche Schlüssel durch die Verwendung des privaten Schlüssels berechnet und die Adresse wird durch die Verwendung des öffentlichen Schlüssels berechnet und dieser Prozess ist irreversibel.

Blockchain -Verschlüsselungsalgorithmus (Encryptionalgorithmus)

Asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus ist eine Funktion, die die ursprüngliche Klartextdatei oder -daten in eine Zeichenfolge unlesbarer Ciphertext -Codes mithilfe eines Enkryptionschlüssels umwandelt. Der Verschlüsselungsprozess ist irreversibel. Nur durch das Halten des entspre chenden Entschlüsselungsschlüssels können dieverschlüsselten Informationen in einen lesbaren Klartext entschlüsselt werden. Durch die Verschlüsselung können private Daten durch öffentliche Netzwerke mit geringem Risiko übertragen werden und die Daten vor gestohlenen und gelesenen Daten schützt.

Der Kernvorteil der Blockchain -Technologie ist die Dezentralisierung. Es kann Point-to-Point-Transaktionen, Koordination und Zusammenarbeit auf der Grundlage dezentraler Guthaben in einem verteilten System realisieren, bei dem Knoten nicht gegenseitig vertrauen müssen, wodurch Lösungen zur Lösung der Probleme mit hohen Kosten, niedriger Effizienz und Datenspeicherunsicherheit geliefert werden, die in zentralisierten Institutionen häufig sind.

Die Anwendungsfelder von Blockchain umfassen digitale Währung, Token, Finanzen, Anti-Counterfeiting und Rückverfolgbarkeit, Schutzschutz für Datenschutz, Lieferkette, Unterhaltung usw. Die Popularität von Blockchain und Bitcoin, viele verwandte Top-Domain-Namen wurden registriert, was einen relativ großen Einfluss auf die Domänennamenindustrie hat.