大家好,今天来为大家分享比特币算法原理是什么意思的一些知识点,和比特币算法原理是什么意思啊的问题解析,大家要是都明白,那么可以忽略,如果不太清楚的话可以看看本篇文章,相信很大概率可以解决您的问题,接下来我们就一起来看看吧!
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高中生如何理解比特币加密算法什么叫比特币,通俗一点如何通俗易懂得解释什么是区块链,什么是比特币比特币算法原理高中生如何理解比特币加密算法加密算法是数字货币的基石,比特币的公钥体系采用椭圆曲线算法来保证交易的安全性。这是因为要攻破椭圆曲线加密就要面对离散对数难题,目前为止还没有找到在多项式时间内解决的办法,在算法所用的空间足够大的情况下,被认为是安全的。本文不涉及高深的数学理论,希望高中生都能看懂。
密码学具有久远的历史,几乎人人都可以构造出加解密的方法,比如说简单地循环移位。古老或简单的方法需要保密加密算法和秘钥。但是从历史上长期的攻防斗争来看,基于加密方式的保密并不可靠,同时,长期以来,秘钥的传递也是一个很大的问题,往往面临秘钥泄漏或遭遇中间人攻击的风险。
上世纪70年代,密码学迎来了突破。RalphC.Merkle在1974年首先提出非对称加密的思想,两年以后,WhitfieldDiffie和WhitfieldDiffie两位学者以单向函数和单向暗门函数为基础提出了具体的思路。随后,大量的研究和算法涌现,其中最为著名的就是RSA算法和一系列的椭圆曲线算法。
无论哪一种算法,都是站在前人的肩膀之上,主要以素数为研究对象的数论的发展,群论和有限域理论为基础。内容加密的秘钥不再需要传递,而是通过运算产生,这样,即使在不安全的网络中进行通信也是安全的。密文的破解依赖于秘钥的破解,但秘钥的破解面临难题,对于RSA算法,这个难题是大数因式分解,对于椭圆曲线算法,这个难题是类离散对数求解。两者在目前都没有多项式时间内的解决办法,也就是说,当位数增多时,难度差不多时指数级上升的。
那么加解密如何在公私钥体系中进行的呢?一句话,通过在一个有限域内的运算进行,这是因为加解密都必须是精确的。一个有限域就是一个具有有限个元素的集合。加密就是在把其中一个元素映射到另一个元素,而解密就是再做一次映射。而有限域的构成与素数的性质有关。
前段时间,黎曼猜想(与素数定理关系密切)被热炒的时候,有一位区块链项目的技术总监说椭圆曲线算法与素数无关,不受黎曼猜想证明的影响,就完全是瞎说了。可见区块链项目内鱼龙混杂,确实需要好好洗洗。
比特币及多数区块链项目采用的公钥体系都是椭圆曲线算法,而非RSA。而介绍椭圆曲线算法之前,了解一下离散对数问题对其安全性的理解很有帮助。
先来看一下费马小定理:
原根定义:
设(a,p)=1(a与p互素),满足
的最下正整数l,叫作a模p的阶,模p阶为(最大值)p-1的整数a叫作模p的原根。
两个定理:
基于此,我们可以看到,{1,2,3,…p-1}就是一个有限域,而且定义运算gi(modp),落在这个有限域内,同时,当i取0~p-2的不同数时,运算结果不同。这和我们在高中学到的求幂基本上是一样的,只不过加了一层求模运算而已。
另一点需要说明的是,g的指数可以不限于0~p-2,其实可以是所有自然数,但是由于
所以,所有的函数值都是在有限域内,而且是连续循环的。
离散对数定义:
设g为模p的原根,(a,p)=1,
我们称i为a(对于模p的原根g)的指数,表示成:
这里ind就是index的前3个字母。
这个定义是不是和log的定义很像?其实这也就是我们高中学到的对数定义的扩展,只不过现在应用到一个有限域上。
但是,这与实数域上的对数计算不同,实数域是一个连续空间,其上的对数计算有公式和规律可循,但往往很难做到精确。我们的加密体系里需要精确,但是在一个有限域上的运算极为困难,当你知道幂值a和对数底g,求其离散对数值i非常困难。
当选择的素数P足够大时,求i在时间上和运算量上变得不可能。因此我们可以说i是不能被计算出来的,也就是说是安全的,不能被破解的。
比特币的椭圆曲线算法具体而言采用的是secp256k1算法。网上关于椭圆曲线算法的介绍很多,这里不做详细阐述,大家只要知道其实它是一个三次曲线(不是一个椭圆函数),定义如下:
那么这里有参数a,b;取值不同,椭圆曲线也就不同,当然x,y这里定义在实数域上,在密码体系里是行不通的,真正采用的时候,x,y要定义在一个有限域上,都是自然数,而且小于一个素数P。那么当这个椭圆曲线定义好后,它反应在坐标系中就是一些离散的点,一点也不像曲线。但是,在设定的有限域上,其各种运算是完备的。也就是说,能够通过加密运算找到对应的点,通过解密运算得到加密前的点。
同时,与前面讲到的离散对数问题一样,我们希望在这个椭圆曲线的离散点阵中找到一个有限的子群,其具有我们前面提到的遍历和循环性质。而我们的所有计算将使用这个子群。这样就建立好了我们需要的一个有限域。那么这里就需要子群的阶(一个素数n)和在子群中的基点G(一个坐标,它通过加法运算可以遍历n阶子群)。
根据上面的描述,我们知道椭圆曲线的定义包含一个五元祖(P,a,b,G,n,h);具体的定义和概念如下:
P:一个大素数,用来定义椭圆曲线的有限域(群)
a,b:椭圆曲线的参数,定义椭圆曲线函数
G:循环子群中的基点,运算的基础
n:循环子群的阶(另一个大素数,<P)
h:子群的相关因子,也即群的阶除以子群的阶的整数部分。
好了,是时候来看一下比特币的椭圆曲线算法是一个怎样的椭圆曲线了。简单地说,就是上述参数取以下值的椭圆曲线:
椭圆曲线定义了加法,其定义是两个点相连,交与图像的第三点的关于x轴的对称点为两个点的和。网上这部分内容已经有很多,这里不就其细节进行阐述。
但细心的同学可能有个疑问,离散对数问题的难题表现在求幂容易,但求其指数非常难,然而,椭圆曲线算法中,没有求幂,只有求乘积。这怎么体现的是离散对数问题呢?
其实,这是一个定义问题,最初椭圆曲线算法定义的时候把这种运算定义为求和,但是,你只要把这种运算定义为求积,整个体系也是没有问题的。而且如果定义为求积,你会发现所有的操作形式上和离散对数问题一致,在有限域的选择的原则上也是一致的。所以,本质上这还是一个离散对数问题。但又不完全是简单的离散对数问题,实际上比一般的离散对数问题要难,因为这里不是简单地求数的离散对数,而是在一个自定义的计算上求类似于离散对数的值。这也是为什么椭圆曲线算法采用比RSA所需要的(一般2048位)少得多的私钥位数(256位)就非常安全了。
什么叫比特币,通俗一点比特币是一种网络虚拟货币,跟腾讯公司的Q币类似,你可以使用比特币购买一些虚拟的物品,比如网络游戏当中的衣服、帽子、装备等,只要有人接受,你也可以使用比特币购买现实生活当中的物品。
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。基于密码学的设计可以使比特币只能被真实的拥有者转移或支付。这同样确保了货币所有权与流通交易的匿名性。
比特币与其他虚拟货币最大的不同,是其总数量是非常有限的,具有极强的稀缺性。该货币系统在前4年内只有不超过1050万个,之后的总数量将被永久限制在2100万个之内。还有一点是,你可以用电脑生产比特币。
拓展资料:
比特币中国公告全文:
比特币中国将于北京时间9月27日中午12:00关闭数字资产和人民帀充值功能
尊敬的比特币中国用户,
为落实9月4日中国人民银行等七部委发布的《关于防范代帀发行融
资风险的公告》精神,积极响应国家监管,比特币中国将于北京时间9月27日中午12:00关闭数字资产和人民帀充值功能,并将于9月30日中午12:00停止所有交易业务。
1.平台上所有资产(包括人民币和数字资产)的充值功能将于9月27日中午12:00关闭,请用户不要在此时间点之后进行资产充值,否则无法入账;
2.比特币中国将按照9月14日公告所示,准时在9月30日中午12:00关停一切交易,包括人民币和数字资产的交易,以及币币交易;
3.平台数字资产及人民帀的最终提现截止时间为10月30日中午12:00;用户如不想保留数字资产,请尽快兑换成人民币再进行提现;
4.比特币中国自第一天建立起就坚持实施100%准备金制度,
确保用户资产安全。用户所有提现搡作(包括人民币、比特币、莱特币、以太坊等)都将在72小时内完成处理,请您谅解并耐心等待。
5.比特帀中国的矿池(国池)等业务将不受此影响,继续正常运营。
如何通俗易懂得解释什么是区块链,什么是比特币区块链技术是比特币的底层技术,比特币一直在没有任何中心化机构运营和管理的情况下运行,后来比特币技术被抽象提取出来,称之为区块链技术,或者分布式账本技术。可以说,比特币是区块链第一个应用,以后会扩展到越来越多的行业中。
比特币是一种虚拟的数字货币,可以在专业的交易平台上先注册账户,通过发布广告来出售或是购买比特币。乌托市场作为专业的比特币交易平台,其安全性、便捷性普遍得到大家的认可,重要的是交易不会收取手续费的。
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目前比特币是比较主流的币种、大家对比特币的认知也越来越高比特币在短短3个月已经翻了2倍,足可见其价值,从年初的25000人民币涨到目前一个比特币价值80000人民币,而找到一个可靠的交易平台就显得至关重要utomarket拥有多年区块链开发经验的技术团队,专业的钱包安全团队,非常用设备IP登录验证监控,钱包提现常用IP地址监视,大额操作人工审核,确保账号与钱包资金安全。而且目前交易无手续费,比特币价格也比同类平台合适,是交易虚拟货币的不二之选。
比特币算法原理比特币算法主要有两种,分别是椭圆曲线数字签名算法和SHA256哈希算法。
椭圆曲线数字签名算法主要运用在比特币公钥和私钥的生成过程中,该算法是构成比特币系统的基石。SHA-256哈希算法主要是运用在比特币的工作量证明机制中。
比特币产生的原理是经过复杂的运算法产生的特解,挖矿就是寻找特解的过程。不过比特币的总数量只有2100万个,而且随着比特币不断被挖掘,越往后产生比特币的难度会增加,可能获得比特币的成本要比比特币本身的价格高。
比特币的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成,区块头的大小为80字节,由4字节的版本号、32字节的上一个区块的散列值、32字节的MerkleRootHash、4字节的时间戳(当前时间)、4字节的当前难度值、4字节的随机数组成。拥有80字节固定长度的区块头,就是用于比特币工作量证明的输入字符串。不停的变更区块头中的随机数即nonce的数值,并对每次变更后的的区块头做双重SHA256运算,将结果值与当前网络的目标值做对比,如果小于目标值,则解题成功,工作量证明完成。
比特币的本质其实是一堆复杂算法所生成的一组方程组的特解(该解具有唯一性)。比特币是世界上第一种分布式的虚拟货币,其没有特定的发行中心,比特币的网络由所有用户构成,因为没有中心的存在能够保证了数据的安全性。
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