电子发烧友网 > 区块链 > 正文

椭圆曲线技术工作原理解析

2019年03月26日 10:25 次阅读

大多数加密资产使用与比特币完全相同的椭圆曲线,称为 secp256k1 。这使得重新使用比特币的许多椭圆曲线库和工具成为可能。

椭圆曲线密码学(英语:Elliptic Curve Cryptography,缩写为ECC)是一种基于椭圆曲线数学的公开密钥加密算法。

下图示例大多数加密资产使用与比特币完全相同的椭圆曲线,称为 secp256k1 。这使得重新使用比特币的许多椭圆曲线库和工具成为可能。

椭圆曲线技术工作原理解析

椭圆曲线技术用于创建由私钥派生出来的公钥。

椭圆曲线技术工作原理

以一个随机生成的数字_k_的私钥开始,我们通过将它乘以称为_generator point_ G_的曲线上的预定点,在曲线上的其他位置产生另一个点,这是相应的公钥_K。生成点被指定为+secp256k1+标准的一部分,对于+secp256k1+的所有实现始终相同,并且从该曲线派生的所有密钥都使用相同的点_G_:

K = k * G

k 是私钥

G 是预定点

K 是生成的公钥,曲线上的某一点

由于所有比特币用户曲线上的预定点总是相同的,私钥k乘以G将得到的公钥K始终相同.k和K之间的关系是固定的,但这种情况只存在于单向运算,即只能从k到K。这就是比特币地址(从K派生)可以与任何人共享并且不会泄露用户的私钥(k)的原因。

为了将一个点与整数相乘可视化,我们将使用比实数更简单的椭圆曲线来描述,旨在找到曲线上的预定点G的多个kG。

这个运算逻辑与将G自身连续相加k次相同。在椭圆曲线中,向自身添加一个点相当于在点上绘制切线并再次找到它与曲线相交的位置,然后在x轴上反映该点。

下图显示了导出G,2G,4G的过程,作为曲线上的几何运算。

1. 第一步是拥有可靠的随机源并获得一个随机数(256位) 。

2. 其次,需要将SHA256应用于该数字,并将获得私钥(k)。

3. 通过应用椭圆曲线(加密技术),继而获得公钥(K),如上所述。

4. 代入SHA 256和RIPEMD160(一个不同的散列函数),最终得到比特币地址。

5. 以多种不同的格式显示地址,最常见的是QR码。

区块如何相互链接?

每个区块都包含许多事务。每个区块包含有关该特定区块的特定信息。区块的主要字段是该区块的区块头。区块头包含上一个区块的哈希值(PreHash),本区块体的哈希值(Hash),以及时间戳(TImeStamp),区块的难度,Root:StateDB中的“state Trie”的根节点的RLP哈希值。Block中,每个账户以stateObject对象表示,账户以Address为唯一标示,其信息在相关交易(TransacTIon)的执行中被修改。所有账户对象可以逐个插入一个Merkle-PatricaTrie(MPT)结构里,形成“state Trie”。Nonce:一个64bit的哈希数,它被应用在区块的“挖掘”阶段,并且在使用中会被修改。

区块链是一个链状结构,包含链条的头节点(第一个区块)和尾节点(最后一个区块)。一旦有人计算出区块链最新数据信息的哈希值,相当于对最新的交易记录进行打包,新的区块会被创建出来,衔接在区块链的末尾。

工作量证明(POW)

如上所述,工作量证明(POW)系统(或协议或功能)是对应服务与资源滥用、或是阻断服务攻击的经济对策。

工作原理:

如上所述,区块头包含:上一个区块的哈希值(PreHash),本区块体的哈希值(Hash),以及时间戳(TImeStamp),区块的难度,Root,Nonce。

执行PoW的关键元素是Nonce。PoW的运作由分散在各处的计算机,竞赛谁能最早找出,搭配原本要打包的数据的穷举猜测值(Nonce),谁就等同获得该区块的打包权(记账权)。此猜测值被找出后,与数据、散列值一起打包成块后广播,经多数节点确认与承认,打包者就能获得打包该区块所提供的奖励。

如果你是一个矿工,你需要做的第一件事就是“挖矿”找到一个区块头并并应用SHA256。 为此,你需要为Nonce分配一个数字,因为区块头的所有其他字段都是固定的。例如,假设以Nonce = 0开头。这样,你将获得一个字母数字字符串(2poiuwfsvhxnv382249j)。

如下所示:

然后,你需要做的是将所得结果与目标值进行对比。目标值是一个变量,用于在开头定义数字或字母数数字串。(例如0000000wirug43xj)。

问题是:特定的Nonce的区块头的哈希值与目标值的0相同还是比它多? 例如:2poiuwfsvhxnv382249j与0000000wirug43xj相比,前者所含0比后者少。 那么你需要在区块头上标题上更改哪个变量以便应用SHA256来获得不同的结果?这是SHA256的碰撞阻力属性的益处。 碰撞阻力是加密散列函数的一个属性:如果很难找到散列到同一输出的两个输入,则散列函数H是抗冲突的;也就是说,两个输入a和b使得H = H,并且a≠b。 输入多于输出的每个散列函数都必然会发生冲突。考虑一个哈希函数,如SHA-256,它从大输入产生256位输出。 因为通过简单地将Nonce更改为区块头并应用SHA 256,结果与前一个答案完全不同(并且是随机的)。 将上述示例中的Nonce更改为 1,结果为“0057aasñhlqywirfdr334”。

0057aasñhlqywirfdr334 所含的0与0000000wirug43xj的0数量也不相同。

该过程持续进行(此过程中矿工每秒都会经历数百万次的计算,当所得结果错误时将再次进行尝试),直到获得目标的Nonce。

因此,所有矿工都在竞争,以便成为第一个找到目标Nonce的人,这也体现了PoW的劣势,即浪费能源。

一旦矿工获得Nonce,他就会在网络里广播,其他节点就会发现通过输入Nonce并且应用SHA256Nonce来快速验证目标值。

作为奖励,获取该区块Nonce的矿工以两种方式接收比特币:

1)该块中包含的交易所支付的费用。

2)系统创建新的比特币。(截至2017年5月,其12.5 btc / block)

矿工找到Nonce需要多长时间?

中本聪设计比特币时,加入挖矿难度调整机制是为了使得比特币出块时间能理想的恒定在10分钟左右。比特币协议规定每隔2016个区块,将根据过去最近2016个区块出块总时间调整,自动调整下一个2016个区块的挖矿难度。理想情况下2016个块需要两周(2016*10s)时间,如果实际用时不到两周则增加难度,如果超过两周就降低难度。

增加难度意味着将在目标值的开头添加零;降低难度意味着在目标值的开头减少零。

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

人人都懂区块链(更新中)

人人都懂区块链系列是一套精心录制的一系列针对于零基础朋友,致力于让更多人了解区块链技术,比特币,以太坊,莱特币等数字货币

发烧友学院 发表于 2018-03-16 00:00 6954次阅读
人人都懂区块链(更新中)

区块链技术有望改善全球日益严重的交通拥堵和污染情...

阿姆斯特丹 - 被称为“第四次工业革命”的区块链、人工智能和物联网技术的结合,正在不断地改变和现代化...

发表于 2019-03-25 14:11 46次阅读
区块链技术有望改善全球日益严重的交通拥堵和污染情...

区块链技术在东盟国家中的分列情况概述

引领区块链采用的是泰国,该国已经批准了有关加密货币的法律,同时还计划为证券结算推出区块链代币。最近,...

发表于 2019-03-25 14:03 39次阅读
区块链技术在东盟国家中的分列情况概述

比特币先生称加密数字货币的监管既不可取也没必要

Jean-Pierre Landau指出,这三方面的负面影响包括:使技术立法的快速发展陷入停顿、使监...

发表于 2019-03-25 14:03 39次阅读
比特币先生称加密数字货币的监管既不可取也没必要

全球四大会计师事务所计划将在台湾进行区块链服务试...

报告指出,一些参与该联盟的银行有图因、北富殷、国泰银行、高雄银、新光银、永丰银、元大银、玉山银、中国...

发表于 2019-03-25 13:59 13次阅读
全球四大会计师事务所计划将在台湾进行区块链服务试...

韩国正在鼓励在农业和食品分销领域使用区块链技术

除了伙伴关系本身,Waltonchain团队没有发布任何关于该协议的额外信息,以及韩国政府与Walt...

发表于 2019-03-25 13:53 288次阅读
韩国正在鼓励在农业和食品分销领域使用区块链技术

比特大陆希望成为人工智能与区块链技术的前沿

比特大陆将位于Ra’anana的以色列开发中心的规模扩大了两倍,在现有的15人团队中增加了40名程序...

发表于 2019-03-25 13:46 62次阅读
比特大陆希望成为人工智能与区块链技术的前沿

区块链中的两种信任模型将改变我们的生活

我描述区块链的一种方式是,它有可能破坏我们所生活的信任模型。我们生活在两种不同的信任体系中。首先,我...

发表于 2019-03-25 13:42 37次阅读
区块链中的两种信任模型将改变我们的生活

以太坊网络的挖矿过程介绍

在以太坊的主网中,交易每时每刻都在发生。但是我们不能把15秒内发生的所有交易都放到一个块中。因此,所...

发表于 2019-03-25 13:39 42次阅读
以太坊网络的挖矿过程介绍

基于以太坊的PingPaid币介绍

PingPaid 协议使得交易过程变得安全;平台上的商家和客户都需要拥有 Pingpaid 币。这为...

发表于 2019-03-25 13:33 32次阅读
基于以太坊的PingPaid币介绍

加密货币常见的6大问题解答

如今,加密货币已成为大多数人都知道的一种全球现象。加密货币是数字或虚拟货币。加密货币有望让交易双方更...

发表于 2019-03-25 11:45 47次阅读
加密货币常见的6大问题解答

什么是Golden Currency

Golden 是一种功能齐全的货币,并且具有额外的优势。 举个例子,如果你住在美国,那么对你来...

发表于 2019-03-25 11:38 42次阅读
什么是Golden Currency

提高加密货币安全的5个特性介绍

密码学是与通信安全相关的学科,例如,消息的机密性、发送方验证和消息的不可否认性。 它只是一个作...

发表于 2019-03-25 11:33 11次阅读
提高加密货币安全的5个特性介绍

区块链有关的所有技术流派和主流平台介绍

公有链注重匿名性与去中心化,而私有链及联盟链注重高效率,而且还往往设置了准入门槛。公有链、私有链与联...

发表于 2019-03-25 11:30 74次阅读
区块链有关的所有技术流派和主流平台介绍

闪电循环旨在让用户自由存入和取出比特币

根据Lightning Lab开发人员Alex Bosworth和Bryan Vu在一篇博客文章中写...

发表于 2019-03-25 11:25 14次阅读
闪电循环旨在让用户自由存入和取出比特币

区块链联盟链应用群组架构FISCO BCOS 2...

群组架构是FISCO BCOS 2.0众多新特性中的主线,创造灵感来源于人人都熟悉的群聊模式——群的...

发表于 2019-03-25 11:23 42次阅读
区块链联盟链应用群组架构FISCO BCOS 2...

云算力的特点和收益模式解析

云算力的模式在初出茅庐之时,理论上是一种双赢的模式。于用户而言,只需掏钱就能进行挖矿,类似于购买打包...

发表于 2019-03-25 11:17 24次阅读
云算力的特点和收益模式解析

基于区块链椭圆曲线密码学ECC的研究

明白了椭圆曲线的由来,我们再来看椭圆曲线在密码学上应用的方案。首先面对的问题就是椭圆曲线是连续的,并...

发表于 2019-03-25 11:17 48次阅读
基于区块链椭圆曲线密码学ECC的研究

区块链能否成为DNA记录保存的最佳方式

区块链为安全保存和向后代传递重要的个人信息(从健康数据到结婚证到照片)提供了独特的可能性。将我们的记...

发表于 2019-03-25 11:11 13次阅读
区块链能否成为DNA记录保存的最佳方式

比特币有什么创新之处

正如宋在研讨会上的发言中所说,比特币的关键创新之处在于,它使用了工作证明,使匿名参与者能够处理数字金...

发表于 2019-03-25 11:05 18次阅读
比特币有什么创新之处

去中心化全球价值互联网传输协议LBTC闪电比特币...

LBTC(Lightning Bitcoin,闪电比特币)是去中心化的全球价值互联网传输协议,具体应...

发表于 2019-03-25 11:03 55次阅读
去中心化全球价值互联网传输协议LBTC闪电比特币...

为什么区块链与工业革命有关

许多人仍然认为区块链在全球范围内的适用性,他们不能忽视在世界范围内感受到的范式转变。仅2018年,全...

发表于 2019-03-25 11:02 18次阅读
为什么区块链与工业革命有关

区块链将如何改变国际身份证护照的验证方式

不法分子对护照欺诈收取高额费用并不令人意外。今天,伪造签证与走私、毒品、诈骗和其他犯罪活动等秘密的不...

发表于 2019-03-25 10:57 24次阅读
区块链将如何改变国际身份证护照的验证方式

闪电网将是比特币网络的扩展解决方案

Voorhees试图通过闪电披萨下订单,却发现由于交通堵塞,有两个披萨限制。这一事件凸显了闪电网络在...

发表于 2019-03-25 10:53 39次阅读
闪电网将是比特币网络的扩展解决方案

区块链将从根本上改变开源

开源是一种软件协作开发方法,也是软件分发的模式,开源允许拥有共同兴趣的人们一起协作,进而生产出他们中...

发表于 2019-03-25 10:49 19次阅读
区块链将从根本上改变开源

比特币中本聪什么时候才是活跃的

首先从白皮书的时间戳的元数据分析。特别是2008年10月和2009年3月发布的比特币白皮书初稿。 ...

发表于 2019-03-25 10:49 55次阅读
比特币中本聪什么时候才是活跃的

基于区块链中的文档验证探讨

区块链在成功存储数据、验证数据、维护区块链内所有数据和事务的隐私性和责任性、减少安全威胁和欺诈活动、...

发表于 2019-03-25 10:44 48次阅读
基于区块链中的文档验证探讨

2027年区块链将达到全球国内生产总值GDP的1...

“区块链技术真正的创新之处在于,它具有极大的潜力,可以自动实现使用区块链的各方之间的信任。交易以集体...

发表于 2019-03-25 10:44 29次阅读
2027年区块链将达到全球国内生产总值GDP的1...

加密货币经济生态系统的原生代币Binance的作...

关于支付: 金钱的起源,尼克·萨博(Nick Szabo )描述了第一批人类社区在进行物物交换时经历...

发表于 2019-03-25 10:39 60次阅读
加密货币经济生态系统的原生代币Binance的作...

2019年区块链最流行的用途有哪些

越来越多的企业为其产品或服务提供比特币支付选项。根据不同产品和服务,人们希望匿名性与快速传输,所以他...

发表于 2019-03-25 10:38 52次阅读
2019年区块链最流行的用途有哪些

区块链公链的未来将会是什么型态

所谓的公链就是任何一个人都可以使用,并且设备充足的情况下,就能够加入成为节点的区块链。做公链并不是一...

发表于 2019-03-25 10:31 73次阅读
区块链公链的未来将会是什么型态

区块链将为基进市场带来哪些改变

Posner and Weyl邀请我们进入一个世界:在这里市场是神圣的整体,并且主宰一切的游戏规则。...

发表于 2019-03-25 10:28 18次阅读
区块链将为基进市场带来哪些改变

基于区块链分布式Orbits网络系统介绍

Grabity把开发一个能够利用计算机闲置资源的公链系统作为首要任务,并努力使之成为区块链的标准化协...

发表于 2019-03-25 10:22 46次阅读
基于区块链分布式Orbits网络系统介绍

区块链治理问题为核心而创建和设计的项目DCR德信...

DCR(德信币)是比特币开发者在2016年离开比特币社区后创立的项目。技术行业顶尖,是类似于比特币的...

发表于 2019-03-25 10:21 29次阅读
区块链治理问题为核心而创建和设计的项目DCR德信...

企业需要知道的11个区块链关键问题

共享的数字账本为所有参与者提供了一个单一版本的真相 交易一经记录在分类账上就不能更改(防篡改)...

发表于 2019-03-25 10:17 18次阅读
企业需要知道的11个区块链关键问题

为什么混合区块链很重要

与过去的云计算一样,这产生了一种混合区块链的新方法。在本文中,我将解释为什么混合区块链很重要,以及它...

发表于 2019-03-25 10:12 43次阅读
为什么混合区块链很重要

区块链与人工智能有望成为自动化的革命

区块链的应用潜力并不亚于人工智能。现在,这些技术在性质上比竞争对手更具互补性。人工智能和区块链的工作...

发表于 2019-03-25 10:05 43次阅读
区块链与人工智能有望成为自动化的革命

基于区块链技术的通用分布式数据库V SYSTEM...

通过PoS的发展,V SYSTEMS团队创建了超级节点PoS(SPoS)。这种新的共识机制基于超级节...

发表于 2019-03-25 10:01 54次阅读
基于区块链技术的通用分布式数据库V SYSTEM...

物联网+区块链的智慧城市你期待吗

随着全球许多城市正在寻求优化其流程和改善生活条件,智慧城市概念正在全球范围内引起关注。基本上来说,智...

发表于 2019-03-23 11:10 793次阅读
物联网+区块链的智慧城市你期待吗

基于以太坊生态系统上实现的一些不同的代币类型介绍

以太坊带来了各种代币标准,可以说这些标准为区块链与其他技术的集成开辟了新的可能性。它允许其他区块链平...

发表于 2019-03-23 10:29 42次阅读
基于以太坊生态系统上实现的一些不同的代币类型介绍

比特币和区块链基础知识讲解

当下的比特币正如30年前的互联网一样,是一个迅速发展的全新事物,多数人很难准确深刻地理解,而且世界各...

发表于 2019-03-23 09:23 327次阅读
比特币和区块链基础知识讲解

区块链将影响未来的零工经济

最近关于零工经济是在增长还是在萎缩的争论延绵不断,但大多数人都认为仍然是在增长的,更重要的是,已经到...

发表于 2019-03-22 14:12 126次阅读
区块链将影响未来的零工经济

区块链将改善下一代云服务的核心功能

同样,云技术也没有指定这些资源中的任何一个都应在传统的数据中心中托管。从理论上讲,这些资源可以分布在...

发表于 2019-03-22 14:09 54次阅读
区块链将改善下一代云服务的核心功能

区块链将如何影响房地产业

这个叫做区块链的分布式分类帐的一个逻辑副产品是一个称为智能合约的区域。我以前在《商业杂志》上写过关于...

发表于 2019-03-22 14:09 34次阅读
区块链将如何影响房地产业

波音公司成功开发出基于区块链的无人驾驶飞行器和其...

SparkCognition首席执行官Amir Husain表示,航空航天业将致力于创造一个价值3万...

发表于 2019-03-22 13:56 88次阅读
波音公司成功开发出基于区块链的无人驾驶飞行器和其...

区块链的三个结构以及发展情况诠释

区块链的产业结构可以主要可分为区块链核心技术和应用服务、数字货币交易平台和区块链信息服务三个部分。政...

发表于 2019-03-22 13:52 858次阅读
区块链的三个结构以及发展情况诠释

区块链与物联网融合,听听5名专家怎么说

物联网很性感,区块链很火热,但区块链加物联网并不会让人感到很牛X。

发表于 2019-03-22 13:42 362次阅读
区块链与物联网融合,听听5名专家怎么说

如何在不挖掘的情况下运行一个完整的节点

虽然在区块链的早期,比特币的开采很容易为业余爱好者所利用,但今天的景象却大不相同。摩根士丹利(Mor...

发表于 2019-03-22 13:41 29次阅读
如何在不挖掘的情况下运行一个完整的节点

影响区块链技术发展的三个障碍

区块链创建了一个分布式分类账,它简化了两个实体之间的直接、安全的交易,而不需要第三方。然而,有几个复...

发表于 2019-03-22 13:35 56次阅读
影响区块链技术发展的三个障碍

摩尔定律跟比特币有什么关系

摩尔定律是当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提...

发表于 2019-03-22 11:48 57次阅读
摩尔定律跟比特币有什么关系

什么是秘密共享

秘密共享的思想是将秘密以适当的方式拆分,拆分后的每一个份额由不同的参与者管理,单个参与者无法恢复秘密...

发表于 2019-03-22 11:48 21次阅读
什么是秘密共享

区块链智能合约的郊区房地产投资分散平台ECONE...

ECONEUARK - 基于区块链和智能合约的郊区房地产投资分散平台。这是一个独特的区块链平台,一方...

发表于 2019-03-22 11:38 89次阅读
区块链智能合约的郊区房地产投资分散平台ECONE...

区块链垂直领域公有链系统MonetChain介绍

Monet chain致力于打造一个体系化,全球化的垂直领域公链系统,实现点对点的,完全去中心化的行...

发表于 2019-03-22 11:34 124次阅读
区块链垂直领域公有链系统MonetChain介绍

基于区块链技术的制造社群去中心化构建方法

针对传统点对点方案的安全与信任机制问题, 区块链技术在网络节点之间创建一种相互共享的分布式数字账簿(...

发表于 2019-03-22 11:33 85次阅读
基于区块链技术的制造社群去中心化构建方法

如何创建主密钥以及HD钱包

根种子输入到HMAC-SHA512算法中就可以得到一个可用来创造主私钥(m)(master priv...

发表于 2019-03-22 11:26 33次阅读
如何创建主密钥以及HD钱包

安全代币衍生品有哪些类型和模型

衍生工具是两方或多方之间的金融合约,其价值来源于基础资产,如股票、大宗商品或加密货币。买卖协议以预先...

发表于 2019-03-22 11:22 33次阅读
安全代币衍生品有哪些类型和模型

基于区块链的支撑结构框架Hyperledger ...

Hyperledger Fabric是一个区块链的支撑结构(框架),作为创建(开发)应用程序或解决方...

发表于 2019-03-22 11:22 26次阅读
基于区块链的支撑结构框架Hyperledger ...

比特币期货为什么会对加密货币市场价格产生影响

金融期货是指在未来某个确切日期以预定价格买入或卖出标的资产的合约。交易对手有义务在到期时履行合约条款...

发表于 2019-03-22 11:20 75次阅读
比特币期货为什么会对加密货币市场价格产生影响

如何解决以太坊的区块扩容困扰

比特币的转帐交易是统一格式,可以用固定的区块大小来规范。以太坊则不同,V神(以太坊的创立者)将区块链...

发表于 2019-03-22 11:14 24次阅读
如何解决以太坊的区块扩容困扰

如何设计一个安全的加密货币钱包

数字资产管理是至关重要的,尤其是对于那些建立在区块链基础上的机构。一个典型的使用案例是加密货币交易所...

发表于 2019-03-22 11:14 50次阅读
如何设计一个安全的加密货币钱包

区块链及其相关加密货币生态系统仍被称为西大荒

区块链及其相关加密货币生态系统最大的相似之处是,该技术本身被标榜为不可破解、安全、不可改变的,是透明...

发表于 2019-03-22 11:07 60次阅读
区块链及其相关加密货币生态系统仍被称为西大荒

第四次工业革命——区块链技术

发表于 2019-03-08 11:27 354次阅读
第四次工业革命——区块链技术

现在是时候让汽车高管们开始使用区块链了

发表于 2019-01-30 23:32 99次阅读
现在是时候让汽车高管们开始使用区块链了

区块链金融优势究竟表现在哪里?

发表于 2019-01-17 18:06 214次阅读
区块链金融优势究竟表现在哪里?

区块链在其他领域的一些应用

发表于 2019-01-07 17:42 282次阅读
区块链在其他领域的一些应用

科普分片技术

发表于 2019-01-04 17:50 181次阅读
科普分片技术

时代周刊:为什么比特币是自由的源泉?

发表于 2019-01-01 23:23 182次阅读
时代周刊:为什么比特币是自由的源泉?

时代周刊:为什么比特币是自由的源泉?

发表于 2019-01-01 23:23 182次阅读
时代周刊:为什么比特币是自由的源泉?

区块链能否成为医疗产业进步的关键?

发表于 2018-12-30 18:45 212次阅读
区块链能否成为医疗产业进步的关键?

四个历史上几个著名的BTC钱包地址

发表于 2018-12-28 14:17 350次阅读
四个历史上几个著名的BTC钱包地址

BlockChain相关概念

发表于 2018-12-27 16:45 224次阅读
BlockChain相关概念