比特币的几个基础概念

这几天阅读了汤强公众号上关于比特币的第一季《铺路》,学习了一些概念,虽然很多地方还理解得不是很透彻,也还有很多疑问,先把理解得概念和存在的问题记录下来,便于今后学习。


非对称加密:

这是一种加密技术,当A向B传递一个信息,就利用这种加密技术将信息加密,然后再发送给B,B利用自己的密钥解密,获得信息。由于非对称性,极难破解,因此非对称加密技术的安全性比对称加密要高,

前提概念——密钥:密钥总是成对出现,包括公钥和私钥,是一种加密的工具。在比特币世界里,每个人都有密钥,其中,公钥是公开在网络中的,而私钥是保密的,只有自己知道。

之所以叫做非对称加密,体现在两个方面:

1.通过公钥加密的信息,无法通过公钥解密,只能通过公钥对应的私钥来解密。同理,通过私钥加密的信息,也无法通过私钥来解密,只能通过私钥对应的公钥来解密。

2.拥有私钥,可以推导出公钥,但是拥有公钥,无法推导出私钥。

很容易看出,如果用私钥加密信息,虽然不能用私钥本身来解密,但是可以用私钥推导出公钥,然后再用公钥来解密。现实中根本不需要推导,因为公钥是公布在网络中。

让我们来更进一步看看利用非对称加密技术传递信息的过程:

A向B传递一个信息,A先将要传递的信息用B公布在网络中的公钥进行加密,然后将加密后的信息发送给B,B收到这个信息后,利用自己的私钥解密,获得信息原文。由于私钥只有B知道,所以这个信息传递是安全的。

拥有私钥就能够获得原文,一定要保管好自己的私钥,私钥是确保你在比特币世界获得任何权力的钥匙,一旦泄露,就相当于你把财产拱手相让了。

哈希算法:哈希算法是将文件映射为较短的固定长度字符串(哈希值)。

在网络里,由无数的文件,我们需要给每一个文件一个独立的识别编号,这样我们才能在需要这个文件的时候找到他,这个编号需要有两个特点:1、唯一性。2、便于计算。3.不可逆推(即根据文件编号无法倒推出原文件。

通俗的讲,哈希算法就是一种在较短时间内给文件编号的函数,通过哈希算法得到的文件编号就是哈希值。同时出于保密性,哈希算法也是一种非对称函数,无法通过文件编号来倒推出原文件。


数字签名:跟实体世界一样,数字签名是一种确认信息发送者身份的标志。

在比特币世界里,数字签名是怎么实现的呢?

A向B发送一个利用B的公钥加密过的信息,B收到了信息,也进行了解密,但是还有一件事情没有完成,B怎么知道这个信息时A发送给他的呢?如果是一笔交易,那么B怎么知道这笔钱是A支付的?答案是利用数字签名。过程是这样的。

A在向B发送密文的时候,同时发送数字签名。

制作数字签名有两步:

1.利用哈希函数对密文进行一次哈希计算,得出密文的哈希值,也就是密文的编号。

2.发送者A用自己的私钥将密文哈希值进行加密以后得到数字签名,也就是密文的哈希值的密文。有点拗口,多读几次就理解了,相当于对原文依次进行:加密——哈希编号——再加密

B收到密文后这样验证发送者

1、将密文进行哈希计算,得到哈希值。(这个哈希计算用的是跟A一样的哈希函数)

2、用A的公钥对A发送过来的数字签名进行解密,如果的出来的结果跟哈希值一样,那就说明这个密文是A发送的。

有了上面的这些概念,我不自量力推演一下比特币的交易过程,我也知道在今后的学习中,肯定会对这个我意淫出来的过程进行颠覆调整,但是,必须现有自己的思考,才能批判性的接受大咖的思想,所以,就算是错的,我也要写下来。

还是刚才的场景,A向B支付1个比特币。

1、A 把“A向B支付1个比特币”这个信息通过加密后向全网广播,由于这是一个去中心化的世界,A只能向全网广播,等待全网的认证。大家可以做一个对比,在中心化的世界里,A是把这个信息告诉银行,由银行确定。

2、网络接收到这个信息,需要验证两个事情:1、A是否有足够的比特币。2、将这1个比特币从A账户放到B账户。由于是有全网验证,那么要经过半数以上的节点确认,这笔交易才能确认。听说,事实上只要经过6个以上的节点验证就可以信任,因为确认的节点越多,越难篡改,经过6个节点确认后,现在的全体算力都篡改不了。

3、网络确认后,B的余额多了1个比特币。

4、B向A交付商品。

疑问:事实上交易并没有那么简单,如果全网要确认这笔交易,那么这笔交易的私密性如何保证?由于需要全网确认,网络再快也有时间差,如果先接收到信息的节点是一个恶意节点,串改了信息,变成A向C支付1个比特币,同时也向网络广播,这样两条信息同时在网络中传播,网络如何辨别真伪?我相信答案一定在某个地方。

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