摩尔芯闻 > 行业新闻 > 半导体 > 区块链是一个怎样的安全体系,术语又有哪些

区块链是一个怎样的安全体系,术语又有哪些

·2018-08-06 16:03·电子发烧友
阅读:1226

用一句话来定义区块链,就是安全体系,以此为基础使用的货币就是加密货币。如果没有区块链技术,所有加密货币事实上都像赛我网的橡子一样,成为只能在特定网站上存在的单位。但是基于区块链的加密货币,可在谁都可以查阅的账本里透明记录交易明细,复制后储存在多台电脑中的分散型数据储存技术,有多台电脑验证记录以防止黑客的攻击。

以银行为例,在银行一个地方管理电子证书和OTP卡等密码,操作所有汇款过程,所以如果银行服务器发生问题或数据出现问题,就会导致大型事故。为此,银行也为了汇款过程的安全,采取双重或三重安全装置。但是这些安全装置要带来巨大费用。而区块链不是在同一个地方处理这些问题,储存各种记录的副本,分散到所有计算机里,对各种数据实时加密后予以保管。
这就是以任何人都无法擅自修改同时谁都可以查阅变更结果的分散式运算技术为基础的数据防伪技术。区块里记录着相关区块被发现以前传输给用户的所有交易明细,通过P2P方式同样传输给所有用户,所以无法擅自修改或遗漏交易明细。区块具有被发现的日期和对之前区块的连结环,这种区块的集合就叫做区块链。说得简单一点,就是将无数个记录捆绑在一起的技术。加密货币不存在造币的中央银行,货币通过每隔一定周期查找区块(block)得到补偿的方式生成货币。区块由相关加密货币所使用的哈希函数(将具有任意长度的任意数据转换成固定长度数据的函数)组成,用户通过用计算机的运算能力代入相应函数的方法查找哈希。这种过程就叫做挖矿(mining)。
与过去以电子货币进行交易时在中央服务器保管交易记录不同,区块链对所有用户显示交易记录,通过互相比较来防止伪造。

区块链是一个怎样的安全体系,术语又有哪些

区块意味着多数交易信息的集合。首先如果分三个阶段说明区块的结构,区块是储存数据的单位,可分为主体和头。主体包括交易内容,头包括密码。区块根据提前制定好的周期生成,汇集交易记录制作区块,验证可信度,连结之前的区块,成为区块链的形式。在这里第一次开始的区块叫做创世区块。
即,创世区块是指之前没有生成任何区块的最初的区块。节点不在中央集中型服务器里保管和管理交易记录,而是参与交易的每个人的服务器聚在一起维持和管理网络。这每个人的服务器,即参与人就叫做节点。因为没有中央管理员,所以分发区块的节点的作用非常重要,所参与的各个节点中至少一半以上表示同意才能生成区块。各个节点将区块储存到电脑里,即使部分节点被盗而导致现有内容崩溃,在多数的节点里还留下数据,可以继续保存数据。这种区块结构,即使其中一个区块被盗,只要其余链接化的区块不承认这种黑客攻击,黑客攻击企图就会被拒绝,从这一点上在安全方面具有非常优秀的创新性。这种安全层面至今还没有出现被盗的例子。
还有一个,要说区块链最重要的部分,那就是交易。运行区块实际内容的部分就是交易,说得简单一点就是通常所说的交易,区块链通过交易从一个地址转移到另一个地址上去。 比特币 等第一代基于区块链的加密货币,基本上由下列4种因素组成。

加密货币钱包 (Wallet)

每个用户都生成和保管私钥(priva te key)和公钥(public key),基于公钥生成地址,用这个地址进行交易。公钥类似于可以跟不特定多数人共享的存折账号。而私钥则类似于只有用户本人才能接触的存折密码。举个受到损失的例子,黑客攻击交易所职员的个人PC,取得用户个人信息以后谎称自己是交易所职员,从用户取得私钥信息以后盗窃了加密货币。私钥就像存折密码一样,是绝对不能对外公开的重要安全项目。而且,2013年底彭博TV的一位主持人播出给同事汇款比特币的事情,结果发生了自己的比特币全部被盗的事故。因为电视台摄像机非常偶然地拍摄到这位主持人的比特币钱包,私钥被泄露。

交易 (Transac ti on)

是指实际上发生区块链移动的交易,只有在用各个用户的私钥签名被指定的用户之间方可进行交易。交易记录被储存到区块内,经过认证过程确认以后不得变更或伪造。为了完成交易,需经过工作量证明得到批准,需要一些时间。

区块 (Block)

区块链是在世界各地进行的交易记录区块连结在一起链条。顾名思义,相当于交易记录团。区块和区块链信息可通过blockch ai n.info易于确认。每次交易都有自己固有的交易编号,其编号中记录着从什么地址到什么地址发送了多少等内容。各个区块根据交易履历按顺序依次相连结。各个区块都具有与前后区块相连结的信息,所以很容易判断是否经过操作。已被操作的区块经确认过程后从网络中消失。

采矿机 (Miner)

为了防止用包括交易的区块发生双重支付问题,用工作量证明(proof-of-work)协议连结区块的主体。区块链网络通过这个采矿机来得以维持,采矿机作为其补偿获取区块链。但是现在更多地采用在现有稳定的区块链上面上传追加性新链条的方式,所以出现很多没有新挖矿(min ing)的区块链。在本白皮书中介绍的MP币也标榜着这种方式。

除这些以外,在基于区块链的加密货币中还经常使用如下术语。

P2P网络 (Peer-to-peer network)

不设中央服务器,使所有节点可在同一阶层内进行通信的通信网。

哈希 (Hash)

将一个字符串变换成长度更短的值或Key。可利用哈希确认信息是否已被伪造。

SHA256 (Security Hash Algorithm)

将特定值或字符串转变成 256比特(32字节)值的函数。不可逆的同时只要输入值稍有变动结果值会大有不同,所以经常用于密码领域。

节点 (Node)

组成通信网的终端设备或通信处理装置的基本单位。

分布式计算 (Distributed compu TI ng)

连结多台电脑,通过互相合作,提高计算性能和效率的技术。

私钥 (Private key)

具有可接近相当于加密货币地址的公钥权限的字符串。因为起到密码作用,所以不得对外公开。类似于存折的密码。

公钥 (Public key)

加密货币地址字符串。起到账号作用,可以公开给他人。类似于存折的账号。

批准 (Confirm)

为确认加密货币是否伪造,加密货币网络各个节点通过工作量证明或权益证明过程验证区块链正当性的过程。

双重支付 (Double Spending)

是指在一次交易中两次以上使用同一笔钱的情况。很有可能在非面对面的网上交易中发生。双重支付问题在证明加密货币可信度方面是非常重要的项目。

51%法则

是验证区块链是否伪造的方法。加密货币各个节点经常用自己持有的区块链比较是否和其他节点持有的区块链相同,以此来验证是否伪造。如果和一半以上的人持有的区块链相同,则认为是原本,继续保管。如果不同,则认为已被伪造,废弃后复制一半以上人持有的区块链后予以保管。

工作量证明 (Proof-of-work)

故意使想连接电脑系统的所有个体履行耗费时间的工作,保护系统免受企图攻击系统的恶意连接人攻击的手段。工作量证明过程,减缓新的区块信息被传输到网络中的时间,防止经过操纵的区块链快速在网络上得到传播。比特币自动生成需要10分钟时间解答的问题,解答问题的第一个参与人拥有在现有区块链连结自己的区块制作新的区块链的权限。通过这个过程区块链平均10分钟更新一次,各节点在10分钟内挣到可验证区块的时间。与此同时,每隔10分钟解答问题的参与人,作为其补偿将一定量的新比特币归自己所有。早期挖矿人利用普通的PC在10分钟内也可找到答案,而现在由于想采矿的的竞争者增加,问题的难度也逐渐增加,需要更快的计算。也有些专业挖矿人将快速处理运算的显卡 GPU 混合在一起开了工厂。从结论上来讲,存在着消耗运算资源和电力资源等问题。

权益证明 (Proof-of-stake)

持有更多货币量的批准人可以优先生成区块。以持有大量货币的参与人为了守护其货币价值不会损伤系统信任度作为其前提。因此,权益证明方式不是消耗计算机资源而是通过自己持有的权益(stake)生成区块。即,根据自己持有的权益和权益生成的日期来决定。为了生成一次区块所使用的权益日期被初始化。基本结构与工作量证明没有什么不同,但是根据货币量哈希运算的难度会降低,所以与工作量证明相比,具有资源消耗相对较少的优点。

拜占庭将军问题 (Byzan TI ne General Problem)

是指1982年莱斯利-兰伯特(Leslie Lamport)等3名电脑工程师通过对微软的研究所提示的寓言。拜占庭的将军们为了占领一座城市想围攻,这要先派通信兵通知分散的部队一起开始攻击,这就是围绕如何解决将军们的背信弃义或假通讯兵问题如何决定同时攻击时间的问题。这个问题蕴含着分散计算环境中有可能发生的问题,使人联想起区块链的“51%法则”和“工作量证明”运算的重要性。

比特币 (Bitcoin, BTC)

2009年由中本聪制作的基于P2P的世界首个加密货币。缩写为BTC。给通过工作量证明第一个制作区块的节点支付比特币的方式发行新比特币。最大发行量为2,100万BTC,截止2017年6月已发行了约1,700万BTC。每次批准平均需要10分钟,经过12次批准过程来完成,所以要完成交易至少需要两个小时。在实际交易中由于服务器速度慢等原因,通常会需要更长的时间。

比特币挖矿 (BTC Mining)

是指为了实施工作量证明,比特币节点之间相互展开竞争。为了诱导能够实施工作量证明,给第一个成功实施工作量证明的节点作为补偿支付比特币很像挖金矿,因此起了这种概念。

比特现金 (Bitcoin Cash, BCH/BCC)

2017年8月1日从比特币分离出来的加密货币。缩写为BCH或BCC。2017年5月全世界比特币开发商和挖矿人为了消化增加的比特币交易量决定要确定区块大小。但是由于认为有可能导致挖矿收入减少的部分开发商,比特币被分离成比特币和比特现金。

另类货币 (Alterna TI ve coin)

除比特币以外的所有加密货币总称。以太坊是最典型的另类货币,从比特币分离出来的比特现金也是另类货币。

以太坊 (Ethereum, ETH)

2015年7月,由维塔利克-布特林开发的市价总额排名第二的代表性加密货币。为体现交易记录和智能合约功能的分散式运算平台。着眼于除了货币交易以外还可以记录合同书等补充信息的特点,利用全球无数用户持有的计算机资源组成分散网络,利用这个平台发明了记录SNS、电子邮件、电子投票等多种信息的系统。以太坊支持 C++ JAVA PYTHON 、GO等主要编程语言。以太坊具备拥有“图灵完备”的扩展用语言,可简单方便地编写智能合约。所谓图灵完备,是指可以编程到数学模拟的图灵机器水平。这说明被设计成可编辑在普通电脑上实行的所有程序,顾名思义具有无限大的扩展性。以太坊还使用加密货币“以太币(Either)”。以太币起到使各种虚拟资产之间的有效交换变得可能的媒介作用,用作支付交易手续费的货币。在P2P网络上将交易履历积累为区块,同时还记录智能合约代码和实行履历。以太坊每隔12秒钟生成一个区块。

莱特币 (Litecoin, LTC)

2011年10月,由曾经在谷歌工作的查尔斯-李(Charles Lee)开发的加密货币。开发时立足于比特币,所有技术都和比特币相同。与比特币最大的区别是,比平均10分钟挖掘的比特币区块还要快4倍,每2.5分钟生成一个区块。而且,最大发行量也达到8,400万个,是比特币发行量的4倍。可以看成是反映了开发者追求比特币轻量化版本的哲学。

瑞波 (Ripple, XRP)

瑞波是继比特币和以太坊以后市价总额排名第三的加密货币。与其它货币不同,基于汇款系统,所以其结构也有所不同。结算速度比其它货币快,扩张性能非常优秀。

EOS

作为免费接受EOS软件开发资金捐款的代价,基于以太坊而发行的代币。截止2018年5月,市价总额排名第五。EOS软件是由Block.one于2016年开始着手开发,采用了与以太坊相比交易速度更快的委托股权证明 (Delegated Proof-of-Stake)方式。而且还具有用户不需支付手续费而由开发商支付的特点。截止2018年4月,以太坊每秒钟可处理20个交易,但是EOS平均可以处理3000个交易。在以太坊区块链上以平实销售的形式进行ICO,原打算2018年6月2日将服务器转移到自己的主网正式上市,但是2018年5月30日被中国互联网安全企业奇虎360发现了其安全方面存在致命的缺陷。

代币 (Token)

加密货币和代币通常表示同一种意思。一般情况下拥有独立的区块链网络时叫做加密货币。比特币、以太坊就是其最典型的例子。与之相比,如果没有拥有独立的区块链网络时,则叫做代币。例如,EOS就是最典型的代币。堪称当前全球代币之标准的ERC20(Ethereum Request for Comment)代币,就是指可在基于以太坊网络区块链的DAPP(Decentralized Applica TI on)上使用的代币。从广义上来讲,除了货币以外,还具备资产的功能。如果将以太坊网络区块链比喻成谷歌电子市场商店,那么DAPP就相当于可在谷歌谷歌商店下载的应用程序。名叫量子链(QTUM)的加密货币原来也是从ERC20出发,以代币的形式上市,通过代币融资,以此为基础构建了独立的网络(这叫做主网上线)。之后通过货币互换从量子链代币转换为量子链货币。说得简单一点,不是体现谷歌电子市场,而是体现了苹果应用商店。从加密货币的功能性层面上来讲,没有必要必须从代币转换为加密货币。

DEX (Decentralized Exchange)

是指分散式交易所。可以理解为除了大型交易所以外的个人之间的场外交易所。是为了克服传统交易所的横行霸道和所存在的缺陷而诞生的。在DEX货币的所有存取款只需在区块链中进行即可,不是在交易所提供的代币化内部钱包,而是支援可在从区块链上直接连接的个人钱包直接进行交易。任何人都不可能在中间故意阻止存取款,可直接依赖于区块链的安全。没有因为委托现有交易所而导致的服务器被盗或个人信息泄露等危险。用户只需保管好自己的钱包就行。就像比特币将只能在现有金融圈的地下进行的金融经济,引向老百姓可以直接参与的广场上一样,DEX将现有交易所封闭的交易环境引向更加广阔的草原。

分享到:
微信 新浪微博 QQ空间 LinkedIn

上一篇:人脸识别技术知多少

下一篇:Yann LeCun:硅谷需要与学术界密切合作,以建立人

打开摩尔直播,更多新闻内容
半导体大咖直播分享高清观看
立即下载