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2018
12/08
00:36
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  • 比特币和区块链的诞生需要依赖于很多核心技术的突破:一是拜占庭容错技术;二是非对称加密技术;三是点对点支付技术。今天的文章就给大家介绍这三种技术。

    拜占庭容错技术

    比特币和区块链诞生的首要难点在于如何创建分布式共识机制,也就是菜斯利·兰伯特等人1982年提出的拜占庭将军问题。所谓拜占庭将军问题是指,把战争中互不信任的各城邦军队如何达成共识并决定是否出兵的决策过程。延伸至计算机领域,试图创建具有容错性的分布式系统,即使部分节点失效仍可确保系统正常运行,也可让多个基于零信任基础的节点达成共识,并确保信息传递的一致性。

    中本聪所提到的“拜占庭将军问题”解决方法起始于亚当﹒拜克在1997年发明的哈希现金算法机制,起初该设计是用于限制垃圾邮件发送与拒绝服务攻击。

    2004年,密码朋克运动早期和重要成员哈尔·芬尼将亚当﹒拜克的哈希现金算法改进为可复用的工作量证明机制。他们的研究又是基于达利亚·马凯与迈克尔·瑞特的学术成果:拜占庭容错机制

    正是哈尔·芬尼的可复用的工作量证明机制后来成为比特币的核心要素之一。哈尔·芬尼是中本聪的最早支持者,同时也是第一笔比特币转账的接受者,在比特币发展的早期与中本聪有大量互动与交流。

    非对称加密技术

    比特币的非对称加密技术来源于以下几项密码学的技术创新:

    1976年,Sun公司前首席安全官Whitfield Diffie与斯坦福大学教授Martin Hell,在开创性论文《密码学的新方向》首次提出公开钥匙密码学的概念,发明了非对称加密算法。1978年省理工学院的伦纳德·阿德曼、罗纳德·李维斯特、阿迪·萨莫尔三名研究人员,共同发明了公开钥匙系统“RSA”可用于数据加密和签名,率先开发第一个具备商业实用性的非对称RSA加密算法。

    1985年,Neal Koblitz和Victor Miller俩人,首次提出将椭圆曲线算法(ECC)应用于密码学,并建立公钥加密的算法,公钥密码算法的原理是利用信息的不对称性,公钥对应的是私钥,私钥是解开所有信息的钥匙,公钥可以由私钥反推算出。ECC能够提供比RSA更高级别的安全。比特币使用的就是椭圆曲线算法公钥用于接收比特币,而私钥则是比特币支付时的交易签名。

    这些加密算法奠定了当前非对称加密理论的基础,被广泛应用于网络通信领域。但是,当时这些加密技术发明均在NSA严密监视的视野之内。NSA最初认为它们对国家安全构成威胁,并将其视为军用技术。直到20世纪90年代末,NSA才放弃对这些非对称加密技术的控制,RSA算法、ECC算法等非对称加密技术最终得以走进公众领域。

    不过,中本聪并不信任NSA公布的加密技术,在比特币系统中没有使用RSA公钥系统,原因除了ECC能够提供比RSA更高级别的安全性能外,还担心美国安全部门在RSA留有技术后门。2013年9月,斯诺登就曾爆料NSA采用秘密方法控制加密国际标准,比特币采用的RSA可能留有后门,NSA能以不为人知的方法弱化这条曲线。

    所幸的是,中本聪神一般走位避开了RSA的陷阱,使用的加密技术不是NSA的标准,而是另一条鲜为人知的椭圆曲线,这条曲线并不在美国RSA的掌握之下。全世界只有极少数程序躲过了这一漏洞,比特币便是其中之一。

    点对点网络技术

    P2P协议这一革命性的发明来自肖恩·范宁与肖恩·帕克。他们当年创建的Napster几乎颠覆了美国的音乐市场,虽然后来因为法律的原因Napster一蹶不振。但肖恩·帕克后来还有一个成就,那就是成为Facebook的联合创始人。有了P2P协议,才有了后来的比特币,P2P可以说是去中心化系统中网络部分的精髓

    比特币的去中心化点对点交易就是基于这个P2P协议,节点之间交互链接、协同,每个节点即是服务端又是客户端,形成分布式账本,因此,比特币和区块链的诞生还需要具备点对点支付技术的发展和成熟。

    随着拜占庭容错技术的成熟、非对称加密技术的发明以及点对点网络技术的开发,使比特币的出现成为可能。通过这三项技术,可以创建分布式交易账簿,并以呼叫问答机制向全网广播,网络节点不停地检查接收的数据,避免数据被篡改,从而实现一个去中心化系统能够在无领导模式的情况之下有效运转。

    (本文仅代表作者观点,发表此文只传递市场信息,不构成投资建议,请理性投资。)



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