比特币的核心技术原理——严选矿场大百科

2021.01.22 | 浏览:17701


中本聪是一个伟大的集成者,之所以这样说是因为比特币很多的核心技术并不是中本聪发明的,而是中本聪巧妙地把他们结合在了一起。


比特币有哪些核心技术?非对称加密技术、点对点传输技术、哈希现金算法机制。




非对称加密技术


非对称加密(公钥加密)指在加密和解密两个过程中使用不同密钥。在这种加密技术中,每位用户都拥有一对钥匙:公钥和私钥。在加密过程中使用公钥,在解密过程中使用私钥。公钥是可以向全网公开的,而私钥需要用户自己保存。这样就解决了对称加密中密钥需要分享所带来的安全隐患。


由于公钥公开,任何用户都可以利用特定用户的公钥,对消息或数据加密保护然后发送给该用户。收到消息后,该用户利用独有的私钥对接收到的内容进行解密,以获取信息。



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由于除了该用户之外,没有其他用户拥有能够对该密文解密的私钥,因而该密文对其他用户来说都是不可读的。这样就能让收发双方放心地将加密消息或数据在网络传播。通过共享私钥来建立信息通道的方式不再是必要的,用户拥有的一对公钥和私钥就是安全的信息通道保障。


公钥是公开的,私钥是保密的。这项技术对应到比特币场景中就是比特币的地址和私钥。 



点对点传输技术


让点对点传输技术走进公众视野的是创立Napster的Shawn Fanning和Sean Parker,事情发生在1998年。18岁的Shawn Fanning刚刚入学美国波士顿东北大学,有一天Shawn的室友跟他吐槽“在网络上太难找到音乐了”,这句话触动了不安分的Shawn,他在朦胧中想到了P2P点对点交换音乐服务的概念,人们的电脑硬盘上有很多的音乐资源,而网络可创造机会让喜欢音乐的人互相交流,于是Nspster诞生了。


Nspster可以把音乐作品从CD转换为MP3格式,同时可供用户上传、检索和免费下载作品。



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Shawn对于这个点子十分有把握,于是辍学创业,这时候Shawn和Sean Parker相遇并一拍即合。Sean Parker也不是平庸之辈,他是后来Facebook的联合创始人之一。


但是Nspster的火爆严重影响了唱片公司的利益,1999年五大唱片公司联合起诉Nspster,最终Nspster败诉。虽然Nspster输给了唱片公司,但是它的尝试使得P2P软件成功的走入了大众的生活。


点对点传输技术顾名思义,就是无需中心服务器、个体之间可以相互传输信息的技术,P2P网络的重要目标就是让所有客户端都能提供资源,包括宽带、存储空间和计算能力。


对应到比特币网络中就是利用点对点的技术实现真正的去中心化。



哈希现金算法机制


1997年,Adam Back发明了哈希现金(HashCash)算法机制,主要是用于防止拒绝服务攻击和反垃圾信息,那么怎么防止垃圾信息呢?


比如我们在日常生活中肯定接受到特别多的垃圾邮件,比如各种各样的广告和各种各样的诈骗信息……其实本质上来说垃圾邮件的制造者就是那些给很多人同时群发信息的人,如何避免邮件不被垃圾邮件占领呢?


答案就是让那些制造垃圾邮件的人付出相应的代价!发送者需要付出一定的工作量,比如说哈希运算,几秒钟时间对于普通用户不算什么,但对于垃圾邮件的发送者每封邮件都要花几秒钟的时间,这样的成本是没有办法负担的。



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同时每次运算都会盖上一个独一无二的时间戳,这样就能保证邮件发送方不能重复使用一个运算结果。


对于比特币而言也是同样的道理,如何保证一笔数字货币没有被多次消费(Double Spending),就类似于验证一封邮件没有被多次发送,所以就要保证每一笔交易顺利完成,必须要付出一定的工作量(proof of Work),并且在完成交易时盖上一个时间戳表示交易完成的时间。


中本聪将哈希现金机制改造成了比特币的发行机制,用户贡献算力进行哈希运算,作为回报比特币网络就会将比特币赠予首个挖出区块的矿工,这就是比特币挖矿。

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