从中本聪论文解析比特币奥秘

  过一篇关于比特币算法的论文比特币的发明人中本聪留下。这篇论文本文解析,的密码学基础介绍比特币。

  创新最引人注目的现象之一比特币是近年来互联网金融。第三方信用支撑比特币不需要,础建立在密码学协议之上直接把P2P的信用基。济学上在经,通货币应该由市场起决定性作用它实践了哈耶克提出的设想:流,劣汰优胜。码学上在密,币重复支付的难题它解决了数字货。会学上在社,球互联网金融生态圈它已经开始形成了全。来学上在未,互联网P2P形成全球贸易的“超主权”货币体系它给我们提供了以下可能性和发展机遇:可能通过,出现通缩性数字货币救市的现象可能在一些通胀异常严重的国家,球贸易的信用成本可能大幅度降低全。

  挖矿”的计算机算力来同时“记账”和盖时间戳(time stamp)那么比特币是怎样利用密码学挖矿系统来防止重复支付呢?就是靠这些“,出一个区块每十分钟挖,交易和给每一个交易盖上时间戳必须记录这十分钟全网的比特币,块的节点(node)六次确认每一笔交易必须通过全网产生区,合法交易才能算,账和盖时间戳系统这样一个庞大的记,都要检验再次交易之前这些比特币没有支付过保证了重复支付的不可行(因为每个时间戳,上“戳”才会盖,再支付给此次交易之外的第三方了这样也保证原比特币持有者无法。所以),统的“挖矿”整个比特币系,币的正常发行既保证了比特,它的记账也保证了,复支付的可能从而避免了重。矿工”所谓“,该叫记账员同时也应,比特币大部分已经被挖出特别是等到2040年,要靠收取“交易费”时矿工们的工作奖励主,称为“记账员”了他们就更应该被。

  这种十六进位制的加密算法正是基于SHA-256,过程包括扫描SHA-256的哈希数由多少个0开头中本聪在他最原始的比特币论文中写道:“工作量证明,一个0每增加,有指数级的增加平均工作量都会,的四次方就是二,四次方乘在一起倍数的工作量增加增加了多少个零就是多少个二的,一个比特币区块过程)中得到证明这些将在解一个哈希数(也就是挖。”

  文数字真是天!密算法选为比特币的挖矿算法中本聪把SHA-256加,面每增加一个零因为哈希值前,会增加二的四次方倍寻找其解m的难度就。小云教授的SHA-1那样被破解因为SHA-256还没有像王,十四位的哈希值所以任何一个六,其解m要找到,固定算法都没有,机的hash碰撞只能靠计算机随。做多少次hash碰撞一个挖矿机每秒钟能,力”的代表就是其“算,ash/s单位写成h,(Proof Of Work)这就是所谓工作量证明机制POW。

  一第,确认交易,P2P协议利用互联网,付(即防止造假币)防止货币的重复支。

  56是基于十六进位制的加密系统进一步我们可以了解:SHA-2,十六个比特币的不同信息也就是每一位上允许有,和前六个英文字母表示一般用十个阿拉伯数字,0即,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f。以所,432fa84da4de05e9cfc3e6d95a5ce8bed5f7你要是看到这样一个十六进位的哈希值:Hash!04cf3aa249551,08T 03!06!30美东时间这是比特币世界2014-02-,block)对应的哈希值刚挖出的一个比特币区块(,得奇怪不要觉!

  :如果“解”(即私钥)稍有不同哈希函数的第二个“宝贵”特性是,值就会有很大不同那么它对应的哈希,nche effect)这叫雪崩效应(avala。的这个优秀特性哈希函数所具有,哪怕只有一点点差别)保证了不同的私钥(,应的公钥搞混都不会和对!

  三第,统不受恶意攻击保护比特币系。A Peer-to-Peer Electronic Cash System)》通过研究中本聪关于比特币的文献《比特币:P2P电子现金体系(Bitcoin! ,以发现我们可,计的比特币中本聪设,账、算力保护通过挖矿、记,决了上述三个核心问题从而“一石三鸟”地解。

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  个问题第三,不受恶意攻击的问题即保护比特币系统,比特币世界还有一个重要的功能就是“保护”中本聪是怎么设计的呢?其实“矿工”对于,的比特币系统协议按照中本聪最初,51%算力的人必须持有全网,击比特币系统才有可能攻,(也就是造假币)并造成重复支付。资深人士透露据比特币挖矿,ash/s约需要240元人民币当前算力成本每年维持1G h,的年成本是9。6亿美元即现在比特币全网算力,系统的基础力量这是保护比特币,价值的支撑也是它现有。大学物理系博士生(文/韩锋 清华)

  希值前面加零来控制挖币的总量比特币系统就是靠对于挖矿的哈,力如何增加不管全网算,目前都只能挖出25个币(前四年是每十分钟50个币)都能通过在哈希值前面加零来保证平均每十分钟每个区块,立矿工这样建,了第二个问题就自然解决,发行的问题即比特币。

  专家王小云教授介绍据清华大学密码学,俗称“挖矿”)比特币的发行(,56密码系统之上的是建立在SHA-2。h Algorithm的缩写SHA是Secure Has,h)函数算法的加密系统意思是基于哈希(Has。A-256密码学系统以下我们通过解析SH,决问题的方法和思路来分析展示中本聪解。

  HA-256之所以叫S,希值有64位就是因为其哈,就是二的四次方种选择每一位上有十六比特也,有2的256次方个比特这样总的哈希值就可以。

  一种加密算法哈希函数是,hash(m)一般写为:h=,哈希值h代表,的解(message)m代表对应这个哈希值。点:一是已知m哈希函数的特,容易验证出它对应的哈希值h通过h=hash(m)很,来很难但反过,求出对应的解m很难就是已知哈希值要。这样运算的不对称性正是由于哈希函数有,不可逆性或者说,合为密码学所用所以它特别适。当加密的“公钥”比如哈希值就适合,全公开可以完,使得到了公钥但是人们即,子算出它的“私钥”也几乎不可能一下,函数的解m也就是哈希。反过来但是,已知私钥m如果我们,的公钥就是哈希值h却很容易验证它对应,对称加密算法”这就是所谓“不。

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