Outline
- 區塊鏈簡史
- 拜占庭問題
- hash & Crypto
- 數位簽章
- 簡介橢圓曲線
- 區塊鏈細節
- ethereum / bitcoin
區塊鏈簡史
$$
- What is money
- Why need money
- How to define money
- Who can create money
區塊鏈是
- 自治
- 可追溯
- 數字貨幣
- 分散式賬本
- 分佈式的點對點(P2P)網路系統。
- 沒有中央服務器
- 所有節點共同維護帳本
- 透過挖礦來獲取比特幣。
比特幣是要解決什麼問題 ?
- 雙重支付 (雙花)
- 不可竄改
- 錢的真實性，非偽造 - 利用基於密碼學的數位簽章
- 以往中心化銀行的存在，容易遭受駭客攻擊
- 分佈式計算的難題 - 拜占庭將軍問題
- 2017/4/1: 日本宣布 bitcoin 為合法貨幣
- 2017/5/4: 1 BTC = 1,500 USD
- 2017/8/2: Bitcoin 硬分叉，Core / Cash
- 2017/7: Ethereum DOA 事件硬分叉，ETH / ETC
- 2017/9/2: 1 BTC = 5,000 USD
- 2017/9/15: 中國封殺 bitcoin，關閉所有中國交易所
- 2017/12/1: 1 BTC = 10,000 USD
中國將軍問題
- 在戰場上，有兩個將軍用通訊的方式，要討論該進攻還是撤退，訊息是透過信使傳遞，中皆有可能迷路、掉包、被假造，該如何約定一個協定，可以確保就算遇到這樣的問題，還是可以達成協定
拜占庭(將軍)問題
- 假設有一組將軍，各自統領著拜占庭軍隊的一部分，包圍了一個敵軍城市。將軍之間只能靠信使進行通訊。但為了攻占這個城市,他們必須就作戰計劃達成一致。 問題在於，一個或多個將軍已可能發生叛變,並試圖誤傳信息以破壞作戰計劃。
- 因此問題是：如何讓忠誠的將軍，達成行動一致性；以及，這支軍隊可存在多少已叛變的將軍而仍可正常地統一作戰？
拜占庭(將軍)問題
- 拜占庭問題之所以難解，在於任何時候系統中都可能存在多個提案
- 比特幣的區塊鍊網絡在設計時提出了創新的 PoW（Proof of Work） 算法思路。一個是限制一段時間內整個網絡中出現提案的個數（增加提案成本），另外一個是放寬對最終一致性確認的需求，約定好大家都確認並沿著已知最長的鏈進行拓寬。系統的最終確認是概率意義上的存在。這樣，即便有人試圖惡意破壞，也會付出很大的經濟代價（付出超過系統一半的算力）。
PoW
- 制一段時間內整個網絡中出現提案的個數（增加提案成本），另外一個是放寬對最終一致性確認的需求，約定好大家都確認並沿著已知最長的鏈進行拓寬。系統的最終確認是概率意義上的存在。這樣，即便有人試圖惡意破壞，也會付出很大的經濟代價（付出超過系統一半的算力）。
- 用經濟利益避免節點作惡
Hash & Crypto
hash function (雜湊)
- 單方向的 function (不可回推)
- hash 結果不同，原來的元素一定不同
- collision (碰撞)
- ex. mod 2, mod 10, mod 7
- 常見有：md5, sha-256, sha-512, sha-3, …
- 應用：checksum、MAC、hash table、資料壓縮
- http://temp.crypo.com/index.htm
密碼 (crypto)
- crypto != hash，要可以還原
- 對稱式加密
- 非對稱式加密
對稱式
- 加密與解密用同一把 key
- 速度比較快
- ex. 凱薩加密
非對稱式
- 加密與解密用不同把 key
- (RSA) 有任一把 key (p) 都無法推出另一把 key (q)
- (ECC) 公鑰無法推出私鑰
- 用一把 key (p) 可以，也只可以，由另一把 key (q) 解密
- 定一其中一個是 public key，送給全世界，另一個是 private key 自己保管
- ex. RSA, ECC
數位簽章
- public key 加密，private key 簽章
- 簽名時，文件與私鑰簽章一起送出
- 驗證時，用公鑰還原簽章，看看還原解果是否與文件相符合
橢圓曲線 ECC
- 公鑰 = 私鑰 * G
- G: 生成點，bitcoin 的生成點是固定的
- secp256k1 標準的橢圓曲線
- \(y^2=(x^3+7)\) over \(F_p\)
- \(y^2\mod p = (x^3+7)\mod p\)
- \(p = 2^{256}-2^{32}-2^9-2^8-2^7-2^6-2^4-1\)
- 無窮點對 (0)
- 加法定義\(P_1=P_2+P_3\)
- \(K=k*G\)
區塊鏈細節
私鑰、公鑰、地址、錢包
- 交易雙方、礦工 需要 (才能收錢啊 XDD)
- 錢包是內涵 私鑰、公鑰、地址 的應用程序 (非必要)
- Base58Check
挖礦是什麼 ?
- HASH(要存的value+要猜的nounce)，要符合條件
- 解決數學上的難題(SHA-256)，以太幣為 SHA-3
- 同時驗證交易
- 由系統給予挖礦者比特幣當作獎勵
- 動態調整難度
- 平均每10分鐘會有新的區塊出現 ，以太幣大約15秒
POW (Proof Of Work) 工作量證明
- 共識決演算法
- 非中本聰首創
- 決定區塊鍊產生分叉(fork)，要跟隨哪條鏈。
Transcation (Tx 交易)
- 分成輸入和輸出
- 每筆的輸入都是之前的輸出
- 可以有多個輸入和多個輸出。
- 通常輸入的總和會大於輸出，中間的差額為給礦工的手續費。
- 通常越高手續費的交易會越快被驗證
- 沒辦法退款 ，只可以進行反向交易
- 支出者用私鑰對輸入進行數位簽章
- 支出者用接受者的公鑰包裝輸出
Transcation Example
如何避免被竄改
- 每個區塊都會跟前一個區塊有關，行成一條鍊。
- 因此更改一個區塊，之後的區塊也要跟著修改
- 交易被收入區塊，過了60分鐘通常就會認為已經無法竄改，即6個區塊的時間。
交易竄改和深度的關係
越深的區塊越難竄改
如果改277316 ， 277317 和277318 都要有對應的修改。
隱密性
每筆的交易都是公開，且網路上有多份相同的帳本，這樣何來的隱密性呢?
- 一個人可以持有多個公開地址。
- 只要別把錢換成現實貨幣，沒人可以知道這個地址是誰所擁有的。
- 因此近年勒索軟體又開始復甦，也是因為比特幣(或模仿幣)。
區塊鏈的更多應用
- bitcoin script
- ethereum smart contract
- ICO
- telegram / Steemit
- 詐欺 (X
- …
挖礦
需要
- 挖況軟體 (nicehash, geth, xmr-stack, RDD)
- 地址
- 硬體 (PC, 顯卡, cpu)
節點
資訊
- BLOCKCHAIN
- Etherscan
- XXX explorer
參考資料
- wiki
- mastering in bitcoin
- Merkle Tree
- 比特币开发者指南
- 区块链技术指南
- 區塊鏈開發指南
- 理解區塊鏈，不能不知道密碼學
- 區塊鏈如何運作
- 國網中心 葉羅堯 博士
- 其他資源
區塊鏈入門 https://hackmd.io/p/ryBUHHXff#/
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