自己做一些讓自己讀得懂的筆記

1.Bitcoin History

In 2008, a person under the pseudonym Satoshi Nakamoto published a paper Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. Bitcoin software was released in January 2009 and the mining of the Bitcoin cryptocurrentcy officially started. The genesis block included the
“The Times” headline: “Chancellor on brink of second bailout for banks”. The article was about the state of the British financial system following the 2007–2008 financial crisis, and many believe that this is a hint to the purpose of Bitcoin: to create a more stable financial system. Satoshi Nakamoto vanished from the digital space shortly after releasing the code
for Bitcoin, and it is unknown who this person (or possibly a group of people) is. The first known commercial transaction using bitcoin happened in 2010 - two pizzas were bought for 10000 bitcoin.

直接引用了一下教材，簡單的解釋就是：
比特幣是一種加密貨幣，是一種數(shù)字資產(chǎn)，使用密碼學(xué)來控制其創(chuàng)建和管理，而不是依靠中央機(jī)關(guān)。所以它具有去中心化。"比特幣 "一詞是在2008年10月31日發(fā)表的一份白皮書中定義的。
創(chuàng)立比特幣的原因是為了創(chuàng)造一種不受政府或金融機(jī)構(gòu)控制的數(shù)字貨幣。比特幣被設(shè)計(jì)成一種點(diǎn)對點(diǎn)的貨幣，意味著它可以直接從一個用戶發(fā)送到另一個用戶，而不需要第三方中介。

1.1 一個關(guān)于bitcoin的時間線

• 2008: Satoshi Nakamoto publishes the Bitcoin white paper.
• 2009: The first Bitcoin block is mined.
• 2010: The first known commercial transaction using Bitcoin takes place.
• 2011: The Bitcoin price reaches $1 for the first time.
• 2013: The Bitcoin price reaches $1,000 for the first time.
• 2017: The Bitcoin price reaches $20,000 for the first time.
• 2018: The Bitcoin price crashes to $3,000.
• 2021: The Bitcoin price reaches $65,000 for the first time.

關(guān)于區(qū)塊鏈要讀的一些文獻(xiàn)這里給個傳送門：http://t.csdn.cn/5F64K
（后續(xù)如果我看了我也會做筆記寫出來的）

關(guān)于區(qū)塊鏈的學(xué)習(xí)
這里推薦b站肖臻老師的《區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用》，下面是他講的有關(guān)密碼學(xué)方面的筆記，后面應(yīng)該也會挑著密碼學(xué)的部分做筆記

2. Crytography of the Blockchain

bitcoin is a crypto-currency（比特幣是一種加密貨幣），但是其實(shí)區(qū)塊鏈（blockchain) 上所有的數(shù)據(jù)都是公開的，轉(zhuǎn)賬的金額都是公開的。
區(qū)塊鏈密碼學(xué)知識上涉及的一個是哈希函數(shù)，另外一個是簽名。

2.1 the Hash function

2.1.1 collision resistance

其他的說法是collision free不過他不是很喜歡

if x ! =y
then H(x) = H(y)

哈希碰撞是客觀存在的，不能人為的去制造哈希碰撞，沒有高效的方法
暴力遍歷尋找，但是這種方法也不實(shí)際，考慮到輸入空間比較大的情況
（brute-force)

用來對信息求摘要 (message->digest)
H(m) 用來檢測對m的篡改

MD5( 淘汰，因?yàn)橐呀?jīng)知道如何人為制造哈希碰撞）

2.1.2 Hiding

哈希函數(shù)是單向不可逆的
由前得到后，得到后推不到前
前提條件是：輸入空間要足夠大，分布要比較均勻
x -> H(x)

digital commitment / digital equivalent of a sealed envelope(數(shù)字等效的密封信封）

兩個特性collision resistance 和 hiding 來實(shí)現(xiàn)
預(yù)測結(jié)果不能提前公開
可以把預(yù)測結(jié)果作為輸入，算出一個哈希值
可以公布出哈希值，作為sealed envelope，第二天收盤之后在公布結(jié)果
但是這樣輸入的結(jié)果很有限，容易預(yù)測出結(jié)果，股票就那么點(diǎn)

常用的方法是輸入后面拼接一個隨機(jī)數(shù)，之后再一起取哈希
這里引入了nonce（在挖礦miner 后面也會出現(xiàn)）
H(x|| nonce) 保證了輸入足夠隨機(jī)，分布均勻

2.1.3 puzzle friendly

哈希值的計(jì)算，事先是不可預(yù)測的，不能猜測出結(jié)果，如果你希望你的哈希值的落在某個范圍內(nèi)，只能一個一個輸入去試。
比如你可以嘗試得到下面這個proof:
前面20位都是0 （總共是256位）
H（x) -> 000000000（20個零）XXXXXX
(其實(shí)已經(jīng)有點(diǎn)挖礦的概念了）
miner‘s task is to find a nonce
nonce 是你可以尋找的隨機(jī)數(shù)，通過改變它進(jìn)行哈希得到你想要的結(jié)果

比特幣是區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈就是一個一個區(qū)塊（block)組成的鏈表（chain）,每個區(qū)塊有一個塊頭（block header),塊頭里面有很多域（domain)
其實(shí)后面會知道的就是 (XX|| XX|| nonce)

挖礦的目的就是對這個塊頭求哈希，使得整個
H(block header)<= target‘s space
在目標(biāo)的范圍內(nèi)，其實(shí)也就是proof of work,是你工作量的證明

概念在這里：

Proof of Work (PoW) is a consensus mechanism used in blockchain networks, including Bitcoin. It is a computational puzzle that requires a significant amount of computational power to solve. The purpose of PoW is to ensure the security and integrity of the network by making it difficult and resource-intensive for malicious actors to manipulate the blockchain.
In PoW, miners compete to solve a complex mathematical problem, typically a cryptographic hash function, by repeatedly hashing different inputs until they find a solution that meets certain criteria. This solution is known as the "proof" and serves as evidence that the miner has expended a significant amount of computational effort.

第一段是proof of work的概念，第二段是礦工們的工作以及通過這個指標(biāo)來進(jìn)行工作量的證明。

“difficult to solve, but easy to verify”
雖然找到一個合適的nonce需要很大的工作量，但是一旦找到之后發(fā)布（broadcast）出去，其他人要驗(yàn)證（validate its valid)是不是符合要求是很容易的，只需要算一次哈希值來判斷。

比特幣中用的哈希函數(shù)叫做 SHA-256 (secure hash algorithm)

2.2 Signature

因?yàn)楸忍貛攀侨ブ行幕模鼪]有第三方進(jìn)行管理，是P2P結(jié)構(gòu)，所以在比特幣中如果你要注冊，就只需要個人開戶，創(chuàng)立公鑰和私鑰一對
（public key and private key)
這就代表了一個賬戶，比特幣的信息
Bitcoin： local generate public(address) privacy(password)

• 不理解的自己可以去了解非對稱加密算法（加密用的是公鑰，解密用的是私鑰（但是這樣不能保證identification 身份認(rèn)證)）

比特幣是反過來，先用私鑰進(jìn)行簽名 verifiied key，驗(yàn)證簽名用的是這個人的公鑰，因?yàn)槲乙靼椎氖沁@個人給我轉(zhuǎn)錢

• 公私鑰對產(chǎn)生的相同怎么辦？
  實(shí)際當(dāng)中不可行，位數(shù)為256，為什么要做這種暴力拆解的事情
  他說比地球爆炸的概率還要小。

前提是有一個好的隨機(jī)源
a good source of randomness

每一次簽名都需要好的隨機(jī)源，防止泄露私鑰文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-615641.html

到了這里，關(guān)于區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)筆記（一）——比特幣概念以及密碼學(xué)相關(guān)的知識的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！