区块链6大算法 区块链加密算法有哪些

一、区块链技术的六大核心算法

区块链技术的六大核心算法

区块链核心算法一：拜占庭协定

拜占庭的故事大概是这么说的：拜占庭帝国拥有巨大的财富，周围10个邻邦垂诞已久，但拜占庭高墙耸立，固若金汤，没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个邻邦入侵的都会失败，同时也有可能自身被其他9个邻邦入侵。拜占庭帝国防御能力如此之强，至少要有十个邻邦中的一半以上同时进攻，才有可能攻破。然而，如果其中的一个或者几个邻邦本身答应好一起进攻，但实际过程出现背叛，那么入侵者可能都会被歼灭。于是每一方都小心行事，不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军问题。

在这个分布式网络里：每个将军都有一份实时与其他将军同步的消息账本。账本里有每个将军的签名都是可以验证身份的。如果有哪些消息不一致，可以知道消息不一致的是哪些将军。尽管有消息不一致的，只要超过半数同意进攻，少数服从多数，共识达成。

由此，在一个分布式的系统中，尽管有坏人，坏人可以做任意事情(不受protocol限制)，比如不响应、发送错误信息、对不同节点发送不同决定、不同错误节点联合起来干坏事等等。但是，只要大多数人是好人，就完全有可能去中心化地实现共识

区块链核心算法二：非对称加密技术

在上述拜占庭协定中，如果10个将军中的几个同时发起消息，势必会造成系统的混乱，造成各说各的攻击时间方案，行动难以一致。谁都可以发起进攻的信息，但由谁来发出呢?其实这只要加入一个成本就可以了，即：一段时间内只有一个节点可以传播信息。当某个节点发出统一进攻的消息后，各个节点收到发起者的消息必须签名盖章，确认各自的身份。

在如今看来，非对称加密技术完全可以解决这个签名问题。非对称加密算法的加密和解密使用不同的两个密钥.这两个密钥就是我们经常听到的”公钥”和”私钥”。公钥和私钥一般成对出现,如果消息使用公钥加密,那么需要该公钥对应的私钥才能解密;同样，如果消息使用私钥加密,那么需要该私钥对应的公钥才能解密。

区块链核心算法三：容错问题

我们假设在此网络中，消息可能会丢失、损坏、延迟、重复发送，并且接受的顺序与发送的顺序不一致。此外，节点的行为可以是任意的：可以随时加入、退出网络，可以丢弃消息、伪造消息、停止工作等，还可能发生各种人为或非人为的故障。我们的算法对由共识节点组成的共识系统，提供的容错能力，这种容错能力同时包含安全性和可用性，并适用于任何网络环境。

区块链核心算法四：Paxos算法(一致性算法)

Paxos算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是，在一个分布式数据库系统中，如果各节点的初始状态一致，每个节点都执行相同的操作序列，那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列，需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。一个通用的一致性算法可以应用在许多场景中，是分布式计算中的重要问题。节点通信存在两种模型：共享内存和消息传递。Paxos算法就是一种基于消息传递模型的一致性算法。

区块链核心算法五：共识机制

区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。拿比特币来说，其实从技术角度来看可以把PoW看做重复使用的Hashcash，生成工作量证明在概率上来说是一个随机的过程。开采新的机密货币，生成区块时，必须得到所有参与者的同意，那矿工必须得到区块中所有数据的PoW工作证明。与此同时矿工还要时时观察调整这项工作的难度，因为对网络要求是平均每10分钟生成一个区块。

区块链核心算法六：分布式存储

分布式存储是一种数据存储技术，通过网络使用每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在网络中的各个角落。所以，分布式存储技术并不是每台电脑都存放完整的数据，而是把数据切割后存放在不同的电脑里。就像存放100个鸡蛋，不是放在同一个篮子里，而是分开放在不同的地方，加起来的总和是100个。

二、区块链的公链有多少,区块链有几大公链

全球主网上线的公链有多少个全球有1059个区块链公链属于合作的国家区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链本质上是一个去中心化的数据库。国家是政治地理学名词。

NO.以太坊（ETH）NO.小蚁（NEO）NO.量子（QTUM）NO.EOSNO.夸克(QKI)。

目前已经有不下20条公有链项目，特别是近期大红大紫的EOS已启动主网上线程序，更是将公链之争推升到一个新的高度。但无论从技术上还是从资源整合上，开发一条性能强大并迅速聚集成生态，难度依然很大。

LCC数字链：2017年11月上线相对于其他的两个公链，不管是上涨幅度还是市值，都有巨大的成长空间，看好LCC还有以下几点：数字链采用纯正的POW机制，比pos更公平更机械更去中心。

区块链有公有区块链、联合（行业）区块链、私有区块链。公链有点对点电子现金系统：比特币、智能合约和去中心化应用平台：以太坊。区块链为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

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---导读我们知道企业有三大支柱职能：研发（产品管理）设计个好产品，营销（需求管理）卖个好价钱，供应链（供应管理）以合适的成本和速度生产出来、配送出去。

国内有名的区块链公链有哪些?国内还是有很多实实在在做区块链技术的企业，比如趣链科技、万象区块链、能链集团、复杂美科技、星河区块链、纸贵科技、医链集团，都是行业内比较知名且做技术不错的一些企业。互联网巨头基本都有区块链版块。

国内的大型区块链公司有新晨科技、银江股份、文化长城、广电运通、恒生电子等。新晨科技公司现主营是应用软件开发业务、软硬件系统集成业务和专业技术服务业务。

国内有3大公链：NEO小蚁、Qtum量子链、LCC数字链。NEO小蚁：NEO小蚁成立于2014年，2015年6月在github开源。

区块链上市公司有壹桥股份(002447)、易见股份(600093)、四方精创(300468)、飞天诚信(300386)、新国都(300130)等。壹桥股份(002447)全资子公司壕鑫互联推出了竞斗云，是第一家将区块链技术运用到游戏领域的公司。

公有区块链（PublicBlockChains）又称公有公有链是区块链之中每一个节点是公开的，每个人都能够参与区块链的测算，并且每个人能够通过免费下载取得详细的区块链信息，也称区块链账簿。

目前国内公链有多少?全球主网上线的公链有1059个。根据查询相关公开信息显示，全球主有1059个区块链公链，公链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

区块链有公有区块链、联合（行业）区块链、私有区块链。公链有点对点电子现金系统：比特币、智能合约和去中心化应用平台：以太坊。

目前区块链行业中主要有三大系统类型：公有区块链、联合区块链、私有区块链。

年的时候，“比特币中国”的比特币开盘价格为35641元，今年3月份，比特币突破60000美元。

目前来说国内比较靠谱的区块链公链有哪些?国内还是有很多实实在在做区块链技术的企业，比如趣链科技、万象区块链、能链集团、复杂美科技、星河区块链、纸贵科技、医链集团，都是行业内比较知名且做技术不错的一些企业。互联网巨头基本都有区块链版块。

比较知名的是比原链、Ulord（项目在国外，但技术方提供是在国内公司湖南天河国云有限公司）、量子链、小蚁NEO、公信宝等。

以联盟链为主的区块链技术服务的公司，基本都是符合法律规定的。主要包括有腾讯区块链、百度超级链、京东区块链、蚂蚁区块链、上海万向区块链股份公司、杭州趣链科技有限公司等等。

区块链上市公司有壹桥股份(002447)、易见股份(600093)、四方精创(300468)、飞天诚信(300386)、新国都(300130)等。壹桥股份(002447)全资子公司壕鑫互联推出了竞斗云，是第一家将区块链技术运用到游戏领域的公司。

国内有3大公链：NEO小蚁、Qtum量子链、LCC数字链。NEO小蚁：NEO小蚁成立于2014年，2015年6月在github开源。

三、区块链的故事 - 9 - RSA 算法

RSA

迪菲与赫尔曼完美地解决了密钥分发的难题，从此，交换密钥就很简单了，爱丽丝与鲍勃完全可以可以在村头大喇叭里喊话，就能够交换出一个密钥。但加密的方式，依然是对称加密的。

DH协议交换密钥虽然方便，但依然有一些不尽人意的麻烦处，爱丽丝还是要与鲍勃对着嚷嚷半天，二人才能生成密钥。当爱丽丝想要交换密钥的时候，若是鲍勃正在睡觉，那爱丽丝的情书，还是送不出去。

迪菲与赫尔曼在他们的论文中，为未来的加密方法指出了方向。通过单向函数，设计出非对称加密，才是终极解决方案。所谓非对称加密，就是一把钥匙用来合上锁，另一把钥匙用来开锁，两把钥匙不同。锁死的钥匙，不能开锁。开锁的钥匙，不能合锁。

麻省理工的三位科学家，他们是罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman），他们读了迪菲与赫尔曼的论文，深感兴趣，便开始研究。迪菲与赫尔曼未能搞定的算法，自他们三人之手，诞生了。

2002年，这三位大师因为 RSA的发明，获得了图灵奖。但不要以为 RSA就是他们的全部，这三位是真正的大师，每一位的学术生涯都是硕果累累。让我们用仰视的目光探索大师们的高度。

李维斯特还发明了 RC2, RC4, RC 5, RC 6算法，以及著名的 MD2, MD3, MD4, MD5算法。他还写了一本书，叫《算法导论》，程序员们都曾经在这本书上磨损了无数的脑细胞。

萨莫尔发明了 Feige-Fiat-Shamir认证协议，还发现了微分密码分析法。

阿德曼则更加传奇，他开创了 DNA计算学说，用 DNA计算机解决了“旅行推销员”问题。他的学生 Cohen发明了计算机病毒，所以他算是计算机病毒的爷爷了。他还是爱滋病免疫学大师级专家，在数学、计算机科学、分子生物学、爱滋病研究等每一个方面都作出的卓越贡献。

1976年，这三位都在麻省理工的计算机科学实验室工作，他们构成的小组堪称完美。李维斯特和萨莫尔两位是计算机学家，他们俩不断提出新的思路来，而阿德曼是极其高明的数学家，总能给李维斯特和萨莫尔挑出毛病来。

一年过后，1977年，李维斯特在一次聚会后，躺在沙发上醒酒，他辗转反侧，无法入睡。在半睡半醒、将吐未吐之间，突然一道闪电在脑中劈下，他找到了方法。一整夜时间，他就写出了论文来。次晨，他把论文交给阿德曼，阿德曼这次再也找不到错误来了。

在论文的名字上，这三位还着实君子谦让了一番。李维斯特将其命名为 Adleman-Rivest-Shamir，而伟大的阿德曼则要求将自己的名字去掉，因为这是李维斯特的发明。最终争议的结果是，阿德曼名字列在第三，于是这个算法成了 RSA。

RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开，用作加密密钥。

例如，选择两个质数，一个是 17159，另一个是 10247，则两数乘积为 175828273。乘积 175828273就是加密公钥，而（17159，10247）则是解密的私钥。

公钥 175828273人人都可获取，但若要破解密文，则需要将 175828273分解出 17159和 10247，这是非常困难的。

1977年 RSA公布的时候，数学家、科普作家马丁加德纳在《科学美国人》杂志上公布了一个公钥：

114 381 625 757 888 867 669 235 779 976 146 612 010 218 296 721 242 362 562 842 935 706 935 245 733 897 830 597 123 563 958 705 058 989 075 147 599 290 026 879 543 541

马丁悬赏读者对这个公钥进行破解。漫长的 17年后，1994年 4月 26日，一个 600人组成的爱好者小组才宣称找到了私钥。私钥是：

p：3 490 529 510 847 650 949 147 849 619 903 898 133 417 764 638 493 387 843 990 820 577

q：32 769 132 993 266 709 549 961 988 190 834 461 413 177 642 967 992 942 539 798 288 533

这个耗时 17年的破解，针对的只是 129位的公钥，今天 RSA已经使用 2048位的公钥，这几乎要用上全世界计算机的算力，并耗费上几十亿年才能破解。

RSA的安全性依赖于大数分解，但其破解难度是否等同于大数分解，则一直未能得到理论上的证明，因为未曾证明过破解 RSA就一定需要作大数分解。

RSA依然存在弱点，由于进行的都是大数计算，使得 RSA最快的情况也比普通的对称加密慢上多倍，无论是软件还是硬件实现。速度一直是 RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。

RSA还有一个弱点，这个在下文中还会提及。

在密码学上，美国的学者们忙的不亦乐乎，成果一个接一个。但老牌帝国英国在密码学上，也并不是全无建树，毕竟那是图灵的故乡，是图灵带领密码学者们在布莱切里公园战胜德国英格玛加密机的国度。

英国人也发明了 RSA，只是被埋没了。

60年代，英国军方也在为密码分发问题感到苦恼。1969年，密码学家詹姆斯埃利斯正在为军方工作，他接到了这个密钥分发的课题。他想到了一个主意，用单向函数实现非对称加密，但是他找不到这个函数。政府通讯总部的很多天才们，加入进来，一起寻找单向函数。但三年过去了，这些聪明的脑袋，并没有什么收获，大家都有些沮丧，这样一个单项函数，是否存在？

往往这个时候，就需要初生牛犊来救场了。科克斯就是一头勇猛的牛犊，他是位年轻的数学家，非常纯粹，立志献身缪斯女神的那种。虽然年轻，但他有一个巨大优势，当时他对此单向函数难题一无所知，压根儿不知道老师们三年来一无所获。于是懵懵懂懂的闯进了地雷阵。

面对如此凶险的地雷阵，科克斯近乎一跃而过。只用了半个小时，就解决了这个问题，然后他下班回家了，并没有把这个太当回事，领导交代的一个工作而已，无非端茶倒水扫地解数学题，早点干完，回家路上还能买到新出炉的面包。他完全不知道自己创造了历史。科克斯是如此纯粹的数学家，后来他听闻同事们送上的赞誉，还对此感到有些不好意思。在他眼里，数学应该如哈代所说，是无用的学问，而他用数学解决了具体的问题，这是令人羞愧的。

可惜的是，科克斯的发明太早了，当时的计算机算力太弱，并不能实现非对称的加解密。所以，军方没有应用非对称加密算法。詹姆斯与科克斯把非对称加密的理论发展到完善，但是他们不能说出去，军方要求所有的工作内容都必须保密，他们甚至不能申请专利。

军方虽然对工作成果的保密要求非常严格，但对工作成果本身却不很在意。后来，英国通讯总部发现了美国人的 RSA算法，觉得好棒棒哦。他们压根就忘记了詹姆斯与科克斯的 RSA。通讯总部赞叹之余，扒拉了一下自己的知识库，才发现自己的员工科克斯早已发明了 RSA类似的算法。官僚机构真是人类的好朋友，总能给人们制造各种笑料，虽然其本意是要制造威权的。

科克斯对此并不介怀，他甚至是这样说的：“埋没就埋没吧，我又不想当网红，要粉丝干嘛？那些粉丝能吃？”原话不是这样的，但表达的意思基本如此。

迪菲在 1982年专程去英国见詹姆斯，两人惺惺相惜，真是英雄相见恨晚。可惜詹姆斯依然不能透漏他们对 RSA的研究，他只告诉了迪菲：“你们做的比我们要好。”全球各国的科学家们，可以比出谁更好，但全球各国的官僚们，却很难比出谁更颟顸，他们不分高下。

区块链的故事- 1

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