When we talk about BlockChain, what are we talking about

BlockChain what is the next generation of Internet-the value of Internet will help small companies or individuals to develop well against big or central platforms.

$B = BlockChain

1. 前言

1.1. 有关区块链的三个观点

工具论:$B是一种多项技术的精巧集成,通过应用创新,解决信息交流的互信与溯源;
价值论:$B使信息互联网升级为价值互联网
时空论:区块链是新一代信任机制创造者,改变生产关系,进而释放生产力促进社会发展

为什么互联网上到处都是广告？因为仍然没有针对内容的小额支付。

区块链/Web3/Crypto是互联网的后半部分。它在非受信的网络上建立信任分层，当你把信任放在最上层的时候，你就可以把你无法拉到网上的所有其他经济活动都拉到网上。— 马克安德森

1.2. $B相关概念

1.2.1. $B定义

区块链技术指的是由原本没有关系的各方共同记录和维护分布式数据库的技术。通常其具有以下特点：

分布式：实现各个主体间点对点的信息传输，不依赖某个中心机构或者第三方
安全性：不依赖具体节点的工作，不会因为具体节点的故障导致功能不可用
可共享：天然共同持有一份可信的数据账本，且透明共享
不可篡改：通过加密算法以及数据的全网传输和同步，保证数据的完成性、可验证性
智能化：可以自动执行区块链中的逻辑
隐私性：在链上只有公钥和私钥是被认可的

1.2.1.1. 交易

交易不一定代表着金钱的转换，可抽象如下：

{
    from: from_addr,
    to: to_addr,
    amount: amount, # 仅公链有效，对计算资源的消耗量
  gas: gas, # 手续费
  op: operation # 附带的操作,如在区块链数据库里存储一个值或在区块链上进行某些计算，这时区块链是一台「分布式计算机」。
}

1.2.1.2. 有无Token

基于共识机制不同,分为两种链,即公链的POW/POS的共识机制以及联盟链的拜占庭或流言算法这一类的共识机制。联盟链面向指定群体，大多没Token，上链积极性无法激发，社区做不起来；公链面向所有人,无需许可,用户匿名,有Token，关于币的方面很活跃，真正与实体经济相联系的应用却很少。尽管公有链的认可度和使用人数都大于联盟链，但监管以及业务要求不能单纯用公链。联盟链与公链的结合可能是大趋势,不管是联盟链over公链还是公链over联盟链,可能都需要业务参与方储存单独链,联盟链的共识信息再交互到公链,,和主链之间形成协同,帮助业务的落地。¹

1.2.1.3. 有无合约

以太坊相比比特币区块链增强了可编程性,并且增加了智能合约的部署能力.

1.2.2. $B分层架构

Layered structure of the blockchain architecture²

精通比特币

https://www.8btc.com/books/261/master_bitcoin/_book/qian_yan.html

2. 技术

2.1. 常见非对称加密算法

RSA，DSA，ECDSA，EdDSA和Ed25519都用于数字签名，但只有RSA也可以用于加密。

RSA（Rivest–Shamir–Adleman）是最早的公钥密码系统之一，被广泛用于安全数据传输。它的安全性取决于整数分解，因此永远不需要安全的RNG（随机数生成器）。与DSA相比，RSA的签名验证速度更快，但生成速度较慢。
DSA（数字签名算法）是用于数字签名的联邦信息处理标准。它的安全性取决于离散的对数问题。与RSA相比，DSA的签名生成速度更快，但验证速度较慢。如果使用错误的数字生成器，可能会破坏安全性。
ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）是DSA（数字签名算法）的椭圆曲线实现。椭圆曲线密码术能够以较小的密钥提供与RSA相对相同的安全级别。它还具有DSA对不良RNG敏感的缺点。
EdDSA（爱德华兹曲线数字签名算法）是一种使用基于扭曲爱德华兹曲线的Schnorr签名变体的数字签名方案。签名创建在EdDSA中是确定性的，其安全性是基于某些离散对数问题的难处理性，因此它比DSA和ECDSA更安全，后者要求每个签名都具有高质量的随机性。
Ed25519是EdDSA签名方案，但经过优化比DSA，ECDSA和EdDSA 提供更好的安全性，并且具有更好的性能。

2.2. RSA原理

RSA加密算法重点是找到了3个数encryption_key 、decryption_key 、encryption_key_n 满足以下性质³：

// 目标：传递数字message
// 1. message使用 encryption_key 和 n_encryption 加密
long cipher =  (long)pow(message,encryption_key) % encryption_key_n;
// 2. 只有持有 decryption_key 才能对cipher解密
long result = (long)pow(cipher,decryption_key) % encryption_key_n;
// 那么result就是原有要传递的数字
isTrue(result == message)

其中，encryption_key 和encryption_key_n为公钥，decryption_key为私钥。所以这个性质也可以简单表述成原文的公钥次方的余数，再私钥次方的余数等于它本身。RSA重点就是利用了这3个数进行加密解密。

那这3个数怎么找到的呢？它们源于对数学基本定理的推导—欧拉证明了对于任意两个素数p,q有如下定理： $p o w (m ess a g e, (p - 1) * (q - 1)) % (p * q) = 1$

名字分别为R，S，A开头的三位教授对等式作如下变换：令 $ϕ = (p - 1) * (q - 1), e n cry pt i o n_k e y_{n} = p * q$

,则有 $p o w (m ess a g e, ϕ) % e n cry pt i o n_k e y_{n} = 1$

先对等式两边取任意正整数k次方，有 $p o w (m ess a g e, k * ϕ) % e n cry pt i o n_k e y_{n} = 1$

再对等式两边乘以message，有 $p o w (m ess a g e, (k * φ + 1)) % e n cry pt i o n_k e y_{n} = m ess a g e$

这时候如果将k * φ + 1 拆成两个数的乘积，即求解 $e n cry pt i o n_{k} ey * d ecry pt i o n_k ey = k * φ + 1$

使得 $p o w (m ess a g e, (e n cry pt i o n_k ey * d ecry pt i o n_k ey)) % e n cry pt i o n_k ey_n = m ess a g e$

即 $p o w (p o w (m ess a g e, e n cry pt i o n_k ey), d ecry pt i o n_k ey) % e n cry pt i o n_k ey_n = m ess a g e$

即 $p o w (p o w (m ess a g e, e n cry pt i o n_k ey) % e n cry pt i o n_k ey_n, d ecry pt i o n_k ey) % e n cry pt i o n_k ey_n = m ess a g e$

令 $l o n g c i p h er = (l o n g) p o w (m ess a g e, e n cry pt i o n_k ey) % e n cry pt i o n_k ey_n$

有 $p o w (c i p h er, d ecry pt i o n_k ey) % e n cry pt i o n_k ey_n = m ess a g e$

这样我们就找到了三个数encryption_key 、decryption_key 、encryption_key_n 满足开始说的以下性质

// 目标：传递数字message
// 1. message使用 encryption_key 和 n_encryption 加密
long cipher =  (long)pow(message,encryption_key) % encryption_key_n;
// 2. 只有持有 decryption_key 才能对cipher解密
long result = (long)pow(cipher,decryption_key) % encryption_key_n;
// 那么result就是原有要传递的数字
isTrue(result == message)

又因为任意的p,q都满足以上性质，所以 encryption_key 和 decryption_key，encryption_key_n 这样满足条件的密钥对有无数对。

2.3. 椭圆曲线加密算法ECDSA

ECDSA 是比特币账户选择的加密算法。其选取比特币私钥本质上是生成一个随机数k⁴。比特币的公钥（K）则是 Secp256k1定义的椭圆曲线上的一个点,并且满足K=k⋅G的关系,k是私钥,G 为椭圆曲线公开的的一个固定点。椭圆曲线加密算法保证了计算过程单向不可逆，能轻而易举的从私钥计算出其对应的公钥，反过来则无法实现。⁵ 关于这个不可逆运算的过程有人给了很好的比喻:就像在一间都是镜子的房子里，一束光从G点折射了k次到达K点，知道k是容易找到K的，但是只告诉G和K是只能暴力找到k的，而这个暴力的时间和算力都是不可承受的⁶。

那我们得到了私钥和公钥后怎么加密呢？假设需要加密的数字信息是Message，加密时我们再引入一个随机数r,和公钥K和G一起，我们可以将信息加密为 $r G 、 M ess a g e + rK$ 两部分传递。因为K=k⋅G，所以信息就等价于： $r G 、 M ess a g e + r * k \cdot G$ 我们要保证的是，除了拥有私钥的任何人拿到上述信息都不能解开原有的Message. 对于有私钥的人拿到上述信息，通过对第一个数rG和私钥k做椭圆曲线运算得到r*k⋅G,再通过简单的加减运算即可得到Message。这一过程也不需要知道r是多少。而对于没有私钥k的人来说，上述信息对他来说只是两个没有关系的随机数。

3. 可以看到的应用场景

3.1. 国内产品

京东智臻链
腾讯云区块链 TBaas
蚂蚁联盟链
微众 FISCO BCOS

3.2. 发展趋势

分布式金融系统Defi
- (跨领域)转账快捷,低手续费
- 资产证券化**:对一个产权无限分割并确权，价值就可以无限大**
去中心化DApp领域: ○ 维基百科因为原本就有分布式数据库/版本控制和时间戳,挪到Everpedia后,然后使用区块链的运营理念,包括发币激励和数据保护 ○ 勇敢浏览器 ○ Tor技术-洋葱浏览器 ○ 磁力链接 Bit Torrent
Big Development ○ 不可篡改的地契 ○ 代替Airbnb,Uber的平台 ○ privacy的保护 ○ 知识产权的保护
Digital Gold 　　非法币自有非法币的价值

🪴 晓灰

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1. 前言

1.1. 有关区块链的三个观点

1.2. $B相关概念

1.2.1. $B定义

1.2.1.1. 交易

1.2.1.2. 有无Token

1.2.1.3. 有无合约

1.2.2. $B分层架构

精通比特币

2. 技术

2.1. 常见非对称加密算法

2.2. RSA原理

2.3. 椭圆曲线加密算法ECDSA

3. 可以看到的应用场景

3.1. 国内产品

3.2. 发展趋势

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1.1. 有关区块链的三个观点

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1.2.1.1. 交易

1.2.1.2. 有无Token

1.2.1.3. 有无合约

1.2.2. $B分层架构

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2.2. RSA原理

2.3. 椭圆曲线加密算法ECDSA

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3.2. 发展趋势

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