比特幣全部權及隱私問題-非對稱加密應用

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比特幣系統是如何肯定某個帳戶的比特幣是屬於誰的？誰能夠支付這個帳戶比特幣？ 若是你對這個問題還不是很明白，那就一塊兒來看看吧。

銀行系統

咱們先來回顧下現實的銀行系統：

1. 首先咱們須要把咱們的我的信息（如身份證）給銀行，銀行給咱們開立相對應的帳戶，銀行在開戶的時候確立了對帳戶的全部權。
2. 進行支付的時候，銀行對交易雙方完成轉帳（銀行在開戶的時候已經知道咱們對應的帳戶）。

同時銀行會對帳戶信息進行保密（這點其實不能保證）。

匿名帳本

那麼比特幣如何在沒有第三方銀行的參與下，在確保隱私的同時如何肯定帳戶全部權的呢？

實際上比特幣的帳戶是用地址來表示，帳本上不顯示我的信息，轉帳是把比特幣從一個地址轉移到另外一個地址。 轉帳記錄如這樣：

{
    "付款地址"："2A39CBa2390FDe"
    "收款地址"："AAC9CBa239aFcc"
    "金額"："0.2btc"
}

接下來問題就變爲了 誰有權用某個地址進行付款。

支付和全部權 實際是同一個問題，若是此比特幣只有我能夠用來支付，那麼說明我擁有全部權

地址與私鑰

比特幣的解決方案是，誰擁有某個地址的私鑰(若是徹底沒有加密概念的人，能夠簡單的把私鑰看成密碼)，誰就能用這個地址進行支付。（因此私鑰必定保管好，若是私鑰泄漏，比特幣就可能丟失）

比特幣地址和私鑰是一個非對稱的關係，私鑰通過一系列運算（其中有兩次Hash）以後，能夠獲得地址, 可是沒法從地址反推獲得私鑰。

地址： 2A39CBa2390FDe
私鑰： sdgHsdniNIhdsgaKIhkgnakgaihNKHIskdgal

Hash(Hash(fun(sdgHsdniNIhdsgaKIhkgnakgaihNKHIskdgal)))  -> 2A39CBa2390FDe

銀行系統銀行帳號和密碼是徹底獨立的，沒法互相推導，轉出時須要同時驗證帳號和密碼

仍是上面交易的例子：

{
    "付款地址"："2A39CBa2390FDe",
    "收款地址"："AAC9CBa239aFcc",
    "金額"："0.2btc"
}

只有擁有地址2A39CBa2390FDe的私鑰才能進行支付。

非對稱加密技術

這個時候問題就變爲了，如何證實你擁有某個地址的私鑰（在不泄漏私鑰的狀況下）。

對交易信息進行簽名

實際在簽名以前，會先對交易信息進行Hash運算獲得摘要信息，而後對摘要信息進行簽名。過程大概是這樣： 1.對交易進行hash， 獲得一個摘要信息（Hash值）

hash('
    {"付款地址"："2A39CBa2390FDe",
    "收款地址"："AAC9CBa239aFcc",
    "金額"："0.2btc"
    }') -> 8aDB23CDEA6

2.用私鑰對交易摘要進行簽名（付款方在安全的環境下進行，以免私鑰泄密）, 用代碼表示大概是這樣。

#參數1爲交易摘要
#參數2爲私鑰
#返回簽名信息
sign("8aDB23CDEA6", "J78sknJhidhLIqdngalket") -> "3cdferdadgadg"

廣播

在簽名運算以後，付款節點就開始在全網進行廣播：我支付了0.2btc到AAC9CBa239aFcc,簽名信息是3cdferdadgadg，大家來確認一下吧。

廣播過程其實是發信息到相連的其它節點，其它節點在驗證經過後再轉發到與之相連的節點，這樣的擴散過程。

廣播的信息包含了交易原始信息和簽名信息

驗證

其它節點在收到廣播信息以後，會驗證簽名信息是否是付款方用私鑰對交易原始信息簽名產生的，若是驗證經過說明確實是付款方本人發出的交易，說明交易有效，纔會記錄到帳本中去。 （實際還會驗證付款帳號有沒有足夠的餘額，咱們暫時忽略這點） 驗證過程實際是簽名過程的逆運算，用代碼表示大概過程是這樣的：

#參數1爲簽名信息
#參數2爲付款方地址
#返回交易摘要
verify("3cdferdadgadg", "2A39CBa2390FDe") -> "8aDB23CDEA6"

若是驗證輸出的信息和原始交易信息的hash一致，則驗證經過，記錄帳本，用代碼表示大概是這樣：

if(verify("3cdferdadgadg", "2A39CBa2390FDe")
    == hash('{"付款地址"："2A39CBa2390FDe",
              "收款地址"："AAC9CBa239aFcc",
              "金額"："0.2btc"}')) :
    # 寫入帳本 
    # 廣播
else:
   # donothing

你們能夠理解爲付款地址爲公鑰，簽名過程即爲用私鑰對交易摘要的加密過程，驗證過程爲用公鑰解密的過程(爲方便你們理解，嚴格來說是不許確的)。

補充說明

上面爲了更好的理解，我對一些信息進行了簡化。

比特幣系統使用了橢圓曲線簽名算法，算法的私鑰由32個字節隨機數組成，經過私鑰能夠計算出公鑰，公鑰通過一序列哈希算法和編碼算法獲得比特幣地址，地址也能夠理解爲公鑰的摘要。

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