各位老铁们,大家好,今天由我来为大家分享如何生成bitcoin 地址长度不一样,以及如何无限生成比特币地址的相关问题知识,希望对大家有所帮助。如果可以帮助到大家,还望关注收藏下本站,您的支持是我们最大的动力,谢谢大家了哈,下面我们开始吧!
本文目录
比特币是怎样产生的
比特币(Bitcoin)的概念最初由中本聪在2008年11月1日提出,并于2009年1月3日正式诞生。根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的虚拟的加密数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。
与所有的货币不同,比特币不依靠特定货币机构发行,它依据特定算法,通过大量的计算产生,比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为,并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。
产生原理
从比特币的本质说起,比特币的本质其实就是一堆复杂算法所生成的特解。特解是指方程组所能得到有限个解中的一组。而每一个特解都能解开方程并且是唯一的。
而挖矿的过程就是通过庞大的计算量不断的去寻求这个方程组的特解,这个方程组被设计成了只有 2100万个特解,所以比特币的上限就是 2100万个。
要挖掘比特币可以下载专用的比特币运算工具,然后注册各种合作网站,把注册来的用户名和密码填入计算程序中,再点击运算就正式开始。
完成Bitcoin客户端安装后,可以直接获得一个Bitcoin地址,当别人付钱的时候,只需要自己把地址贴给别人,就能通过同样的客户端进行付款。在安装好比特币客户端后,它将会分配一个私钥和一个公钥。需要备份你包含私钥的钱包数据,才能保证财产不丢失。如果不幸完全格式化硬盘,个人的比特币将会完全丢失。
比特币如何防止篡改
比特币网络主要会通过以下两种技术保证用户签发的交易和历史上发生的交易不会被攻击者篡改:
非对称加密可以保证攻击者无法伪造账户所有者的签名;
共识算法可以保证网络中的历史交易不会被攻击者替换;
非对称加密
非对称加密算法3是目前广泛应用的加密技术,TLS证书和电子签名等场景都使用了非对称的加密算法保证安全。非对称加密算法同时包含一个公钥(Public Key)和一个私钥(Secret Key),使用私钥加密的数据只能用公钥解密,而使用公钥解密的数据也只能用私钥解密。
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图 2-非对称加密特性
比特币使用了非对称加密算法保证每一笔交易的安全,网络中的每一个账户(地址)都是一对秘钥中的公钥,账户的所有者会持有私钥,下面就是一对刚刚生成的比特币地址和私钥4:
Address: 13RTT8MsbAj7o4zL7w4DNNuuwhgGgHqLnK
Private Key: 469d998dd4db3dfdd411fa56574e52b6be318f993ca696cc5c683c45e8e147eb
需要注意的是,使用网站生成比特币地址和私钥是极其危险的做法,我们并不清楚网站是否会存储私钥,所以建议使用比特币的客户端生成公私钥对。
任何人通过上面的地址 13RTT8MsbAj7o4zL7w4DNNuuwhgGgHqLnK都可以向该账号转账;账号的持有者也可以使用私钥签名交易向其他地址转账,当我们想要向比特币网络中提交一笔新的交易时,需要先构建一个如下所示的交易结构:
{
“txid”:”5be7a9e47f56c98e5297a44df52da0475f448ece98bb51489103cdf70653092f”,
“hash”:”5be7a9e47f56c98e5297a44df52da0475f448ece98bb51489103cdf70653092f”,
“version”:1,
“size”:224,
“vsize”:224,
“locktime”:0,
“vin”: […],
“vout”: […],
“hex”:”0100000001a90b4101e6cbb75e1ff885b6358264627581e9f96db9ae609acec98d72422067000000006b483045022100c42c89eb2b10aeefe27caea63f562837b20290f0a095bda39bec37f2651af56b02204ee4260e81e31947d9297e7e9e027a231f5a7ae5e21015aabfdbdb9c6bbcc76e0121025e6e9ba5111117d49cfca477b9a0a5fba1dfcd18ef91724bc963f709c52128c4ffffffff02a037a0000000000017a91477df4f8c95e3d35a414d7946362460d3844c2c3187e6f6030b000000001976a914aba7915d5964406e8a02c3202f1f8a4a63e95c1388ac00000000″,
“blockhash”:”0000000000000000000c23ca00756364067ce5e815deb5982969df476bfc0b5c”,
“confirmations”:5,
“time”:1521981077,
“blocktime”:1521981077
}
接下来,我们可以使用持有的私钥对整个交易中的全部字段进行签名,然后将签名与交易打包并发送到网络中等待比特币网络的确认就可以了。
在比特币的所有地址中,35hK24tcLEWcgNA4JxpvbkNkoAcDGqQPsP地址中目前持有 250,000多个 Bitcoin5,目前的市值大概为 20亿美元。在只知道地址的情况下,我们来算一下获取该地址对应的私钥需要多长时间。比特币的私钥总共有 256位,即 22562256中可能性:
115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007913129639936115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007913129639936
目前我们没有较为快捷的破解手段,只能使用暴力破解计算私钥。假设我们使用 IBM在 2018年推出的超级计算机 Summit6,它能每秒能做 1.4∗10171.4∗1017次浮点数计算,假设该计算机可以每秒计算相同次数的公私钥对(计算公私钥对远比一次浮点数计算复杂),想要找到存放 20亿美元资产的地址对应的私钥需要如下所示的时间:
1.15∗1077365∗86400∗1.4∗1017=2.9∗1052年1.15∗1077365∗86400∗1.4∗1017=2.9∗1052年
我们整个宇宙的存在时间也只是破解该私钥时间的几十亿分之一,所以在目前的计算能力没有革命性突破的前提下,想要通过暴力破解的方式获取公钥对应的私钥只有理论上的可能性,在实践中是完全不可能的7。
共识算法
MySQL等数据库以行为单位存储数据,而比特币这个分布式数据库中存储的基本单位是区块,区块通过哈希指针连接就会构成一棵树,如下图所示,图中绿色的最长链就是网络的主链。
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图 3-区块链和主链
如何让网络中的所有节点对下一个区块中的内容达成共识是比特币需要解决的关键问题,只有让节点对数据达成一致才会保证过去的交易不会被篡改,但是作为在公网运行的分布式数据库,它面对的场景非常复杂,需要解决拜占庭将军问题下的分布式一致性问题。
拜占庭将军问题是 Leslie Lamport在 The Byzantine Generals Problem论文中提出的分布式领域的容错问题,它是分布式领域中最复杂、最严格的容错模型8。在该模型下,系统不会对集群中的节点做任何的限制,它们可以向其他节点发送随机数据、错误数据,也可以选择不响应其他节点的请求,这些无法预测的行为使得容错这一问题变得更加复杂。
拜占庭将军问题描述了一个如下的场景,有一组将军分别指挥一部分军队,每一个将军都不知道其它将军是否是可靠的,也不知道其他将军传递的信息是否可靠,但是它们需要通过投票选择是否要进攻或者撤退:
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图 4-拜占庭将军问题
区块链技术使用共识算法和激励让多个节点在拜占庭将军场景下实现分布式一致性。比特币使用如下的规则让多个节点实现分布式一致性:
引入工作量证明—让节点在提交新的区块之前计算满足特定条件的哈希,取代传统分布式一致性算法中,一人一票(或者一节点一票)的设定;
引入最长链是主链的设定—只有主链上的交易才被认为是合法交易;
引入激励—提交区块的节点可以获得比特币奖励;
通过以上的规则,各个节点会在最长的链上计算哈希,努力提交合法的区块。然而一旦节点中有人掌握了 51%以上的计算能力,它能通过强大的算力改变区块链的历史。因为区块具有连续性,所以前一个区块的改变会使后一个区块计算的哈希失效,如图 4所示,如果攻击者需要改变主链中的倒数第三个黄色区块,它需要连续构建四个区块才能完成对历史的篡改,其他的节点才会在这条更长的链上继续计算:
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图 4- 51%攻击
1使用如下所示的代码可以计算在无限长的时间中,攻击者持有 51%算力时,改写历史 0~ 9个区块的概率9:
#include
#include
double attackerSuccessProbability(double q, int z){
double p= 1.0- q;
double lambda= z*(q/ p);
double sum= 1.0;
int i, k;
for(k= 0; k<= z; k++){
double poisson= exp(-lambda);
for(i= 1; i<= k; i++)
poisson*= lambda/ i;
sum-= poisson*(1- pow(q/ p, z- k));
}
return sum;
}
int main(){
for(int i= 0; i< 10; i++){
printf(“z=%d, p=%f\\n”, i, attackerSuccessProbability(0.51, i));
}
return 0;
}
通过上述的计算我们会发现,在无限长的时间中,占有全网算力的节点能够发起 51%攻击修改历史的概率是 100%;但是在有限长的时间中,因为比特币中的算力是相对动态的,比特币网络的节点也在避免出现单节点占有 51%以上算力的情况,所以想要篡改比特币的历史还是比较困难的,不过在一些小众的、算力没有保证的一些区块链网络中,51%攻击还是极其常见的10。
防范 51%攻击方法也很简单,在多数的区块链网络中,刚刚加入区块链网络中的交易都是未确认的,只要这些区块后面追加了数量足够的区块,区块中的交易才会被确认。比特币中的交易确认数就是 6个,而比特币平均 10分钟生成一个块,所以一次交易的确认时间大概为 60分钟,这也是为了保证安全性不得不做出的牺牲。不过,这种增加确认数的做法也不能保证 100%的安全,我们也只能在不影响用户体验的情况下,尽可能增加攻击者的成本。
总结
研究比特币这样的区块链技术还是非常有趣的,作为一个分布式的数据库,它也会遇到分布式系统经常会遇到的问题,例如节点不可靠等问题;同时作为一个金融系统和账本,它也会面对更加复杂的交易确认和验证场景。比特币网络的设计非常有趣,它是技术和金融两个交叉领域结合后的产物,非常值得我们花时间研究背后的原理。
比特币并不能 100%防止交易和数据的篡改,文中提到的两种技术都只能从一定概率上保证安全,而降低攻击者成功的可能性也是安全领域需要面对的永恒问题。我们可以换一个更严谨的方式阐述今天的问题—比特币使用了哪些技术来增加攻击者的成本、降低交易被篡改的概率:
比特币使用了非对称加密算法,保证攻击者在有限时间内无法伪造账户所有者的签名;
比特币使用了工作量证明的共识算法并引入了记账的激励,保证网络中的历史交易不会被攻击者快速替换;
通过上述的两种方式,比特币才能保证历史的交易不会被篡改和所有账户中资金的安全。
如何生成bitcoin 地址长度不一样
1.首先你要知道公钥和私钥的概念(已经懂的不用看这部分了)
公钥私钥是现代密码学分支非对称性加密里面的名词,通常都是用公钥加密信息,用私钥解密信息,为什么要这样?因为你看电视剧的时候,发电报那种都是对称性加密,这种加密方式缺点是显而易见的,如果被人知道了密钥和加密方法,于是按照加密方法反着来就能解密。一直到非对称性加密这种情况才有所改观,公钥就是可以对全世界公开的密钥,比如你和google通讯,用google给的1024位的公钥加密,送到google那里只有他有对应的私钥,只有他能解密,于是就保证了通讯安全
2.比特币主要用了ECDSA,也就是椭圆曲线签名算法,这个算法有两个特性,注意这两点对下面至关重要
a.只要知道私钥,可以算出相应的公钥;
b.你用私钥签名过的东西,可以用公钥算一下是不是你签的;
3.知识准备完了,下面开始讲比特币的交易,比特币其实没有钱包,只有交易账单,整个比特币就是一大堆交易账单
比如:
账单1从A转到B转了XXX比特币
账单2从B转到C和D转了XXX比特币
账单3从C转到E转了XXX比特币
。。。。任何人只要下载了客户端都能接收到从比特币成立那一天起的所有账单,所以,只要把所有账单都下载全了自然知道每个账户上应该剩多少钱(这里仔细思考下)
4.比特币的账户,就是刚才讲的一段公钥
5.下面我开始贴一个比特币的账单,这里是核心部分了!!!每个账单都是一段数据,你签完了以后会发送到全网,把数据结构逆向成易懂的中文解释如下:
FROM(谁发送的,包括两部分)
Previous tx:你要花的这笔钱的那个账单的id,也就是说,你花的任何一笔钱都应该有人转给你过,需要出示那个账单的id
scriptSig:你对这笔交易的签名,就是把单子用你的私钥做hash,只有你能做这个hash
TO(谁接受,包括两部分)
Value:要发多少
scriptPubKey:对方的公钥,比特币账户就是一段公钥
6.等你签完单子以后,开始往全网发送,怎么发呢?比特币通讯没那么复杂,你可以类比成IRC频道,但和普通的“IRC”不同的是,任何一个客户端都是一台“IRC”服务器,当你启动客户端的时候,会接收到周围的有公网IP的客户端地址,就是“服务器”列表,这个列表也不断的刷新,都是其他的比特币用户,于是你在这个“IRC”喊一句话的时候,周围的人会听到,进而扩散的全世界。
7.把签单发送到全世界以后,所有收到这个单子的客户端会效验你这个单子对不对,比如会效验你的签名,是不是你发的,会效验你是否有那么多钱(根据历史交易可以推算出你有多少钱可以花)
如果这个交易大家算过没问题了,基本上就算转账成功了。
8.实际上现在对方已经接受了比特币,但是要想花的话,他得有那个地址(公钥)对应的私钥。于是他就能填下一个单子的 FROM头部,Previous tx就是刚才这笔交易的序号,scriptSig填用他私钥签名过的hash
如此往复。。。
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