7、区块链中的密码学技术解析

区块链中的密码学技术解析

1. 区块链共识算法概述

比特币是首个解决拜占庭问题的去中心化应用，它借助名为工作量证明（Proof of Work）的共识算法达成这一目标。工作量证明算法的灵感源自英国密码学家亚当·贝克（Adam Back）在 1997 年提出的哈希现金（Hashcash）系统。哈希现金系统旨在通过创建一种需要一定计算量的印章来验证合法用户并减少电子邮件垃圾邮件。该印章使用哈希算法创建，虽然创建印章耗时，但验证可以瞬间完成。同样，比特币的工作量证明也使用密码哈希函数来实现网络中的共识。

除了工作量证明，还有几种共识算法可以在区块链中实现共同的全局视图，例如权益证明（Proof of Stack）、活动证明（Proof of Activity）、容量证明（Proof of Capacity）和经过时间证明（Proof of Elapsed Time）等。即使是流行的以太坊区块链框架目前也使用工作量证明共识，但已经有积极的开发工作致力于在未来版本中引入权益证明。

2. 工作量证明如何确保拜占庭容错

工作量证明是一种共识算法，旨在确保网络中创建区块的每个参与节点在将区块插入公共区块链账本之前，必须证明其在该区块上完成了一定量的工作。

比特币的工作量证明共识算法旨在确保区块链数据不可变，并且不容易被恶意参与者篡改。在区块链网络中，多数决策由最长链表示，因为它证明完成了最多的工作。然而，如果恶意参与者试图创建一个包含欺诈性交易的替代区块链怎么办？当使用工作量证明时，这并不容易。每当恶意参与者修改之前创建的区块时，所有后续区块都需要重新创建，这需要大量的计算能力，会花费很长时间。而且，恶意参与者的工作往往会被网络中的大多数节点拒绝，因为