做环卫设备都有哪些网站,wordpress怎么添加语言包,学校网站的图片轮播怎么做,云南建站推广数字签名是区块链技术的信任基石#xff0c;它像区块链世界的身份证和防伪标签#xff0c;确保每一笔交易的真实性、完整性和不可抵赖性。本文会用通俗的语言#xff0c;带你彻底搞懂区块链中的数字签名#xff01; 文章目录 1. 数字签名是什么#xff1f;从现实世界到区块…数字签名是区块链技术的信任基石它像区块链世界的身份证和防伪标签确保每一笔交易的真实性、完整性和不可抵赖性。本文会用通俗的语言带你彻底搞懂区块链中的数字签名 文章目录 1. 数字签名是什么从现实世界到区块链现实中的签名 vs 区块链中的签名核心三要素 2. 数字签名如何工作手把手拆解流程场景模拟第一步生成签名小明操作第二步验证签名矿工操作文字版流程图描述 3. 区块链为什么离不开它四大核心作用作用1身份认证——证明“你是你”作用2数据完整性——内容未被篡改作用3不可抵赖性——无法否认交易作用4防止重放攻击——杜绝“复制粘贴” 4. 技术细节ECDSA、哈希函数与代码实现为什么用椭圆曲线ECDSA而不是RSA代码演示生成并验证签名 5. 常见问题问题1量子计算机能破解数字签名吗问题2私钥丢失或被盗怎么办 6. 总结与未来展望总结未来趋势 1. 数字签名是什么从现实世界到区块链
现实中的签名 vs 区块链中的签名
现实签名在合同上签字 → 证明同意内容 → 但可能被伪造。区块链签名用数学算法生成唯一标识 → 无法伪造 → 还能验证内容是否被篡改。
核心三要素
要素作用类比现实世界私钥生成签名的密码钥匙个人印章公钥验证签名的公开钥匙印章的官方备案哈希函数把任意数据变成唯一指纹文件的唯一编号 2. 数字签名如何工作手把手拆解流程
场景模拟
小明用比特币向小红转账1 BTC如何保证这笔交易真实有效
第一步生成签名小明操作 准备交易数据 发送方小明的地址
接收方小红的地址
金额1 BTC
时间戳2024-10-01 10:00:00 生成数据指纹哈希 将交易数据输入SHA-256哈希函数 → 得到64位的指纹例如a1b2c3...。哈希的作用 长数据变短指纹方便处理。任何微小改动都会让指纹彻底变化如金额改成1.1 BTC指纹变为d4e5f6...。 用私钥加密指纹 小明的私钥类似密码对哈希值加密 → 生成数字签名如0x3f7a...。 广播交易 小明将原始交易数据和数字签名一起发送到区块链网络。
第二步验证签名矿工操作 拿到小明公钥 小明的公钥是公开的如比特币地址1A1zP1...。 解密签名得到原始指纹 用小明的公钥解密签名 → 得到a1b2c3...若解密失败签名无效。 重新计算交易指纹 对收到的交易数据做SHA-256哈希 → 生成新指纹a1b2c3...。 对比两个指纹 一致 → 交易有效不一致 → 交易被篡改或伪造
由于部分平台对Mermaid流程图的支持有限以下提供两种替代方案供您选择 文字版流程图描述
1. 小明写交易 → 2. 生成交易哈希 → 3. 私钥加密哈希 → 4. 广播交易和签名 ↓
5. 矿工接收 → 6. 用公钥解密签名 → 7. 得到原始哈希 → 8. 重新计算哈希 ↓
9. 对比哈希是否一致 ├─ 是 → 交易合法打包进区块 └─ 否 → 交易无效丢弃 3. 区块链为什么离不开它四大核心作用
作用1身份认证——证明“你是你”
案例比特币地址1A1zP1...对应小明的公钥。逻辑只有用小明私钥签名的交易才能被公钥验证通过 → 确保交易发起者身份。
作用2数据完整性——内容未被篡改
场景黑客篡改金额为10 BTC → 哈希值变化 → 验证失败 → 交易被拒绝。
作用3不可抵赖性——无法否认交易
类比亲手签名的合同无法抵赖。区块链体现交易签名被全网验证 → 小明无法否认转账。
作用4防止重放攻击——杜绝“复制粘贴”
攻击方式黑客截获交易并重复广播。防御每笔交易包含唯一编号Nonce重复交易被识别并拒绝。 4. 技术细节ECDSA、哈希函数与代码实现
为什么用椭圆曲线ECDSA而不是RSA
ECDSA区块链RSA传统Web密钥长度256位2048位签名速度快适合高频交易慢资源消耗低适合去中心化网络高
代码演示生成并验证签名
from ecdsa import SigningKey, SECP256k1
import hashlib# 生成密钥对
private_key SigningKey.generate(curveSECP256k1) # 私钥绝密
public_key private_key.get_verifying_key() # 公钥公开# 准备交易数据
transaction 小明给小红转账1 BTC# 生成交易哈希
tx_hash hashlib.sha256(transaction.encode()).hexdigest()# 用私钥签名
signature private_key.sign(tx_hash.encode())# 矿工验证过程
try:public_key.verify(signature, tx_hash.encode())print(验证成功交易合法)
except:print(验证失败交易可疑)5. 常见问题
问题1量子计算机能破解数字签名吗
现状ECDSA理论上可被量子计算机破解但需数十年发展。防御方案 抗量子算法如XMSS。分层安全定期更换密钥。
问题2私钥丢失或被盗怎么办
案例QuadrigaCX交易所因私钥丢失1.9亿美元资产冻结。解决方案 多重签名需多个私钥授权。硬件钱包离线存储私钥。 6. 总结与未来展望
总结
数字签名通过密码学实现
身份认证 → 私钥签名证明身份。数据可信 → 哈希对比确保完整。不可抵赖 → 签名全网验证。
未来趋势
更高效聚合签名如BLS减少存储开销。更隐私零知识证明如Zcash隐藏交易细节。 延伸学习
动手实验区块链演示工具论文推荐比特币的ECDSA实现
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