SCR:区块链深度学习系列|椭圆曲线数字签名(ECDSA)的应用_区块链

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本系列内容包含:基本概念及原理、密码学、共识算法、钱包及节点原理、挖矿原理及实现。

区块链中哪些地方使用了ECDSA?

通过前面系列的区块链原理和技术,大家应该都熟悉交易是如何在区块链系统或者在比特币、以太坊系统里面开展的。

在进行交易的环节当中,有一个很重要的消息,那就是需要进行签名。

也就是说一笔交易至少涉及到三项内容:付款人、收款人、付款金额。

例如,张三给李四付款的时候,张三付款人,李四是收款人,付款金额假设是5个Token。

区块链芯片初创公司Chain Reaction完成7000万美元融资:金色财经报道,区块链芯片初创公司Chain Reaction完成7000万美元融资,Morgan Creek Digital 领投。

Chain Reaction的联合创始人兼首席执行官Alon Webman表示,该公司将在今年第一季度开始量产其区块链芯片Electrum。该芯片旨在非常快速、高效地执行称为“hashing”的区块链操作,也可用于挖矿比特币等数字货币。[2023/2/23 12:25:07]

当张三准备好这笔交易之后,需要发给全网,当其他人看到这笔交易的时候,他们需要去认证这笔交易是否由张三发起的,这个环节中就使用到了数字签名技术。

交易签名如何运用ECDSA?

海联金汇:在区块链技术方面有专门的团队在跟进投入研究:金色财经消息,海联金汇(002537)在深交所-互动易上回答投资者提问时表示,公司在区块链技术和5G消息方面都有专门的团队在跟进投入研究,公司会根据业务发展需要引入相关合适的技术人才。[2020/4/26]

以特币为例,具体流程如下图所示。

交易的模块分为:交易输入和交易输出,一笔交易由多个输入或者多个输出组成。

交易输入代表付款信息,交易输出代表收款信息。当然里面还会有付款金额,付款金额的字段是在交易输出里面显示的。

声音 | 光明日报:充分运用区块链等新技术 创新党建工作载体和方式方法:《光明日报》今天发表题为“将党的优势转化为城市精细化治理优势”的评论文章。文中提到,要运用网络信息技术手段,提升智慧党建引领社会治理水平。充分运用大数据、区块链、人工智能等新技术,创新党建工作载体和方式方法,构建全天候、全覆盖、立体化的智慧党建工作体系。统筹推进智慧党建和智慧城市建设,设立大数据中心归集分散于各部门的基础信息和数字资源,共建共享技术支撑平台、大数据应用平台。[2019/10/23]

这种交易类型和我们正常理解的交易是非常类似的,其资金的流向是从交易输入流向交易输出,即从付款人流向收款人。

图的右边有一个虚线的框,里面的ScriptSig是一个脚本签名,这个字段属于交易输入。同理,ScriptPubKey属于交易输出。脚本里面包含一些数据和操作码来支持这个脚本语言的运行。

MIT Media Lab:区块链技术有潜力改造金融领域:今日日本金融厅第四次加密货币交易所研讨会召开并公布会议资料。公布的资料显示,MIT Media Lab就加密金融话题指出,区块链技术有潜力改造金融领域;其技术可以降低商业中的成本,风险以及经济租金;广泛采用还需要符合公共政策框架要求;保护好投资者才能建立公众信心,目前的消费者保护框架不够健全;公众、区块链技术以及金融业都将会收益。[2018/6/15]

ScriptSig?和ScriptPubKey?可以直观的用中文解释为:解锁脚本和锁定脚本。

为什么ScriptSig又叫解锁脚本呢?是因为ScriptSig在之前相关连接的交易输出里面锁定了一些资金。

如果张三要花费之前已有的Token,也就是要花费一个未花费的交易输出,那么其需要在另一笔交易里面构造一笔交易输入,在这个交易输入里面会设置签名字段和公钥,以此证明张三有资格花费未花费的交易输出。

这种情况叫做解锁脚本,即把之前已有的资金打开进行使用。

这个过程中,解锁脚本里面有两个字段数据,<sig>和<PubK>。这两个字段分别代表:签名和公钥。两者由使用者提供,用以解决阻碍。

锁定脚本里面也有一些字段和操作码:DUP是复制操作码;HASH160是哈希操作码;<PubkHash>是字段;EQUALVRTIFY是验证操作码;CHECKSIG也是验证操作码。

其整体意思是:执行复制——进行哈希——执行字段——验证是否相等——校验签名是否正确。

在验证签名的环节,就会调用ECDSA里面的验签算法。

如何使用ECDSA

?我们知道了签名在交易里面的具体使用位置,那么ScriptSig和ScriptPubKey这两个脚本语言,是如何执行,以及在执行的过程当中如何使用ECDSA呢?

如上图所示,这里会将两个脚本语言进行堆栈处理,即所有字段和操作码全部罗列在右边,解锁脚本里面有2个,锁定脚本里面有5个。

第一步,将第一个字段<sig>?解锁,置于堆栈的底部;

第二步,向右移动一格,将<PubK>?解锁推送至堆栈顶部,置于<sig>?的上面;

第三步,DUP是复制操作码,它会将刚刚解锁脚本里面的<PubK>进行复制,此时会有两个<PubK>,结果被推送至堆栈顶部;

第四步,HASH160将复制的公钥进行哈希,使之变成<PubKHash>,公钥哈希;

第五步,EQUALVRTIFY操作码将PubKHash和用户的PubKHash对比,如果一致,则都被移除,然后继续执行;

如果第五步匹配的话,继续执行第六步——验证签名,这里就用到了ECDSA,也是交易中很关键的一步。

在图中会看到,在执行最后一个操作码的时候,堆栈里面有两个字段。

此时CHECKSIG操作码会核查签名<sig>?是否与公钥的<sig>匹配,如果匹配,则会在顶部显示TRUE,如果不匹配会显示FLOSE。

如果返回值是TRUE的话,此时发送者也表明了其对发送Token的所有权和使用权。

以上就是椭圆曲线数字签名在区块链中的主要应用位置和场景。

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