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北京大学肖臻老师《区块链技术与应用》公开课第一节：绪论第二节：密码学原理crypto-currency一、cryptographichashfunction性质;1collisionresistance(hash碰撞)指H(x)=H(y)，而x≠y对于哈希函数，哈希碰撞是常见的，但是要人为的制造哈希碰撞几乎是不可能的例子：H(m)，m为message，如果m被人篡改，那么H(m)会发生改变。ps:哈希弱碰撞目前是无法被数学证明的，但与此同时，我们还没有很好的办法人为制造哈希碰撞。可是对于不同类型的哈希函数其安全性随着计算机科学和数学方法的进步，也是有可能被破解的，例如MD5性质2hiding指哈希函数的计算不可逆，对于给定x可以计算H(x)，可是我们几乎不可能从H(x)反推出x.digitalmitment/digitalequivalmentofasealedenvelope由于预测本身可能会影响结果，需要一种方法在预测结果不能提前公开的情况下，保证预测结果的真实性。将预测x的哈希值公开，待到结果出现时再公开预测以检验预测与实际是否相符。在实际操作中，也有将x和随机数一起做HASH以保证取值的分布足够离散。比特币中的哈希函数所需性质：性质3puzzlefriendly指除了遍历以外，没有任何办法可以做出哈希碰撞，这样才可以作为挖矿证明，然而想验证一个人的挖矿证明却是非常快捷的，因为只需要计算一次哈希函数值就可以了。比特币中所使用的哈希函数为：SHA256——SecureHashAlgorithm二、数字签证1.publickeyprivatekeyasymmetricencryptionalgorithm非对称加密算法由于区块链系统是完全公开的，所以并不需要公私钥对进行保密通信，而是进行数字签名，以验证自己的身份，即私钥加密，公钥解密对于256位的公私钥对，很难有两个账户拥有完全相同的公私钥对，所以很难通过产生公私钥对再比对的方法来冒名他人。第三节数据结构hashpointers区块链(blockchain)是最基本的数据结构，他和普通的链表的区别在于，使用hashpointers取代了普通的指针genesisblock:创世纪块，指第一个区块mostrecentblock指最后一个产生的区块在区块链中，每一个block都含有一个Hashpointer指向前一个块，而最后一个块的指针就保存在系统中！Hashpointer的值是前一个块的所有数据的hash函数的取值！所以无论区块链中的哪一个块发生了改变，都会导致之后所有的Hash全部改变，因此只需要检验最后一个Hash，即系统中的Hash来检验区块链中数据是否被修改。在实际操作过程当中，也不需要将整条区块链完整的保存下来，而只需要将最后的若干长度的区块链缓存下来，实时更新，进行验证。MerkletreeMerkletree是另外一种给基本的数据类型，他与普通的树的区别在于，使用Hashpointers取代了普通的指针Merkletree的指针从叶节点指向根节点，将左(右)节点的Hash值保存在当前节点的左(右)Hash指针，最后将根节点的Hash值保存在系统中！对于Merkletree而言，其最原本的数据是保存在整棵树的叶节点上的，而根茎部分都是保存了上一级的哈希值。Merkleproof:全节点保存了交易的全部信息，而轻节点只保存blockheader，为了向轻节点证明一个新的交易已经被写入Merkletree了！那么需要在树中找到这个交易叶子，并且从叶子出发回到根节点，在这个过程中，轻节点所在的本地主机需要不断计算出当前节点的Hash值，如果沿途的Hash值正确，那么交易正常√。这样一条路径就是Merkleproof如果对交易按时间顺序进行排序，然后布置成Merkletree(sortedMerkletree)，那么就可以用一种简单的方法证明非法交易并不存在于区块链中ps:Hash指针必须要先确立一个节点的值，才能去计算与之相关的区块的值，因此这个类型的指针是不可以应用在环形数据结构当中的。第四节协议带权力中心的数字货币需要一个权力中心，权力中心发行货币的公钥公开，用私钥加密数字货币，这样每个人都可以用公钥验证货币来自于权力中心。但是数字货币的本质是文件，如果用户大量复制数字货币，每个货币都拥有被权力中心认可的数字签名，这样就可以用伪造的数字货币进行交易，也叫做doublespendingattack(双花交易)处理方法：在数字货币上再额外添加唯一编号，这样就可以区别每一张货币，防范双花交易，但是这种方法必须由中央权力机构来维护一个数据库来实时存储货币编号和持有人信息，即每一笔数字交易都必须由中心权力机构确认合法性。在去数据中心的数字货币系统中，需要使用区块链技术来避免双