区块链技术:密码算法

密码算法的应用在区块链系统中是很巧妙的,应用的点也很多,我 们在这里不详细介绍密码算法的原理,就从几个很关键的应用来介绍一 下。

首先我们回顾下区块链账本格式。通过上述讲解我们已经知道,区 块链账本就是连接起来的一个个区块。那么到底是通过什么来连接的 呢?学过数据结构的朋友都知道,在数据结构中,有一种变量叫指针, 它是可以用来指向某个数据的地址的。那么区块的连接是不是通过这样 的数据地址呢?生活中的地址连接例子很多,比如路牌、门牌等。然 而,区块之间的连接,往往都不是靠数据地址来关联的,而是靠一种叫 作哈希值的数据来关联的。什么叫哈希值?这是通过密码算法中的哈希 算法计算得出的。哈希算法可以通过对一段数据计算后得出一段摘要字 符串,这种摘要字符串与原始数据是唯一对应的。什么意思呢?如果对 原始数据进行修改,哪怕只是一点点修改,那么计算出来的哈希值都会 发生完全的变化。区块链账本对每个区块都会计算出一个哈希值,称为 区块哈希,通过区块哈希来串联区块。这有一个很好的作用就是,如果 有人篡改了中间的某一个区块数据,那么后面的区块就都要进行修改, 这个时候并不是简单地修改一下后面区块的地址指向就能结束的,由于 后面的区块是通过区块哈希来指向的,只要前面的区块发生变动,这个 区块哈希就无效了,就指不到正确的区块了。

区块链技术:密码算法

另外一个对密码算法的应用就是梅克尔树结构,梅克尔树结构在 3.1.3节中有详细介绍,我们这里先初步认识下。通过上述解释我们知 道,每个区块会被计算出一个哈希值。实际上,除了整个区块会被计算 哈希值外,区块中包含的每一笔事务数据也会被计算出一个哈希值,称 为“事务哈希”,每一个事务哈希都可以唯一地表示一个事务。对一个区 块中所有的事务进行哈希计算后,可以得出一组事务哈希,再通过对这 些事务哈希进行加工处理,最终会得出一棵哈希树的数据结构。哈希树 的顶部就是树根,称为“梅克尔根”。通过这个梅克尔根就可以将整个区 块中的事务约束起来,只要区块中的事务有任何改变,梅克尔根就会发 生变化,利用这一点,可以确保区块数据的完整性。

当然,密码算法在区块链系统中的应用还远不止这些,比如通过密 码算法来创建账户地址、签名交易事务等,这些应用在后续章节中会逐 步介绍。

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