比特幣的網路安全

A. 比特幣什麼方式存在

比特幣是一種基於區塊鏈技術的數字貨幣，以去中心化、匿名性和安全性等特性存在於網路世界中。

比特幣是一種虛擬貨幣，它的存在方式主要體現在以下幾個方面：

1. 區塊鏈網路：比特幣基於區塊鏈技術構建，通過分布在全球的節點組成的網路進行交易和存儲。每個節點都保存著完整的區塊鏈數據，確保比特幣的安全性和去中心化特性。

2. 數字賬戶：比特幣交易不依賴於傳統的金融機構，用戶通過擁有私鑰和公鑰的加密錢包進行交易。私鑰是用戶控制比特幣的密鑰，而公鑰則用於接收比特幣。這種數字賬戶的形式保證了比特幣的安全性和交易的便捷性。

3. 加密技術：比特幣通過復雜的加密演算法確保交易的安全性和匿名性。這些技術包括橢圓曲線密碼學和非對稱加密等，保證了交易過程中信息的完整性和不可篡改性。

綜上所述，比特幣通過區塊鏈網路、數字賬戶和加密技術等方式存在於網路世界中。作為一種虛擬貨幣，比特幣的交易和存儲都依賴於互聯網和相關的技術設施。由於其獨特的特性和安全性，比特幣在全球范圍內得到了廣泛的應用和關注。

B. 比特幣的安全性到底有多高，你有懷疑比特幣的安全性嗎

近期，比特幣突破新高，一枚比特幣價值近26萬人民幣，一枚比特幣換一輛特斯拉。對於剛入圈的新人來說，你肯定很關心比特幣的安全問題。

那麼，比特幣安全嗎？換句話說， 錢包里的比特幣，容易被黑客盜走嗎？

01
私鑰、公鑰、地址

就像銀行取款、網銀轉賬需要輸入密碼一樣， 動用錢包里的比特幣也需要密碼，這個密碼被稱之為「私鑰」。

與「私鑰」對應的是「公鑰」，「公鑰」就像你的銀行賬戶。 每個銀行賬戶都有唯一的賬戶編號，也就是銀行卡號。 在比特幣網路中，這個銀行卡號就是「地址」。 別人只要知道你的「銀行卡號」（即地址），就可以給你轉比特幣了。

在銀行，開戶流程基本是「開設銀行賬戶——給銀行卡號——設置銀行卡密碼——開戶成功」。但在區塊鏈世界裡，是先設置「密碼」（私鑰），再開設「銀行賬戶」（公鑰），最後給「銀行卡號」（地址）。

如果你路上撿到了一張紙條，上面只寫著銀行卡密碼，但沒寫銀行卡號，即便這個銀行卡密碼是真的，你也無法取走相關賬戶里的錢。

但在區塊鏈世界，你只要知道了別人的「銀行卡密碼」（私鑰），就可以知道別人的「銀行賬戶」（公鑰）和「銀行卡號」（地址），可以取走裡面的幣。

為什麼會這樣呢？

這是因為在區塊鏈中，私鑰通過加密生成公鑰，公鑰轉換一下格式生成地址。也就是說， 私鑰可以推導出公鑰，公鑰可以推導出地址。

02
反向推導？沒門！

既然「私鑰可以推導出公鑰，公鑰可以推導出地址」，動用賬戶里的比特幣又必須輸入「密碼（私鑰）」， 那黑客要竊取你錢包里的比特幣，必須、也只需拿到「私鑰」即可。

理論上，黑客有2種方法竊取你的私鑰：

第一種方法並不可行，因為比特幣採用的加密演算法，「失之毫釐，差之千里！」。 輸入的內容，稍稍變動哪怕一丁點的東西，加密後輸出的結果和之前輸出的結果也有 天壤之別 ，而且這些結果沒有規律可循。

所以，這種加密演算法是「單向的」、「不可逆的」，黑客無法通過輸出（地址/公鑰）推導出輸入（私鑰）。

03
暴力破解比特幣私鑰有多難？

既然第一種方法不可行，那第二種方法如何？在回答這個問題之前，我們先看下私鑰是怎麼產生的。

假設你拋硬幣，正面朝上為1，反面朝上為0，連續拋256次，把每次拋的結果記錄下來，再轉換成十六進制數，就是一個比特幣私鑰。

What? 這么簡單？這么任性？

沒錯，比特幣的私鑰就是通過程序「拋256次硬幣」，隨機生成的。所以， 比特幣私鑰的本質是256位二進制數 。

每次拋硬幣，都有正反2面，所以拋256次，一共可以出現「2 x 2 x2 x 2……2 x 2x2」，即256個2相乘，也就是「2的256次方」種結果。 所以，比特幣的私鑰總數，理論上有「2的256次方」個。

註： 私鑰總數的實際值比上面的理論值略低，因為有一小部分私鑰不可用，但對總數影響微乎其微。

「2的256次方」是多大呢？它約等於「10的77次方」。那「10的77次方」又是多大呢？

如果我們居住的這個地球，海洋、岩石、地底下的岩漿全部用沙子來填充的話，整個地球的沙子數量大概是「10的30次方」。也就是說， 一個和地球一樣大，全部由沙子組成的星球，需要用到「10的30次方」粒沙子。

「10的77次方」比「10的30次方」大「10的47次方」倍，整整47個0。在比一個地球的沙子數量還要多「10的47次方」倍的比特幣私鑰集里，一個一個地試，破解出某個地址對應的私鑰，簡直比大海撈針還難。

所以，即便黑客有超級計算機，都無法暴力破解比特幣私鑰。

這就是為什麼很多人說 ， 「比特幣第一次通過技術手段，保證了個人的私有財產神聖不可侵犯」。

04
如果比超級計算機還要厲害？

雖然未來的 科技 如何發展誰都無法准確預測，但如果有一天，人類發明了比超級計算機、量子計算機還要厲害的計算機，比特幣私鑰不就不安全了嗎？

確實，很多人想知道量子計算機到底對比特幣的安全性有沒有威脅，如果有威脅，比特幣有哪些措施可以應對。

鑒於這個問題不是三言兩語能解釋清楚，後面我們會單獨開一篇文章，探討這個問題，敬請期待。

05
結語

當然，安全問題不僅僅牽涉到技術問題，也牽涉到私鑰的保存問題。 如果是因為自己私鑰保存不當，或是電腦中了病毒，或是使用的錢包軟體有漏洞或是有後門，導致私鑰被黑客竊走，那錢包里的比特幣安全性就無從談起了。

但是，因為自己的失誤導致私鑰被盜，這鍋不能讓比特幣背，不是嗎？

所以，如果有人拿比特幣被盜事件來質疑比特幣的安全性，你會怎麼回答他呢？

C. 比特幣是什麼合法嗎是不是騙局

比特幣是一種基於區塊鏈技術的數字貨幣，它不依靠特定貨幣機構發行。關於比特幣的合法性，它在中國並不被視為法定貨幣，但可以在特定場合作為商品進行交易。而比特幣本身不是騙局，只是一些不法分子可能利用比特幣進行詐騙活動。

比特幣是基於區塊鏈技術的一種數字貨幣，它通過去中心化的方式進行交易記錄和驗證，沒有中央銀行或政府機構控制和發行。比特幣的交易記錄和發行數量都是公開、透明和不可篡改的，這使得交易更加安全和可靠。然而，比特幣的價格波動極大，投資風險較高。

在中國，比特幣並不被視為法定貨幣，因此不能作為貨幣在市場上流通使用。但是，比特幣可以作為一種虛擬商品進行交易。需要注意的是，我國已經限制了比特幣的交易，一般只能在個體之間交易轉讓，不允許公開向公眾發售，因為它存在比較大的投資管理風險。所以，雖然比特幣本身不是騙局，但投資者需要自行承擔交易比特幣所帶來的風險。

此外，由於比特幣是一種網路虛擬貨幣，存在著被網路病毒侵入或被詐騙的風險。一些不法分子可能會利用比特幣進行詐騙活動，例如建立虛假的比特幣交易網站騙取比特幣等。因此，投資者在交易比特幣時需要保持警惕，並確保遵守當地的法律法規。

總的來說，比特幣是一種新興的數字貨幣形式，具有去中心化、安全性高等特點。然而，在中國比特幣並不被視為法定貨幣，其交易受到一定限制。投資者在交易比特幣時需要謹慎考慮風險並遵守相關法律法規以避免陷入騙局。

D. 比特幣全網算力逼近 100E ｜算力與價格、減半、安全性有何關系

比特幣全網算力，指所有參與挖礦的礦機算力總和，算力代表每秒哈希運算次數。100 EH/s 表示一秒內完成100億億次運算。100E等於10的20次方，即1萬億億。比特幣全網算力可通過區塊鏈瀏覽器查看，顯示為日或七日平均算力估值。全網算力波動較大，難以統計，實際算力難以精確計算，查看算力應關注七日平均數據。

算力提升與比特幣減半時間提前相關。比特幣每21萬個區塊減半，出塊時間設定為10分鍾。算力持續增長縮短出塊時間，系統自動調節挖礦難度維持10分鍾出塊。算力增長導致減半時間提前，但需注意挖礦難度調整滯後性。近半年比特幣全網算力快速提升，減半時間預測提前至2020年4月29日。

算力與幣價無直接關系，算力提升由幣價上漲引起，吸引更多礦工加入。幣價由供需決定，價格影響成本，成本反過來對價格有支撐作用。長期來看，礦工成本視為基本面。比特幣價格決定因素可參考九神微博。

總結如下：

1. 查看比特幣全網算力，七日平均算力比日平均算力更具參考價值。

2. 挖礦難度調整滯後於算力增長，算力提升可能提前比特幣減半時間。

3. 算力增長不直接決定比特幣網路安全性，安全性取決於51攻擊成本。

4. 算力提升受幣價影響，幣價與成本共同決定比特幣價格。長期來看，礦工成本是比特幣價格基本面的一部分。

E. 比特幣為什麼不能碰

比特幣存在較高的風險，因此不能輕易觸碰。以下是詳細解釋：

一、價格巨幅波動

比特幣價格極度不穩定，極易受到各種因素影響而產生大幅度的漲跌。由於其價格波動極大，投資者很難准確預測其走勢，容易陷入投機陷阱，造成經濟損失。

二、監管風險

比特幣缺乏明確的監管主體和法規支持，其交易行為難以受到有效監管。這導致比特幣市場容易被不法分子利用，進行非法活動，如洗錢、欺詐等。投資者參與比特幣交易將面臨極大的法律風險和安全隱患。

三、技術風險

比特幣基於區塊鏈技術，雖然具有去中心化的優勢，但也存在著技術不成熟、系統易被攻擊等風險。一旦比特幣網路遭遇黑客攻擊或其他技術故障，將導致投資者資金損失。

四、市場不成熟

比特幣市場仍處於發展初期，市場機制尚不成熟。由於缺乏長期穩定的投資標的和有效的風險管理工具，投資者很難在比特幣市場實現穩定的收益。同時，市場參與者素質參差不齊，容易引發市場操縱行為，增加投資風險。

綜上所述，由於比特幣價格巨幅波動、監管風險、技術風險以及市場不成熟等因素，投資者應謹慎對待比特幣，不要輕易觸碰。對於普通投資者而言，由於缺乏相關的投資經驗和風險承受能力，更應遠離比特幣投資，以免遭受經濟損失。

F. 比特幣如何防止篡改

比特幣網路主要會通過以下兩種技術保證用戶簽發的交易和歷史上發生的交易不會被攻擊者篡改：

• 非對稱加密可以保證攻擊者無法偽造賬戶所有者的簽名；

• 共識演算法可以保證網路中的歷史交易不會被攻擊者替換；

非對稱加密



• 非對稱加密演算法3是目前廣泛應用的加密技術，TLS 證書和電子簽名等場景都使用了非對稱的加密演算法保證安全。非對稱加密演算法同時包含一個公鑰（Public Key）和一個私鑰（Secret Key），使用私鑰加密的數據只能用公鑰解密，而使用公鑰解密的數據也只能用私鑰解密。





圖 4 - 51% 攻擊



• 1使用如下所示的代碼可以計算在無限長的時間中，攻擊者持有 51% 算力時，改寫歷史 0 ~ 9 個區塊的概率9：


• #include


• #include



• double attackerSuccessProbability(double q, int z) {


• double p = 1.0 - q;


• double lambda = z * (q / p);


• double sum = 1.0;


• int i, k;


• for (k = 0; k <= z; k++) {


• double poisson = exp(-lambda);


• for (i = 1; i <= k; i++)


• poisson *= lambda / i;


• sum -= poisson * (1 - pow(q / p, z - k));


• }


• return sum;


• }



• int main() {


• for (int i = 0; i < 10; i++) {


• printf("z=%d, p=%f\n", i, attackerSuccessProbability(0.51, i));


• }


• return 0;


• }



• 通過上述的計算我們會發現，在無限長的時間中，佔有全網算力的節點能夠發起 51% 攻擊修改歷史的概率是 100%；但是在有限長的時間中，因為比特幣中的算力是相對動態的，比特幣網路的節點也在避免出現單節點佔有 51% 以上算力的情況，所以想要篡改比特幣的歷史還是比較困難的，不過在一些小眾的、算力沒有保證的一些區塊鏈網路中，51% 攻擊還是極其常見的10。



• 防範 51% 攻擊方法也很簡單，在多數的區塊鏈網路中，剛剛加入區塊鏈網路中的交易都是未確認的，只要這些區塊後面追加了數量足夠的區塊，區塊中的交易才會被確認。比特幣中的交易確認數就是 6 個，而比特幣平均 10 分鍾生成一個塊，所以一次交易的確認時間大概為 60 分鍾，這也是為了保證安全性不得不做出的犧牲。不過，這種增加確認數的做法也不能保證 100% 的安全，我們也只能在不影響用戶體驗的情況下，盡可能增加攻擊者的成本。



總結



• 研究比特幣這樣的區塊鏈技術還是非常有趣的，作為一個分布式的資料庫，它也會遇到分布式系統經常會遇到的問題，例如節點不可靠等問題；同時作為一個金融系統和賬本，它也會面對更加復雜的交易確認和驗證場景。比特幣網路的設計非常有趣，它是技術和金融兩個交叉領域結合後的產物，非常值得我們花時間研究背後的原理。



• 比特幣並不能 100% 防止交易和數據的篡改，文中提到的兩種技術都只能從一定概率上保證安全，而降低攻擊者成功的可能性也是安全領域需要面對的永恆問題。我們可以換一個更嚴謹的方式闡述今天的問題 — 比特幣使用了哪些技術來增加攻擊者的成本、降低交易被篡改的概率：



• 比特幣使用了非對稱加密演算法，保證攻擊者在有限時間內無法偽造賬戶所有者的簽名；

• 比特幣使用了工作量證明的共識演算法並引入了記賬的激勵，保證網路中的歷史交易不會被攻擊者快速替換；



• 通過上述的兩種方式，比特幣才能保證歷史的交易不會被篡改和所有賬戶中資金的安全。

G. 姣旂壒甯佸叏緗戠畻鍔涢艱繎 100E 鍀滅畻鍔涗笌浠鋒牸銆佸噺鍗娿佸畨鍏ㄦф湁浣曞叧緋伙紵

鍦ㄥ姞瀵嗚揣甯佷笘鐣岄噷錛屾瘮鐗瑰竵鍏ㄧ綉綆楀姏鐨勫彉鍔ㄦ繪槸寮曚漢鍏蟲敞銆傚備粖錛屼漢浠鐑璁鐨勭劍鐐瑰凡鎺ヨ繎100浜誇嚎錛100 EH/s錛夊ぇ鍏籌紝榪欎釜閲岀▼紕戝紡鐨勬暟鎹鑳屽悗錛岄殣鈃忕潃鍝浜涘ゥ縐橈紵璁╂垜浠涓璧鋒帰緔錛岀畻鍔涖佷環鏍箋佸噺鍗婂拰瀹夊叏鎬т箣闂村井濡欑殑鍏崇郴銆

涓銆佹瘮鐗瑰竵鍏ㄧ綉綆楀姏錛氭牳蹇冩傚康瑙ｆ瀽

姣旂壒甯佸叏緗戠畻鍔涳紝瀹炶川涓婃槸緗戠粶涓鎵鏈夌熆宸ユ寲鐭胯懼囩殑榪愮畻鑳藉姏鎬誨拰錛屽畠琛￠噺浜嗘瘮鐗瑰竵緗戠粶澶勭悊浜ゆ槗鐨勮兘鍔涖100 EH/s鎰忓懗鐫姣忕掕兘瀹屾垚100涓囦嚎嬈″搱甯岃繍綆楋紝鎹㈢畻鎴愭櫘閫氬崟浣嶏紝鍗10鐨20嬈℃柟嬈°

浜屻佸備綍璺熻釜鍏ㄧ綉綆楀姏錛

鏌ョ湅姣旂壒甯佸叏緗戠畻鍔涳紝閫氬父鍦ㄥ尯鍧楅摼嫻忚堝櫒涓婏紝濡俀KL123.COM鍜孊LOCKCHAIN.COM錛岄兘鎻愪緵浜嗗疄鏃舵暟鎹銆備絾闇瑕佹敞鎰忕殑鏄錛屾祻瑙堝櫒涓婃樉紺虹殑綆楀姏騫墮潪瀹炴椂鏁版嵁錛岃屾槸鍩轟簬闅懼害鍜屽嚭鍧楁椂闂寸殑浼扮畻錛屼笖鍙楀埌騫歌繍鍊肩殑褰卞搷錛屾墍浠ュ緩璁鍏蟲敞涓冩棩騫沖潎綆楀姏錛屼互鍑忓皯闅忔満娉㈠姩鐨勫獎鍝嶃

涓夈佺畻鍔涗笌鍑忓崐鍛ㄦ湡錛氭彁鍓嶉勮

姣旂壒甯佹瘡21涓囦釜鍖哄潡錛屽栧姳浼氬噺鍗婁竴嬈°傚叏緗戠畻鍔涚殑涓婂崌鍙鑳藉艱嚧鎸栫熆闅懼害璋冩暣鐨勬粸鍚庯紝浣垮緱鍑忓崐鏃墮棿鎻愬墠銆傝繎鏈燂紝鐢變簬綆楀姏嬋澧烇紝鍑忓崐鏃墮棿棰勬祴宸叉湁鎵鎻愬墠銆

鍥涖佸畨鍏ㄧ殑璇瑙ｏ細綆楀姏涓庣綉緇滃畨鍏

璁稿氫漢璇璁や負綆楀姏瓚婇珮錛岀綉緇滆秺瀹夊叏銆傚疄闄呬笂錛屾瘮鐗瑰竵鐨勫畨鍏ㄦу彇鍐充簬51%鏀誨嚮鐨勬垚鏈錛岃岄潪鍗曠函鐨勭畻鍔涖傚叏緗戠畻鍔涙彁鍗囨彁楂樹簡鏀誨嚮闂ㄦ涳紝浣嗗崟浣嶇畻鍔涙垚鏈涔熸槸鍐沖畾鍥犵礌涔嬩竴銆

浜斻佷環鏍兼嘗鍔錛氱畻鍔涗笌甯佷環鐨勪簰鍔

綆楀姏涓庡竵浠峰苟闈炵畝鍗曠殑鍥犳灉鍏崇郴銆傚竵浠蜂笂娑ㄥ惛寮曟洿澶氱熆宸ユ姇鍏ワ紝瀵艱嚧綆楀姏涓婂崌銆傜劧鑰岋紝浠鋒牸鐨勫喅瀹氬洜緔犳洿涓哄嶆潅錛屼緵闇鍏崇郴鍜屾垚鏈閮借搗鐫鍏抽敭浣滅敤錛屾ｅ傜瑧鏉ヨ佸笀鎵璦錛屾垚鏈鍦ㄦ煇縐嶇▼搴︿笂鏀鎾戜簡浠鋒牸銆

緇撹猴細鍏抽敭鐐瑰洖欏

• 鍏蟲敞涓冩棩騫沖潎綆楀姏鑰岄潪鏃ュ鉤鍧囷紝浠ュ噺灝戦殢鏈烘у獎鍝嶃


• 綆楀姏鎻愬崌鍙鑳藉姞閫熷噺鍗婃椂闂寸殑鍒版潵錛屼絾涓嶇洿鎺ュ獎鍝嶅畨鍏ㄦс


• 綆楀姏涓嶇洿鎺ュ獎鍝嶅竵浠鳳紝浠鋒牸鍙椾緵闇鍜屾垚鏈鍙岄噸褰卞搷銆

姣旂壒甯佺殑涓栫晫鍏呮弧浜嗗嶆潅鎬э紝浣嗙悊瑙ｈ繖浜涘熀鏈姒傚康錛屾湁鍔╀簬鎴戜滑鏇村ソ鍦版妸鎻″競鍦哄姩鎬併傚笇鏈涜繖涓瑙ｆ瀽鑳戒負浣犺В寮姣旂壒甯佸叏緗戠畻鍔涚殑璋滃洟錛岃╂垜浠涓鍚岃佽瘉鍔犲瘑璐у竵棰嗗煙鐨勯潻鏂頒笌鍙樿縼銆