大妈都能看懂的区块链“非对称加密技术”

Posted 2021-04-25 五六财经

上期在中我们讲到在去中心化以后，整个系统中没有了权威的中心化代理，信息的可信度和准确性便会面临问题。那么如何解决这个问题呢？我们先了解一下拜占庭将军的故事。

拜占庭将军问题

拜占庭帝国想要进攻一个强大的敌国，为此派出了10支军队去包围这个敌国。这个敌国虽不比拜占庭帝国，但也足以抵御5支常规拜占庭军队的同时袭击。基于一些原因，这10支军队不能集合在一起单点突破，必须在分开的包围状态下同时攻击。他们任一支军队单独进攻都毫无胜算，除非有至少6支军队同时袭击才能攻下敌国。他们分散在敌国的四周，依靠通信兵相互通信来协商进攻意向及进攻时间。

但这个过程中会出现以下问题：

1. 这些军队中会有存在叛徒的机率，叛徒会擅自变更进攻意向或者进攻时间。

2. 传递信息时会敌国截获。

3. 无法确认信息的准确性。

4. 信使在传递消息过程时会存在弄丢信的风险。

5. 这些军队距离很远，不能每遇到一个问题就聚集在一起商讨。

那么拜占庭怎么才可以赢得战斗呢?

在这种状态下，拜占庭将军问题反映到区块链领域中来，可以理解为在一个去中心的系统中，有一些节点是坏掉的，它们可能向外界广播错误的信息或者不广播信息，在这种情况下如何解决呢?

 

非对称加密技术加持，达成共识机制

我们可以把这些军队，看成一个由互不信任的多个节点组成的分布式网络。

传统的解决拜占庭问题主要有两种方式：口头协议和书面协议。但这两种方法都存在显著的缺陷，前者无法做到信息的溯源，后者无法解决信息传输延时、签名记录中心化存储问题。

直到区块链的出现，才从根源上解决了拜占庭将军的问题。区块链在传递信息的过程中加入了节点，以保证在一个时间只有一个军队可以进行传播消息，且必须在这个军队传播完之后，才能向其他军队继续传播消息。当某军队发出“进攻”的消息后，各个军队收到消息后必须签名盖章，确认各自的身份。

比如A将军给B将军发送进攻消息，为了防止消息泄露，A将军需要用B将军的公钥为信息加密，然后B将军只有他自己才能使用的私钥解密。B将军可以写一段“签名文本”来证明自己的身份，用私钥签名并广播出去，其他将军可用B将军的公钥来验证该签名，确定B将军的身份。随后，B将军发给C将军时，会在原来的消息上加入B将军已查阅该信息的记录，并加盖时间戳。其他将军接受消息后，重复此流程直至所有将军都收到消息。

如果叛徒想修改进攻信息，其他将军会立刻意识到无法通过加密技术验证的异常信息，同步的虚假信息将不被认可。而且叛徒无法破坏10个军队中的至少6个军队，也就无法破坏大部分的节点，这样信息的一致性就得到了保证。

至此，运用非对称加密的方法，一个不可信的分布式网络变成了一个可信的网络，所有的参与者在传递信息时达成共识，拜占庭将军问题得以解决。