短报告_2022年区块链技术在元宇宙中的应用研究系列报告（五）：哈希算法及时间戳

区块链技术在元宇审中的应用系列 讲究报告12022/03 摘要 给希算法是多种密码体制与协议的安全保障，被广 泛应用在实体和数据的完整性认证，是现代密码学的关键技术，基于哈希函数的数学原理，时间截能够实现对电子数据的原始性认证。两者共同构建区块链的安全体系。以区块链为载体，哈希算法与时间裁在数字签名、知识产权保护、加密货币和火行数字贸市： 哈希算法作为区块链的核心技术，为知识产 权提供严谨的加密功能，保障知识产权的用户信息、时间、电子数据不被葛改 现今的知识产权保护通过使用区块链技术来构造保护平合，从取证、存证、验证到举证区块链都发挥着至关重要的作用。 领域具有厂泛的应用。随者元宇宙概 加密货币市场呈现出比特币与以太币两强靠立的格局，但稳定币凭借高稳定性和交易时间更短等优点有望成为“点对点的电子现金系统"的主要介质 念的提出，区块链的留码！ 的经济体系构建、运转和安全防范，保驾护航 以乘达币和USDC为代表的稳定币具有价格 稳定和交易时间更短等优点，同时又具备加密货币的完全数位化、去中心化、匿名化等优点，有望实现加密货市在创始之初所要建立的"点对点的电子现金系统”。 哈希算法不可逆的特征，有利于加强区块链 对于信息数据的处理，保证机构数据的隐私，避免数据引发的金融风险 数字人民币通过中心化架构、加密字串符共识机制和智能合约等技术的应用，可以进一步解决零售高并发、高延迟、双花、伪造、清算及对帐效率低和金融监管难的问题作为元宇宙的底层核心技术之一，区块链的去中心化、匿名性、开放性、自治性和不可算改性等特点，为元宇审中公平、公信的经济秩序建立提供牢固的技术支持 在数据加密方面，哈希算法与时间截和非对称加密算法将起到核心作用，但考虑到区块链的低效率问题，未来元宇宙世界中的核心数据，如财务数据和涉密数据会被上链加密，而部分基础数据则会以其他形式进行存储。 名词解释 哈希函数：HashFunction，也称散列函数，是一种在有限合理的时间内，将任意长度消息压缩为 固定长度的消息摘要的函数。哈希算法就是在哈希函数基础上构造的、用于实现数据完整性和实体认证的算法。 Merkle树：区块链的重要数据结构，作用是快速归纳和校验区块数据的存在性和完整性。 时间截：Timestamp，通常是一个字符序列，唯一地标识某一刻的时间，一个能表示一份数据在某个特定时间之前已经存在的、完整的和可验证的"标记"。 PoS：ProofofStake，即权益证明，是PoW的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和 时间，等比例地降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度。 PoW：Proof ofWork，工作量证明。工作量证明通过计算猜测一个数值(nonce)，使得拼漆上交易 数据后内容的Hash值满足规定的上限。 智能合约：由事件驱动的、具有状态的、运行在可复制的共享区块链数据账本上的一段计算机代 码程序。 DeFi：DecentralizedFinance，去中心化金融头通过去中心化区块链平台创造出的开放和透明金融 系统。 dApp：DecentralizedApplication，由参与者共同开发、维护、运营的去中心化应用。 NFT：Non-FungibleToken，即非同质化代币，是指一种搭建在区块链技术上，具有不可复制、不 可分割、独特性、低兼容性和物品属性的加密数字权益证明 adLeoe400-072-558B 哈希算法与时间戳的概念界定 哈希算法是多种密码体制与协议的安全保障，被广泛应用在实体和数据的完整性认证，是现代密码学的关键技术。基于哈希函数的数学原理，时间戳能够实现对电子数据的原始性认证 哈希算法的定义与性质 哈希算法，又被称作散列函数，哈希算法能够将任意长度的消息m转化为固定长度的二进制串，其输出值被称为哈希值，记作H(m)，可用于验证数据完整性和防塞改检验。作为区块链的核心技术之一，哈希算法被 广泛应用在构建区块和确认交易的完整性上。 哈希函数的性质 安全性特性 应用性质 基本特性 抗碰撞性： 消息m可为任意长度的数据块 不可怎改性 不存在H(m)=H(n),m不等于n 不可逆性 哈希值H(m)的长度固定 医名性 无法从H(m)倒推出m的值 谜题友好： H(m)能在合理的时间内被计算出 去中心化 仅随机取m值，才能得出H(m)=y 时间戳的定义及工作原理 Hash 原始数据 哈希值A 时间戳服务器 权威时间源 用户 带有时间避的哈希值B 时间截可以作为公证人的角色，为区块链上的每一个区块打上一个时间印记，确保它们依时间顺序相连，且无法被筹改 时间截是一份能够表示某项数据在一个特定时间前就已经存在的，且完整的可验证的字符序列。其证明力基于哈希函数的数学原理，由于哈希函数具备匿名性与不可复改性，若原始数据发生改变，则哈希值也会发生改变后续带有时间截的数据也无法与原始数据相匹配，从而实现对数据的认证。 头豹e 哈希算法与时间戳：区块链的密码学依据 哈希算法是区块链的核心技术之一，被广泛应用在构建区块和确认交易的完整性上，从而保障数据安全。时间戳则充当公证人，为区块链上的每一个区块打上时间印记，确保它们能按照时间顺序相连 SHA-256哈希算法在比特币区块链中的工作原理 版本号 区块头 区块头 区块头 区块体 H(A) H(B) H(C) H(D) 交易 交易 交易 交易A 交易B 交易C 交易D Block n-1 Block n+1 Block n 比特币区块链采用SHA-256哈希算法为交易数据提供安全保障 比特币区块链所采用的哈希算法为双SHA-256哈希函数，能够将长度在0至24的原始数据经过两次运算后转换成长度为256位（32字节）的消息摘要来 统一存储与识别。区块头包括前一区块、默克尔根和随机值等字段，对区块头进行两次哈希运算得到的值即是该比特币区块的Hash值。区块体部分 主要由默克尔哈希树组成，是一个基于哈希值的多叉树。比特币系统会对 对每一笔交易都做一次hash运算，再将2个交易的hash值组合，再进行hash 运算得出新的哈希值，要终的根部哈希信即默克尔根，这样的设计可以对区块数据的存在性和完整性进行快速归纳与校验。区块头仅包含默克尔根而不是所有交易的哈希值，可以极大提高区块链的运行效率与可扩展性从而使得哈希运算可以运行在智能移动设备上。 来速：聘讯云，头的开究院 R 哈希算法与时间戳的应用：数字签名 利用哈希算法的单向不可逆的性质，数字签名的安全度、性能、使用效率等方面均有质的飞跃 传统数字签名的运作模式（未加入哈希算法）发送方 接收方 发信人私钥 发信人公钥 解密成功 接收成功 发送 解密 加密 待发文件 接收文件 待发文件 数字签名 数字签名 被基改 解密失殿 加入哈希算法的数字签名运作模式发送方 发信人私钥 哈希算法 待发文件 加密 数字摘要 待发文件 数字签名 发送 接收方 同 公钥解密 数值1 接收成功 接收文件 数值对比 数字签名 数值2 被算改 哈帮运算 不相同 使用哈希算法后，数字签名的新运作模式安全性能更高，加密效率更高 传统的数字签名模式存在一个显著的问题：当需要加密的信息内容过长时，保存于USBKeY或者IC卡中的和钥在进行加密处理时，受限于USBKey或卡中的微处理器的处理能力较弱，加密时间会较长，即使在网站服 务器进行加密，也会出现服务器拥堵的问题。但，使用哈希算法后能有效解决上述问题，且其单向不可逆的特性能够提供更高的安全保障。 实通：中国会融认证中心，头的缺究陷 哈希算法与时间戳的应用：知识产权保护 哈希算法作为区块链的核心技术，为知识产权提供严谨的加密功能保障知识产权的用户信息、时间、电子数据不被算改，现今是保护知识产权的重要手段之， 哈希算法在知识产权保护方面的应用 目前最安全的Hash 哈希算法 最为严谨地检验公众密码社群 公证处 + 司法鉴定中心 时问可以准确到旁砂级别，保障数据的精准，减少误差 时间税 互联网法院 同步储存保全链 储存 哈希摘要 + 区块链 仲裁委 原始数据 用户信息安全 绑定数据与用户或企业的信息 数字签名 版权保护中心 + CA机构 将过往所有的摘要串联起来 过往摘要 哈希算法在知识产权保护中的三大作用 用户信息不可篡改 哈希算法作为区块链的核心技术，为知识产权保护筑起了一道坚实的防护墙 现今的知识产权保护通过使用区块链技术来构造保护平台，从取证、存证、验证到举证，区块链都发挥着至关重要的作用尤其是在存证环节。版权平合通过使用哈希算法、时间戳服务和数字签名对原数据进行加密运算，将其存储至区块链，再将其同步转存到各大机构供其使用。在存证过程中所使用的哈希 时间不可筹改 算法是SHA-256算法，被公认为现今最安全的Hash函数之一 在目前几种破译Hash函数的攻击方法中，还没有能找到对SHA-256造成整体碰撞的方法。因此，区块链得以在知识产权领域保障用户的电子数据不被塞改，并实现认证确权。 电子数据不可算改 头豹ewww.kadlo.com 哈希算法与时间戳的应用：加密货币 加密货币的现有格局呈现出比特币与以太币两强鼎立的格局，但稳定币USDT凭借其高稳定性和交易时间更短等优点，24小时交易量稳居第一，有望成为“点对点的电子现金系统”的主要介质 主流加密货币市场情况对比，截至2022年4月1日 流通总市值 BNB 418.7 无上限 691.3 币安市 USDC 无上限 514.2 51.7 42.5 无上限 SOL 121.0 393.9 XRP 8'0 393.6 1,000亿 瑞波币 ADA 450亿 377.2 艾达币 无上限 356.3 LUNA 100.5 AVAX 92.6 无上限 247.4 雪前网络 加密货币的现有格局呈现出比特币与以太币两强鼎立的格局，以USDT和USDC为代表的稳定币凭借流通稳定性等优势，具有弯道超车的潜力 截至2022年4月1日，流通总市值方面，比特币以8,512.1亿美元稳居第一位以太币以3.899.1亿美元位居第二，第三名泰达币的流通总市值跌落至1.000 亿美元以下。不过在24小时流通交易量方面，泰达币4月1日的交易额高达952.3亿美元，远超比特币与以太币，头这是因为泰达币与美元错定，价格高度稳定，具有更好的流通属性。以泰达币和USDC为代表的稳定币，具有价 格稳定和交易时间更短等优点，具备成为新的价值存储与交换介质的条件。 同时，稳定币又具备加密货币的完全数位化、去中心化、医名化等优点，有望实现加密货币在创始之初所要建立的"点对点的电子现金系统"这一愿景。 就一财经，头的舒究院 哈希算法与时间戳的应用：央行数字货币 通过对哈希算法、共识机制、分布式记账和智能合约几项区块链核心技术的使用，各国央行大力展开对央行数字货币研发和投入试点使用，加强自身在数字时代的领导力 央行数字货币（CBDC）技术应用结构图 区块链技术应用环节 央行数字货币应用环节 记账 大型金驰机构 央行 交易 数字货市 应用场录：大额交易 使CBDC具备可编 智能合约 程性的功能 区块链技术赋予央行数字货币的优势 1.支付效率的提升、交易成本的下降，推动社会支付水平的进步 区块链是CBDC央行数字货币的关链技术支持 在区块链中，哈希算法发挥着保障交易信息隐私安全的作用 2.数据追踪可用于防洗钱与防非法交易 央行数字货币开始被各国广泛应用，具备多项优势。区块链技术中哈希算法的安全性保障、共识机制的数据处理与维护功能、分布式记账的验证能力以及智能合约带来的应用功能，为央行在数字时代的