收录论文的杂志也有三六九等之分,你的首篇一旦发表,二篇三篇就会想着往更高级别的杂志投,对自己是一种挑战;如果得到高一级别杂志编辑的认可,又能极大增强自己的自信,同时树立自己在圈子里的威望。有什么需要我给你给你参谋一下。这个看你是刚什么用发表的是普通的散文还是学术性质的论文了,一般普通的散文只要投稿杂志3-10天内就会给你打电话是否录用了,然后把稿费给你邮过来,但是学术期刊可以没有什么稿费了,还要你自己付版面费用。而且对文章要求很严。不能要抄袭,格式不能错,什么什么的,我投了好几次都被打回来了。郁闷死,最后在一朋友知道了说我傻不傻现在论文都是在网上找代理的,他给我介绍了“小柯毕业论文”,咨询了一段时间觉得那个客服为人还比较真诚,就试着发了一篇。书都收到了,我还把我的几个朋友介绍过去,都说不错。如果您是要发表职称方面的论文,你也可以去试试。
发表论文无非就两种方式:第一种就是自己投稿,买本杂志,根据版权页上的投稿方式去投稿(这种的弊端就是周期太长,对于着急的客户,不适用)当然,跟杂志社关系好能顺利发表的请无视我的话因为直投杂志社容易,能成功发表难,我认识的主编跟我说他们邮箱里的稿件基本上没有低于过1000篇,而且杂志社就那么几个人,根本不可能忙的过来,就算抽时间看下邮件也就是看个题目,题目不新颖没吸引力的直接略过,就算点开文章,也是先大概看下职称、单位、研究方向、摘要、关键词,没什么吸引人眼球的内容也直接pass掉。第二种就是找代理机构发表(这种的需要睁大眼,发表行业鱼龙混杂,必须得保证自己发的杂志是正刊,也不能是增刊)。找代理机构认准以下几点;一、首先选择国家新闻出版广电局能查到的正规杂志二、其次是某宝担保交易,更有保障三、最后录用通知下来后,亲自打版权页或者收录网站(知网、维普、万方、龙源)上查稿电话查稿确认录用后,再付款。第一, 选择杂志,根据自己的要求确定杂志,省级的国家级的价格不一样。然后看杂志的级别,在这里呢就可以一起验证了杂志的真假,新闻出版总署输入杂志名,看是否收录,如果没有的话就要小心了,千万不能发第二,看杂志的见刊时间。自己什么时候用杂志一定要确定,如果是7月要用,那就不要发9月才鞥收到的杂志,一旦发了到了要用的时候没有法子使用。第三,杂志收录的网站。如果您那没有特别的要求,那就知网,维普,万方都可以了,如要求必须知网收录,那就自己上网查一下看看,是否知网及时更新呢第四,看付款的流程,是不是先发表,录用了查稿确定后付费用,如果不能查稿就危险了,不能保证是不是真正发表成功了。
发表一篇学术论文(特别是SCI、SSCI)不是一件很简单的事情,往往需要经历一个相对漫长的过程。对于科研新手而言,可能比较好奇发表一篇学术论文需要经过哪些步骤,今天就以理工科生发表SCI为例来谈一谈。第一步,数据收集要想发论文,首先得有拿得出手的东西,对理工科生来说,就必须有值得发表的数据,因此收集数据是发表一篇学术论文的第一步(此处忽略选题、文献调研等前期工作)。一般来说,理论性的论文可以将一些理论计算、仿真分析等结果作为数据,构成一篇论文;工程性的论文,往往需要实验数据,如果再结合一些理论分析(增加实验结果的可信度),会给文章加分不少。看过这么多文献,我发现比较牛逼的文章往往有深厚的理论分析。收集数据是第一步,也是最难、最耗时间的一步,因为你的数据是否漂亮一定程度决定了论文的创新性和价值。为了获得好的数据,好课题的重要性不言而喻,但更需要的是潜心钻研、经得住磨炼的精神。实验往往是残酷的,可能10次实验里前9次都是失败的,只有最后一次成功了,可能干脆全崩了,这时我们的心态也有可能跟着崩了。因此,不能害怕失败,就算失败了也要稳住心态,分析失败的原因,从而找出解决办法,一步一步完善实验。理论计算和仿真分析,有时比做实验更有挑战,因为往往只有具备深厚的数学和专业基础才能做好这一块,这不是一日之功就能完成的,往往需要长期的知识积累和很强的学习能力。当接触了一个新的方向时,我们对其理论背景往往不是非常熟悉,这时大量阅读文献,特别是英文书籍就很有必要,这个过程是痛苦且漫长的。第二步,数据处理/科研绘图数据很重要,数据分析也不能轻视。运用适当的数据分析方法有助于我们掌握数据的特点和内在规律,引发我们新的思考。因为论文的讨论(discussion)部分都是围绕数据展开的,数据的特点更丰富,值得说的点就更多,写起文章来也更容易。论文中的图(Figure)除了数据图还有示意图,炫酷的示意图能给论文增加不少印象分,相信审稿人看到一篇作图水平非常高的论文心情都会好很多吧。像CNS这种级别的论文的作图那叫一个赏心悦目,据说有个学者为了将一颗白菜的三维图做的更漂亮,买了一车的白菜来研究!因此掌握一定的数据处理/科研绘图能力非常重要,平时可以学一下相关的软件,知乎上有个相关的帖子打击可以点击“阅读原文”看一下。第三步,论文撰写数据处理好了,下一步自然就是撰写论文了。有了好东西,得把它说得漂亮才行,就像你开发了个好产品,但是卖得不好也没用。学术论文的结构总是差不多,相信文献看多了之后就发现,总是少不了摘要(abstract)、前言(introduction)、结果(results)、讨论(discussion)、总结(conclusion)等几个部分。在写论文初稿时,不要想着论文的排版,只管把该写的内容写下来就好(word单栏即可,或者LaTeX)。初稿完成后,再根据想要投稿的期刊的格式要求对论文进行排版,一般来说期刊会在官网提供投稿模板(template),按照要求修改格式即可。其实,投稿论文(manuscript)的格式要求和最后发表的格式往往并不一样,涉及到的都是一些比较简单的排版(字体大小、论文结构、图表等 ),因此完全不用为排版担心。因为发表前,期刊编辑会按照发表格式的要求对论文进行重新排版的。总之记住一点,写论文时把重点放在内容上,而不是格式上。论文撰写过程中,英文的表达非常重要,因此平时在文献阅读过程中,要养成积累优秀句型的习惯,做好笔记,拿来即用。前面有几期介绍过一些有助于论文写作的网站,如《论文写作时,堪称神器的网站!》。如果对自己的英文写作不够自信,最好请外国人或者相关的机构润色一下。论文写作过程中,还有一个非常重要的环节就是参考文献格式的书写。我发现身边很多人都会受这个困扰,花很多时间去琢磨如何排版参考文献。其实,有很多优秀的工具可以帮助我们做到这些,比如前面介绍的软件Zotero,后期我会专门讲解如何排版参考文献。
如果是自己写最好、最快的办法是找到你所预期的期刊,然后找到具体的联系群,找到最近期刊的征稿方向,根据征稿内容选择题材进行创作。创作时要注意以下几个方面: 一、研究期刊 研究期刊面对的群体,根据读者的要求写文章。例如期刊是面对患者的医学期刊,就要写能够解决实际问题的干货类文章。期刊一般收录的哪类作者哪种类型的文章。有些国家级期刊杂志只录用本领域名人的文章如果不是即使投稿也会石沉大海。 二、投其所好 期刊为了保证质量,一般是会考虑他的销量,你所创作的作品要能经得起考验,能吸引读者。因此,写作要针对时下热点问题,有一定的可读性。 三、适当降低档次。 如果是省级水平尽量投市级稿件,如果是国家级水平建议投省级刊物。不要一味地追求国家级刊物,知名度高的国家级刊物具有权威性与学术型统一体,一般难度比较大,要想短期内发表难度比较大。 四、找朋友帮忙。 如果能找到相关的专栏编辑,根据需要时效安排录用率肯定不会低。 一,首先应明确你是想发中文还是英文,这很重要; 二,了解写好一篇文章的基本套路; 三,查找资料,利用中国知网、各种数据库,图书等; 四,多做总结,搭建知识框架; 五,寻找写作思路; 六,着手写作; 七,修改,找老师、同学、朋友帮忙提意见; 八,寻找目标期刊,投稿 短时间内写好一篇文章并发表,说实话,对于没有写过论文的人来说,难度挺大。 与其浪费时间在其他方面,不如查几篇文献,夯实写作基础。 祝好! 你好,很高兴回答你的问题,我的个人意见是: 第一,自作创作 如果你的写作技术很好,可以通过自我创作,然后联系一些期刊等可以发表论文的平台。然后他们都有投稿的渠道。 第二,花钱模式 你可以找代写代发,花钱办事的方式解决这个问题。1. 综述性论文 综述性论文的特点就是将已经有的研究成果进行归纳总结和评述,以及提出未来的发展方向。这类论文只需要围绕一个特别小的研究点展开即可,短期内即可阅读大量的文献。不需要通过试验或仿真手段进行 探索 ,这可能是快速发表论文的一种途径了。 2. 已有研究成果的深化总结 工作当中往往会积累不少的研究成果,可尝试将与某个研究点相关的研究成果进行归纳和总结,形成一篇较为全面的综合性论文,虽没有大的亮点,但却面面俱到,对研究者也有一定的参考作用。 3. 放低对期刊的要求 显然,行业较好的期刊对论文质量有着极高的要求,它需要一定的研究积累,短期内恐怕很难搞定一篇。可放低要求,投一些不太知名的期刊,这些期刊往往来稿量较小,录用的可能性会更大。 建议 若是学生或者科研人员,还请遵循客观规律,踏实地有一些有用的成果,发表论文自然是水到渠成之事。自己写,2000元版面费。 请人代写,再加1000元。 就这么简单,就如此现实。 论文再高级,没权、没关系、没钱,想发表,没门! 不知道你所指短时间是多久,科学研究有其客观性,规律性,是需要时间的,不管怎么需要符合客观事实。 首先,找人代写代发我不建议你去做,这明显是违反学术道德的,一经发现,后果非常严重,你这辈子在行业内就难再混了,这个污点是要背一辈子的,我不是危言耸听,身边就发生过类似抄袭事件,结果很优秀很有前途的人,学术生涯,个人前途基本就此了断。 其次,科学研究结果的真实性很重要,试想此次疫情,如果医生参考了假的研究结果,那后果对病人可能是致命的,一般代写代发的都是瞎编乱造,这样的论文你敢要?说严重了可能害人命的。 回到你的问题,那如果按照正常规律,不违法学术道德,是否可以有一些快速发表论文的技巧或方法,这是可以有的,举几个例子: 1. 先针对你的科学问题设计好实验,论文框架打好。除了结果,讨论部分,其余部分都是可以在实验结束前基本写好的,很多人误以为,先试着做实验,等结果出来再整理数据,分析,看看结果提示了什么,才开始构思论文怎么写,这种其实是一种误区,而且正因为没有目的的做实验,往往最后发现实验设计不合理关键数据缺失,结果很难分析或很难说明问题,造成论文撰写很困难,一拖再拖。 3. 找对合适的期刊投稿。有时候不是你文章水平不行,而是没有选对期刊,这样可能导致反复被拒,或者审稿过程曲折,延长了论文发表周期。理论上说,一篇论文就好像一个人,没有一个是完美的,所以就和找对象一样,投稿要寻找最匹配期刊。另外期刊的审稿时间,发表周期也不同,你尽可能找大家一致认为的效率高的期刊。 4. 寻找权威人士推荐投稿。如果你认识本领域学术界的权威人士,有他们推荐,那必定会投中几率高,也会更快发表。 无论怎样,还是不要想投机取巧,天下没有后悔药。 首先要思考:自己发表还是找人代写代发呢?什么级别呢?发论文目的是干什么呢? 其次,代写代发,是最快的,我们有1个月/2个月等快速发表的
不好写。区块链会计论文需要掌握充足的区块链知识,拿捏论文的深度,对一般人来说难度较大。将来的区块链就是一个庞大的数据,是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息,它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中,只要整个系统中有一台服务器可以工作,整条区块链就是安全的。会计论文本身结构相对复杂,评判标准严苛,论文必须下功夫,认真对待,有挑战性,也必然意味着一篇涵盖区块链的会计论文具有不可小觑的难度。
区块链在金融领域的前景分析论文
区块链技术诞生于2008年,第一个应用是毕特币。区块链技术使用去中心化共识机制,维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库,在无需建立信任关系的前提下,能够让区块链中的参与者实现一个统一的账本系统。2015年,欧美的很多主流金融机构认识到了该技术的应用前景,纷纷探索在金融领域应用区块链技术。国际货币基金组织在一份报告中指出“它具有改变财政金融的潜力”,也有人认为区块链技术将会像复式记账法和股份制一样深刻改变人类社会。
区块链将使所有个体都有可能成为金融资源配置中的重要节点,也将促进现有金融体系与金融规则的改良,构建共享共赢式的金融发展生态体系。区块链技术的出现是人类信用创造的一次革命,它能让交易双方在无需第三方信用中介的情况下开展经济活动,从而实现低成本的价值转移。可以说,区块链技术是互联网时代效率更高的价值交换技术,互联网由此从传递信息的信息互联网向转移价值的价值互联网进化,这有利于传统金融机构借势转型,将内生的业务流程和应用场景互联网化。
一、区块链的特征与不足
(一)区块链的主要特征
(1)去中心。在区块链中,不存在中心化的硬件或管理机构,分布式的结构体系和开源协议让所有的参与者都参与数据的记录和验证,再通过分布式传播发送给各个节点,每个参与的节点都是“自中心”,权利和义务都是均等的。区块链又不是简单的去中心,而是多中心或弱中心。当物联网使所有个体都有可能成为中心节点时,传统金融中介的中心地位发生改变,从垄断型、资源优势型的中心和强中介转化为开放式平台,成为服务导向式的多中心当中的差异化中心。
(2)去信任。从信任的角度来看,区块链采用一套公开透明的数学算法,基于协商一致的规范和协议,使所有节点能够在去信任的环境下自动安全地交换数据。区块链实质上是通过数学方法解决信任问题,所有的规则都以算法程序的形式表达,参与方不需要知道交易对手的信用水平,不需要第三方机构的交易背书或者担保验证,只需要信任共同的算法,通过算法为参与者创造信用、产生信任、达成共识。
(3)时间戳。区块是一段时间内的数据和代码打包而生成的,下一区块的页首包含上一区块的索引信息,首尾相连便形成了链。记录完整历史的区块与可进行完整验证的链,形成了可追朔完整历史的时间戳,可为每一笔数据提供检索和查找功能,并可借助区块链结构追本溯源,逐笔验证。所以,区块链生成时都加盖了时间戳,形成不可篡改、不可伪造的数据库。单个节点上对数据库的修改是无效的,除非能够同时控制系统中超过51%的节点,因此区块链的数据可靠性很高。
(4)非对称加密。区块链使用非对称加密算法,即在加密和解密过程中使用一个“密钥对”,“密钥对”中的两个密钥具有非对称特点。在区块链的应用场景中,一方面,密钥是所有参与者可见的公钥,参与者都可用公钥来加密一段真实性信息,只有信息拥有者能用私钥来解密。另一方面,使用私钥对信息签名,通过对应的公钥来验证签名,确保信息为真正的持有人发出。非对称加密将价值交换中的摩擦边界降到最低,能够实现透明数据的匿名性,保护个人隐私。
(5)智能合约:由于区块链可实现点对点的价值传递,传递时可以嵌入相应的编程脚本,通过这种智能合约的方式去处理一些无法预见的交易模式,保证区块链能够持续生效。这种可编程脚本本质上是众多指令汇总的列表,实现价值交换时的针对性和条件性,实现价值的特定用途。所以,基于区块链的任何价值交换活动都可通过智能编程的方式对其用途、方向和各种限制条件等做到硬控制,省去了以法律或者合同软约束的成本。
(二)区块链存在的主要问题
(1)高能耗问题。传统货币银行学体系中存在不可能三角,即不可能同时达到去中心化、低能耗和高度安全,在区块链构建中也同样存在不可能三角。比如,在毕特币的实际应用中,其发展带来了计算机硬件的快速膨胀,在“挖矿”过程中的主要成本转移到硬件成本和电力成本等。所以,应用区块链技术实现权益成本收益后,让其技术功效发挥至最大化成为急需解决的问题。
(2)存储空间问题。由于区块链记录系统中自初始信息的每一笔交易信息,并且每个节点都要下载存储并实时更新数据区块,所以,每个节点的数据都完全同步的话,网络压力较大,每个节点的存储空间容量要求可能会成为制约其发展的关键问题。
(3)抗压能力问题。基于区块链构建的.系统遵循木桶理论,要兼顾所有网络节点中处理速度和网络环境最差的,所以,如果将区块链技术推广至大规模交易环境下,其整体的抗压能力还有待验证。如果每秒产生的交易量超过系统(最弱节点)的设计容纳能力,交易就自动进入到队列进行排队,带来不良用户体验。
二、区块链在金融领域的应用
(一)金融基础设施
区块链可能作为互联网的基础设施,在很多领域都表现出广阔的应用前景。在金融行业中,区块链技术将首先影响支付系统、证券结算系统、交易数据库等金融基础设施,随后该技术也会扩及一般性金融业务,比如信用体系、“反洗钱”等。这是因为,基于区块链技术的特点,其将首先切入信任要求高且传统信任机制成本高的基础设施领域,过去,基础设施都是公共产品,而区块链新技术和新制度使更多人有可能参与公共产品供给。未来的互联网金融是要利用区块链等互联网技术,改造传统金融机构的核心生产系统,把金融企业架构在互联网上。
当前的信息互联网可统称为TCP/IP模型,HTTP是应用层中最重要的应用协议。在价值互联网中,区块链是在应用层里的一个点对点传输的协议。它的价值与信息互联网中HTTP协议的价值是一样的。区块链的巨大潜力和前景就是可以重构传统金融业的基础设施与核心生产系统,而不仅仅停留在APP等应用层面。这是因为,在网络层次,区块链是建立在IP通信协议基础上的,是建立在分布式网络基础上的;在数据层面,区块链这一数据库系统是崭新的,明显优于现有金融体系的数据库;在应用层面,基于区块链的登记结算、清算系统以及智能合约、物联网能大幅提升效率,区块链上的金融活动是可编程的金融。.
(二)数字的货币
从安全、成本等角度看,纸币被新技术、新产品取代是大势所趋。数字的货币发行、流通体系的建立,对于金融基础设施建设和经济发展都是十分必要的。遵循传统货币与数字的货币一体化的思路,数字的货币的发行、流通和交易应由央行主导,体现便利性和安全性,做到保护隐私与维护社会秩序、打击违法犯罪行为的平衡,要有利于货币政策的有效运行和传导,要保留货币主权的控制力,数字的货币是自由可兑换的,同时也是可控的可兑换。
区块链技术在毕特币上的成功证明了可编程数字的货币的可行性。英国央行的研究表明,中央银行可以考虑发行基于区块链的数字的货币,这可增加金融稳定性。数字的货币的技术路线可分为基于账户和不基于账户两种,也可分层并用而设法共存。区块链技术的特点是分布式簿记,不基于账户,而且无法篡改,如果数字的货币重点强调保护个人隐私,可选用这一技术。不过,目前区块链占用的计算资源和存储资源太多,应对不了现在的交易规模,需要解决这一问题才能得到推广应用。
(三)自金融
如果从服务的角度、从非货币创造角度来看,现代金融都是通过中介机构实现的。互联网时代,有可能实现去中介化的真正意义上的直接金融。不过,这种可能性还不完全,最主要的原因是目前互联网金融是在原有金融基础之上的,无法跳出来,区块链技术提供了一种可能性。区块链可分为公有区块链和私有区块链。公有区块链就是像毕特币这样的,认可了协议,就成为区块链的组成部分。私有区块链仍然是要获得许可的,银行系统的区块链技术,需要对每一个参与者进行审核。私有区块链非常近似于一种自金融的形态,公有区块链更类似于对私有区块链底层的支持和保障。当区块链技术普遍应用,金融管理技术的第三方化普通呈现,基于区块链技术的自金融就完全成为可能。
三、区块链应用与金融监管
区块链技术是目前唯一无需第三方就可用于记录和证明交易一致性和公司财务准确性的工具。因此,它可以满足潜在监管者和公众对于审计有效性、准确性和时效性的要求,在金融领域有着广阔的应用前景。但其发展仍受到现行制度的制约。一方面,区块链对现行体制带来了冲击,因为其去中心、自治的特性淡化了国家、监管等概念。比如,以毕特币为代表的数字的货币挑战了国家的货币发行权和货币政策调控权,导致货币当局对数字的货币的发展持保守态度。另一方面,监管部门对这项新技术也缺乏充分的认识和预期,法律和制度建立将会严重滞后,导致区块链运用缺乏必要的制度规范和法律保护,增大了市场主体的风险。
区块链金融技术一旦在金融业普遍展开以后,监管的去金融属性化就产生了,监管职能、监管方式和监管手段将会被重新界定。比如,证券借贷、回购和融资融券如能通过区块链交易,监管部门就可考虑利用这个公共账本的信息对市场中的系统性风险进行监控,不仅高效而且可靠。从宏观金融视角看,当自金融时代产生以后,货币创造和传导机制以及信用创造格局将会变化。从微观金融视角看,随着区块链技术的进一步发展,金融与商业已经难以区分,将超越分业和混业监管的含义,金融监管体系的改革需要从这个视角来探讨。
区块链技术带来的“去中心化”仍需要中心化的部门提供规范和保障支持。监管机构可主动拥抱互联网金融的新技术,美国证监会委员Kara Stein认为,监管机构需要处于引导位置,利用区块链技术的优势并快速响应其潜在的弱点。比如,区块链技术希望打破特权和人为操纵,让计算机算法实现“信用自由公证”。但从实践来看,由于缺乏监管,毕特币等数字的货币交易面临的投机和洗钱风险就很高。因此,区块链技术应用需要监管部门制定相关标准和规范,保证金融创新产品得到合理运用。同时,还要提高消费者权益的保护,加强金融消费权益保护的教育工作,提高消费者的风险防范意识。
论文主要提出了一种针对共识机制PoS的多重签名算法Pixel。
所有基于PoS的区块链以及允许的区块链均具有通用结构,其中节点运行共识子协议,以就要添加到分类账的下一个区块达成共识。这样的共识协议通常要求节点检查阻止提议并通过对可接受提议进行数字签名来表达其同意。当一个节点从特定块上的其他节点看到足够多的签名时,会将其附加到其分类帐视图中。
由于共识协议通常涉及成千上万的节点,为了达成共识而共同努力,因此签名方案的效率至关重要。此外,为了使局外人能够有效地验证链的有效性,签名应紧凑以进行传输,并应快速进行验证。已发现多重签名对于此任务特别有用,因为它们使许多签名者可以在公共消息上创建紧凑而有效的可验证签名。
补充知识: 多重签名 是一种数字签名。在数字签名应用中,有时需要多个用户对同一个文件进行签名和认证。比如,一个公司发布的声明中涉及财务部、开发部、销售部、售后服务部等部门,需要得到这些部门签名认可,那么,就需要这些部门对这个声明文件进行签名。能够实现多个用户对同一文件进行签名的数字签名方案称作多重数字签名方案。 多重签名是数字签名的升级,它让区块链相关技术应用到各行各业成为可能。 在实际的操作过程中,一个多重签名地址可以关联n个私钥,在需要转账等操作时,只要其中的m个私钥签名就可以把资金转移了,其中m要小于等于n,也就是说m/n小于1,可以是2/3, 3/5等等,是要在建立这个多重签名地址的时候确定好的。
本文提出了Pixel签名方案,这是一种基于配对的前向安全多签名方案,可用于基于PoS的区块链,可大幅节省带宽和存储要求。为了支持总共T个时间段和一个大小为N的委员会,多重签名仅包含两个组元素,并且验证仅需要三对配对,一个乘幂和N -1个乘法。像素签名几乎与BLS多重签名一样有效,而且还满足前向安全性。此外,就像在BLS多签名中一样,任何人都可以非交互地将单个签名聚合到一个多签名中。
有益效果: 为了验证Pixel的设计,将Pixel的Rust实施的性能与以前的基于树的前向安全解决方案进行了比较。展示了如何将Pixel集成到任何PoS区块链中。接下来,在Algorand区块链上评估Pixel,表明它在存储,带宽和块验证时间方面产生了显着的节省。我们的实验结果表明,Pixel作为独立的原语并在区块链中使用是有效的。例如,与一组128位安全级别的N = 1500个基于树的前向安全签名(对于T = 232)相比,可以认证整个集合的单个Pixel签名要小2667倍,并且可以被验证快40倍。像素签名将1500次事务的Algorand块的大小减少了约35%,并将块验证时间减少了约38%。
对比传统BLS多重签名方案最大的区别是BLS并不具备前向安全性。
对比基于树的前向安全签名,基于树的前向安全签名可满足安全性,但是其构造的签名太大,验证速度有待提升。 本文设计减小了签名大小、降低了验证时间。
补充知识: 前向安全性 是密码学中通讯协议的安全属性,指的是长期使用的主密钥泄漏不会导致过去的会话密钥泄漏。前向安全能够保护过去进行的通讯不受密码或密钥在未来暴露的威胁。如果系统具有前向安全性,就可以保证在主密钥泄露时历史通讯的安全,即使系统遭到主动攻击也是如此。
构建基于分层身份的加密(HIBE)的前向安全签名,并增加了在同一消息上安全地聚合签名以及生成没有可信集的公共参数的能力。以实现: 1、生成与更新密钥 2、防止恶意密钥攻击的安全性 3、无效的信任设置
对于常见的后攻击有两种变体: 1、短程变体:对手试图在共识协议达成之前破坏委员会成员。解决:通过假设攻击延迟长于共识子协议的运行时间来应对短距离攻击。 2、远程变体:通过分叉选择规则解决。 前向安全签名为这两种攻击提供了一种干净的解决方案,而无需分叉选择规则或有关对手和客户的其他假设。(说明前向安全签名的优势)。
应用于许可的区块链共识协议(例如PBFT)也是许多许可链(例如Hyperledger)的核心,在这些区块链中,只有经过批准的方可以加入网络。我们的签名方案可以类似地应用于此设置, 以实现前向保密性,减少通信带宽并生成紧凑的块证书。
传统Bellare-Miner 模型,消息空间M的前向安全签名方案FS由以下算法组成: 1、Setup pp ←Setup(T), pp为各方都同意的公共参数,Setup(T)表示在T时间段内对于固定参数的分布设置。
2、Key generation (pk,sk1) ←Kg 签名者在输入的最大时间段T上运行密钥生成算法,以为第一时间段生成公共验证密钥pk和初始秘密签名密钥sk1。
3、Key update skt+1←Upd(skt) 签名者使用密钥更新算法将时间段t的秘密密钥skt更新为下一个周期的skt + 1。该方案还可以为任何t0> t提供 “快速转发”更新算法 skt0←$ Upd0(skt,t0),该算法比重复应用Upd更有效。
4、Signing σ ←Sign(skt,M),在输入当前签名密钥skt消息m∈M时,签名者使用此算法来计算签名σ。
5、Verification b ← Vf(pk,t,M,σ)任何人都可以通过运行验证算法来验证消息M在公共密钥pk下的时间段t内的签名M的签名,该算法返回1表示签名有效,否则返回0。
1、依靠非对称双线性组来提高效率,我们的签名位于G2×G1中而不是G2 ^2中。这样,就足以给出公共参数到G1中(然后我们可以使用散列曲线实例化而无需信任设置),而不必生成“一致的”公共参数(hi,h0 i)=(gxi 1,gxi 2)∈G1× G2。
2、密钥生成算法,公钥pk更小,参数设置提升安全性。
除了第3节中的前向安全签名方案的算法外,密钥验证模型中的前向安全多重签名方案FMS还具有密钥生成,该密钥生成另外输出了公钥的证明π。 新增Key aggregation密钥汇总、Signature aggregation签名汇总、Aggregate verification汇总验证。满足前向安全的多重签名功能的前提下也证明了其正确性和安全性。
1、PoS在后继损坏中得到保护 后继损坏:后验证的节点对之前的共识验证状态进行攻击破坏。 在许多用户在同一条消息上传播许多签名(例如交易块)的情况下,可以将Pixel应用于所有这些区块链中,以防止遭受后继攻击并潜在地减少带宽,存储和计算成本。
2、Pixel整合 为了对区块B进行投票,子协议的每个成员使用具有当前区块编号的Pixel签署B。当我们看到N个委员会成员在同一块B上签名的集合时,就达成了共识,其中N是某个固定阈值。最后,我们将这N个签名聚合为单个多重签名Σ,而对(B,Σ)构成所谓的 区块证书 ,并将区块B附加到区块链上。
3、注册公共密钥 希望参与共识的每个用户都需要注册一个参与签名密钥。用户首先采样Pixel密钥对并生成相应的PoP。然后,用户发出特殊交易(在她的消费密钥下签名), 注册新的参与密钥 。交易包括PoP。选择在第r轮达成协议的PoS验证者,检查(a)特殊交易的有效性和(b)PoP的有效性。如果两项检查均通过,则 使用新的参与密钥更新用户的帐户 。从这一点来看,如果选中,则用户将使用Pixel登录块。 即不断更换自己的参与密钥,实现前向安全性。
4、传播和聚集签名 各个委员会的签名将通过网络传播,直到在同一块B上看到N个委员会成员的签名为止。请注意,Pixel支持非交互式和增量聚合:前者意味着签名可以在广播后由任何一方聚合,而无需与原始签名者,而后者意味着我们可以将新签名添加到多重签名中以获得新的多重签名。实际上,这意味着传播的节点可以对任意数量的委员会签名执行中间聚合并传播结果,直到形成块证书为止。或者,节点可以在将块写入磁盘之前聚合所有签名。也就是说,在收到足够的区块证明票后,节点可以将N个委员会成员的签名聚集到一个多重签名中,然后将区块和证书写入磁盘。
5、密钥更新 在区块链中使用Pixel时,时间对应于共识协议中的区块编号或子步骤。将时间与区块编号相关联时,意味着所有符合条件的委员会成员都应在每次形成新区块并更新轮回编号时更新其Pixel密钥。
在Algorand 项目上进行实验评估,与Algorand项目自带的防止后腐败攻击的解决方案BM-Ed25519以及BLS多签名解决方案做对比。
存储空间上:
节省带宽: Algorand使用基于中继的传播模型,其中用户的节点连接到中继网络(具有更多资源的节点)。如果在传播过程中没有聚合,则中继和常规节点的带宽像素节省来自较小的签名大小。每个中继可以服务数十个或数百个节点,这取决于它提供的资源。
节省验证时间
区块链在金融领域的前景分析论文
区块链技术诞生于2008年,第一个应用是毕特币。区块链技术使用去中心化共识机制,维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库,在无需建立信任关系的前提下,能够让区块链中的参与者实现一个统一的账本系统。2015年,欧美的很多主流金融机构认识到了该技术的应用前景,纷纷探索在金融领域应用区块链技术。国际货币基金组织在一份报告中指出“它具有改变财政金融的潜力”,也有人认为区块链技术将会像复式记账法和股份制一样深刻改变人类社会。
区块链将使所有个体都有可能成为金融资源配置中的重要节点,也将促进现有金融体系与金融规则的改良,构建共享共赢式的金融发展生态体系。区块链技术的出现是人类信用创造的一次革命,它能让交易双方在无需第三方信用中介的情况下开展经济活动,从而实现低成本的价值转移。可以说,区块链技术是互联网时代效率更高的价值交换技术,互联网由此从传递信息的信息互联网向转移价值的价值互联网进化,这有利于传统金融机构借势转型,将内生的业务流程和应用场景互联网化。
一、区块链的特征与不足
(一)区块链的主要特征
(1)去中心。在区块链中,不存在中心化的硬件或管理机构,分布式的结构体系和开源协议让所有的参与者都参与数据的记录和验证,再通过分布式传播发送给各个节点,每个参与的节点都是“自中心”,权利和义务都是均等的。区块链又不是简单的去中心,而是多中心或弱中心。当物联网使所有个体都有可能成为中心节点时,传统金融中介的中心地位发生改变,从垄断型、资源优势型的中心和强中介转化为开放式平台,成为服务导向式的多中心当中的差异化中心。
(2)去信任。从信任的角度来看,区块链采用一套公开透明的数学算法,基于协商一致的规范和协议,使所有节点能够在去信任的环境下自动安全地交换数据。区块链实质上是通过数学方法解决信任问题,所有的规则都以算法程序的形式表达,参与方不需要知道交易对手的信用水平,不需要第三方机构的交易背书或者担保验证,只需要信任共同的算法,通过算法为参与者创造信用、产生信任、达成共识。
(3)时间戳。区块是一段时间内的数据和代码打包而生成的,下一区块的页首包含上一区块的索引信息,首尾相连便形成了链。记录完整历史的区块与可进行完整验证的链,形成了可追朔完整历史的时间戳,可为每一笔数据提供检索和查找功能,并可借助区块链结构追本溯源,逐笔验证。所以,区块链生成时都加盖了时间戳,形成不可篡改、不可伪造的数据库。单个节点上对数据库的修改是无效的,除非能够同时控制系统中超过51%的节点,因此区块链的数据可靠性很高。
(4)非对称加密。区块链使用非对称加密算法,即在加密和解密过程中使用一个“密钥对”,“密钥对”中的两个密钥具有非对称特点。在区块链的应用场景中,一方面,密钥是所有参与者可见的公钥,参与者都可用公钥来加密一段真实性信息,只有信息拥有者能用私钥来解密。另一方面,使用私钥对信息签名,通过对应的公钥来验证签名,确保信息为真正的持有人发出。非对称加密将价值交换中的摩擦边界降到最低,能够实现透明数据的匿名性,保护个人隐私。
(5)智能合约:由于区块链可实现点对点的价值传递,传递时可以嵌入相应的编程脚本,通过这种智能合约的方式去处理一些无法预见的交易模式,保证区块链能够持续生效。这种可编程脚本本质上是众多指令汇总的列表,实现价值交换时的针对性和条件性,实现价值的特定用途。所以,基于区块链的任何价值交换活动都可通过智能编程的方式对其用途、方向和各种限制条件等做到硬控制,省去了以法律或者合同软约束的成本。
(二)区块链存在的主要问题
(1)高能耗问题。传统货币银行学体系中存在不可能三角,即不可能同时达到去中心化、低能耗和高度安全,在区块链构建中也同样存在不可能三角。比如,在毕特币的实际应用中,其发展带来了计算机硬件的快速膨胀,在“挖矿”过程中的主要成本转移到硬件成本和电力成本等。所以,应用区块链技术实现权益成本收益后,让其技术功效发挥至最大化成为急需解决的问题。
(2)存储空间问题。由于区块链记录系统中自初始信息的每一笔交易信息,并且每个节点都要下载存储并实时更新数据区块,所以,每个节点的数据都完全同步的话,网络压力较大,每个节点的存储空间容量要求可能会成为制约其发展的关键问题。
(3)抗压能力问题。基于区块链构建的.系统遵循木桶理论,要兼顾所有网络节点中处理速度和网络环境最差的,所以,如果将区块链技术推广至大规模交易环境下,其整体的抗压能力还有待验证。如果每秒产生的交易量超过系统(最弱节点)的设计容纳能力,交易就自动进入到队列进行排队,带来不良用户体验。
二、区块链在金融领域的应用
(一)金融基础设施
区块链可能作为互联网的基础设施,在很多领域都表现出广阔的应用前景。在金融行业中,区块链技术将首先影响支付系统、证券结算系统、交易数据库等金融基础设施,随后该技术也会扩及一般性金融业务,比如信用体系、“反洗钱”等。这是因为,基于区块链技术的特点,其将首先切入信任要求高且传统信任机制成本高的基础设施领域,过去,基础设施都是公共产品,而区块链新技术和新制度使更多人有可能参与公共产品供给。未来的互联网金融是要利用区块链等互联网技术,改造传统金融机构的核心生产系统,把金融企业架构在互联网上。
当前的信息互联网可统称为TCP/IP模型,HTTP是应用层中最重要的应用协议。在价值互联网中,区块链是在应用层里的一个点对点传输的协议。它的价值与信息互联网中HTTP协议的价值是一样的。区块链的巨大潜力和前景就是可以重构传统金融业的基础设施与核心生产系统,而不仅仅停留在APP等应用层面。这是因为,在网络层次,区块链是建立在IP通信协议基础上的,是建立在分布式网络基础上的;在数据层面,区块链这一数据库系统是崭新的,明显优于现有金融体系的数据库;在应用层面,基于区块链的登记结算、清算系统以及智能合约、物联网能大幅提升效率,区块链上的金融活动是可编程的金融。.
(二)数字的货币
从安全、成本等角度看,纸币被新技术、新产品取代是大势所趋。数字的货币发行、流通体系的建立,对于金融基础设施建设和经济发展都是十分必要的。遵循传统货币与数字的货币一体化的思路,数字的货币的发行、流通和交易应由央行主导,体现便利性和安全性,做到保护隐私与维护社会秩序、打击违法犯罪行为的平衡,要有利于货币政策的有效运行和传导,要保留货币主权的控制力,数字的货币是自由可兑换的,同时也是可控的可兑换。
区块链技术在毕特币上的成功证明了可编程数字的货币的可行性。英国央行的研究表明,中央银行可以考虑发行基于区块链的数字的货币,这可增加金融稳定性。数字的货币的技术路线可分为基于账户和不基于账户两种,也可分层并用而设法共存。区块链技术的特点是分布式簿记,不基于账户,而且无法篡改,如果数字的货币重点强调保护个人隐私,可选用这一技术。不过,目前区块链占用的计算资源和存储资源太多,应对不了现在的交易规模,需要解决这一问题才能得到推广应用。
(三)自金融
如果从服务的角度、从非货币创造角度来看,现代金融都是通过中介机构实现的。互联网时代,有可能实现去中介化的真正意义上的直接金融。不过,这种可能性还不完全,最主要的原因是目前互联网金融是在原有金融基础之上的,无法跳出来,区块链技术提供了一种可能性。区块链可分为公有区块链和私有区块链。公有区块链就是像毕特币这样的,认可了协议,就成为区块链的组成部分。私有区块链仍然是要获得许可的,银行系统的区块链技术,需要对每一个参与者进行审核。私有区块链非常近似于一种自金融的形态,公有区块链更类似于对私有区块链底层的支持和保障。当区块链技术普遍应用,金融管理技术的第三方化普通呈现,基于区块链技术的自金融就完全成为可能。
三、区块链应用与金融监管
区块链技术是目前唯一无需第三方就可用于记录和证明交易一致性和公司财务准确性的工具。因此,它可以满足潜在监管者和公众对于审计有效性、准确性和时效性的要求,在金融领域有着广阔的应用前景。但其发展仍受到现行制度的制约。一方面,区块链对现行体制带来了冲击,因为其去中心、自治的特性淡化了国家、监管等概念。比如,以毕特币为代表的数字的货币挑战了国家的货币发行权和货币政策调控权,导致货币当局对数字的货币的发展持保守态度。另一方面,监管部门对这项新技术也缺乏充分的认识和预期,法律和制度建立将会严重滞后,导致区块链运用缺乏必要的制度规范和法律保护,增大了市场主体的风险。
区块链金融技术一旦在金融业普遍展开以后,监管的去金融属性化就产生了,监管职能、监管方式和监管手段将会被重新界定。比如,证券借贷、回购和融资融券如能通过区块链交易,监管部门就可考虑利用这个公共账本的信息对市场中的系统性风险进行监控,不仅高效而且可靠。从宏观金融视角看,当自金融时代产生以后,货币创造和传导机制以及信用创造格局将会变化。从微观金融视角看,随着区块链技术的进一步发展,金融与商业已经难以区分,将超越分业和混业监管的含义,金融监管体系的改革需要从这个视角来探讨。
区块链技术带来的“去中心化”仍需要中心化的部门提供规范和保障支持。监管机构可主动拥抱互联网金融的新技术,美国证监会委员Kara Stein认为,监管机构需要处于引导位置,利用区块链技术的优势并快速响应其潜在的弱点。比如,区块链技术希望打破特权和人为操纵,让计算机算法实现“信用自由公证”。但从实践来看,由于缺乏监管,毕特币等数字的货币交易面临的投机和洗钱风险就很高。因此,区块链技术应用需要监管部门制定相关标准和规范,保证金融创新产品得到合理运用。同时,还要提高消费者权益的保护,加强金融消费权益保护的教育工作,提高消费者的风险防范意识。
论文主要提出了一种针对共识机制PoS的多重签名算法Pixel。
所有基于PoS的区块链以及允许的区块链均具有通用结构,其中节点运行共识子协议,以就要添加到分类账的下一个区块达成共识。这样的共识协议通常要求节点检查阻止提议并通过对可接受提议进行数字签名来表达其同意。当一个节点从特定块上的其他节点看到足够多的签名时,会将其附加到其分类帐视图中。
由于共识协议通常涉及成千上万的节点,为了达成共识而共同努力,因此签名方案的效率至关重要。此外,为了使局外人能够有效地验证链的有效性,签名应紧凑以进行传输,并应快速进行验证。已发现多重签名对于此任务特别有用,因为它们使许多签名者可以在公共消息上创建紧凑而有效的可验证签名。
补充知识: 多重签名 是一种数字签名。在数字签名应用中,有时需要多个用户对同一个文件进行签名和认证。比如,一个公司发布的声明中涉及财务部、开发部、销售部、售后服务部等部门,需要得到这些部门签名认可,那么,就需要这些部门对这个声明文件进行签名。能够实现多个用户对同一文件进行签名的数字签名方案称作多重数字签名方案。 多重签名是数字签名的升级,它让区块链相关技术应用到各行各业成为可能。 在实际的操作过程中,一个多重签名地址可以关联n个私钥,在需要转账等操作时,只要其中的m个私钥签名就可以把资金转移了,其中m要小于等于n,也就是说m/n小于1,可以是2/3, 3/5等等,是要在建立这个多重签名地址的时候确定好的。
本文提出了Pixel签名方案,这是一种基于配对的前向安全多签名方案,可用于基于PoS的区块链,可大幅节省带宽和存储要求。为了支持总共T个时间段和一个大小为N的委员会,多重签名仅包含两个组元素,并且验证仅需要三对配对,一个乘幂和N -1个乘法。像素签名几乎与BLS多重签名一样有效,而且还满足前向安全性。此外,就像在BLS多签名中一样,任何人都可以非交互地将单个签名聚合到一个多签名中。
有益效果: 为了验证Pixel的设计,将Pixel的Rust实施的性能与以前的基于树的前向安全解决方案进行了比较。展示了如何将Pixel集成到任何PoS区块链中。接下来,在Algorand区块链上评估Pixel,表明它在存储,带宽和块验证时间方面产生了显着的节省。我们的实验结果表明,Pixel作为独立的原语并在区块链中使用是有效的。例如,与一组128位安全级别的N = 1500个基于树的前向安全签名(对于T = 232)相比,可以认证整个集合的单个Pixel签名要小2667倍,并且可以被验证快40倍。像素签名将1500次事务的Algorand块的大小减少了约35%,并将块验证时间减少了约38%。
对比传统BLS多重签名方案最大的区别是BLS并不具备前向安全性。
对比基于树的前向安全签名,基于树的前向安全签名可满足安全性,但是其构造的签名太大,验证速度有待提升。 本文设计减小了签名大小、降低了验证时间。
补充知识: 前向安全性 是密码学中通讯协议的安全属性,指的是长期使用的主密钥泄漏不会导致过去的会话密钥泄漏。前向安全能够保护过去进行的通讯不受密码或密钥在未来暴露的威胁。如果系统具有前向安全性,就可以保证在主密钥泄露时历史通讯的安全,即使系统遭到主动攻击也是如此。
构建基于分层身份的加密(HIBE)的前向安全签名,并增加了在同一消息上安全地聚合签名以及生成没有可信集的公共参数的能力。以实现: 1、生成与更新密钥 2、防止恶意密钥攻击的安全性 3、无效的信任设置
对于常见的后攻击有两种变体: 1、短程变体:对手试图在共识协议达成之前破坏委员会成员。解决:通过假设攻击延迟长于共识子协议的运行时间来应对短距离攻击。 2、远程变体:通过分叉选择规则解决。 前向安全签名为这两种攻击提供了一种干净的解决方案,而无需分叉选择规则或有关对手和客户的其他假设。(说明前向安全签名的优势)。
应用于许可的区块链共识协议(例如PBFT)也是许多许可链(例如Hyperledger)的核心,在这些区块链中,只有经过批准的方可以加入网络。我们的签名方案可以类似地应用于此设置, 以实现前向保密性,减少通信带宽并生成紧凑的块证书。
传统Bellare-Miner 模型,消息空间M的前向安全签名方案FS由以下算法组成: 1、Setup pp ←Setup(T), pp为各方都同意的公共参数,Setup(T)表示在T时间段内对于固定参数的分布设置。
2、Key generation (pk,sk1) ←Kg 签名者在输入的最大时间段T上运行密钥生成算法,以为第一时间段生成公共验证密钥pk和初始秘密签名密钥sk1。
3、Key update skt+1←Upd(skt) 签名者使用密钥更新算法将时间段t的秘密密钥skt更新为下一个周期的skt + 1。该方案还可以为任何t0> t提供 “快速转发”更新算法 skt0←$ Upd0(skt,t0),该算法比重复应用Upd更有效。
4、Signing σ ←Sign(skt,M),在输入当前签名密钥skt消息m∈M时,签名者使用此算法来计算签名σ。
5、Verification b ← Vf(pk,t,M,σ)任何人都可以通过运行验证算法来验证消息M在公共密钥pk下的时间段t内的签名M的签名,该算法返回1表示签名有效,否则返回0。
1、依靠非对称双线性组来提高效率,我们的签名位于G2×G1中而不是G2 ^2中。这样,就足以给出公共参数到G1中(然后我们可以使用散列曲线实例化而无需信任设置),而不必生成“一致的”公共参数(hi,h0 i)=(gxi 1,gxi 2)∈G1× G2。
2、密钥生成算法,公钥pk更小,参数设置提升安全性。
除了第3节中的前向安全签名方案的算法外,密钥验证模型中的前向安全多重签名方案FMS还具有密钥生成,该密钥生成另外输出了公钥的证明π。 新增Key aggregation密钥汇总、Signature aggregation签名汇总、Aggregate verification汇总验证。满足前向安全的多重签名功能的前提下也证明了其正确性和安全性。
1、PoS在后继损坏中得到保护 后继损坏:后验证的节点对之前的共识验证状态进行攻击破坏。 在许多用户在同一条消息上传播许多签名(例如交易块)的情况下,可以将Pixel应用于所有这些区块链中,以防止遭受后继攻击并潜在地减少带宽,存储和计算成本。
2、Pixel整合 为了对区块B进行投票,子协议的每个成员使用具有当前区块编号的Pixel签署B。当我们看到N个委员会成员在同一块B上签名的集合时,就达成了共识,其中N是某个固定阈值。最后,我们将这N个签名聚合为单个多重签名Σ,而对(B,Σ)构成所谓的 区块证书 ,并将区块B附加到区块链上。
3、注册公共密钥 希望参与共识的每个用户都需要注册一个参与签名密钥。用户首先采样Pixel密钥对并生成相应的PoP。然后,用户发出特殊交易(在她的消费密钥下签名), 注册新的参与密钥 。交易包括PoP。选择在第r轮达成协议的PoS验证者,检查(a)特殊交易的有效性和(b)PoP的有效性。如果两项检查均通过,则 使用新的参与密钥更新用户的帐户 。从这一点来看,如果选中,则用户将使用Pixel登录块。 即不断更换自己的参与密钥,实现前向安全性。
4、传播和聚集签名 各个委员会的签名将通过网络传播,直到在同一块B上看到N个委员会成员的签名为止。请注意,Pixel支持非交互式和增量聚合:前者意味着签名可以在广播后由任何一方聚合,而无需与原始签名者,而后者意味着我们可以将新签名添加到多重签名中以获得新的多重签名。实际上,这意味着传播的节点可以对任意数量的委员会签名执行中间聚合并传播结果,直到形成块证书为止。或者,节点可以在将块写入磁盘之前聚合所有签名。也就是说,在收到足够的区块证明票后,节点可以将N个委员会成员的签名聚集到一个多重签名中,然后将区块和证书写入磁盘。
5、密钥更新 在区块链中使用Pixel时,时间对应于共识协议中的区块编号或子步骤。将时间与区块编号相关联时,意味着所有符合条件的委员会成员都应在每次形成新区块并更新轮回编号时更新其Pixel密钥。
在Algorand 项目上进行实验评估,与Algorand项目自带的防止后腐败攻击的解决方案BM-Ed25519以及BLS多签名解决方案做对比。
存储空间上:
节省带宽: Algorand使用基于中继的传播模型,其中用户的节点连接到中继网络(具有更多资源的节点)。如果在传播过程中没有聚合,则中继和常规节点的带宽像素节省来自较小的签名大小。每个中继可以服务数十个或数百个节点,这取决于它提供的资源。
节省验证时间
在发帖网站上发区块链是比特币的底层技术和基础架构。本质上是一个去中心化的 数据库,同时作为 比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。
区块链在金融领域的前景分析论文
区块链技术诞生于2008年,第一个应用是毕特币。区块链技术使用去中心化共识机制,维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库,在无需建立信任关系的前提下,能够让区块链中的参与者实现一个统一的账本系统。2015年,欧美的很多主流金融机构认识到了该技术的应用前景,纷纷探索在金融领域应用区块链技术。国际货币基金组织在一份报告中指出“它具有改变财政金融的潜力”,也有人认为区块链技术将会像复式记账法和股份制一样深刻改变人类社会。
区块链将使所有个体都有可能成为金融资源配置中的重要节点,也将促进现有金融体系与金融规则的改良,构建共享共赢式的金融发展生态体系。区块链技术的出现是人类信用创造的一次革命,它能让交易双方在无需第三方信用中介的情况下开展经济活动,从而实现低成本的价值转移。可以说,区块链技术是互联网时代效率更高的价值交换技术,互联网由此从传递信息的信息互联网向转移价值的价值互联网进化,这有利于传统金融机构借势转型,将内生的业务流程和应用场景互联网化。
一、区块链的特征与不足
(一)区块链的主要特征
(1)去中心。在区块链中,不存在中心化的硬件或管理机构,分布式的结构体系和开源协议让所有的参与者都参与数据的记录和验证,再通过分布式传播发送给各个节点,每个参与的节点都是“自中心”,权利和义务都是均等的。区块链又不是简单的去中心,而是多中心或弱中心。当物联网使所有个体都有可能成为中心节点时,传统金融中介的中心地位发生改变,从垄断型、资源优势型的中心和强中介转化为开放式平台,成为服务导向式的多中心当中的差异化中心。
(2)去信任。从信任的角度来看,区块链采用一套公开透明的数学算法,基于协商一致的规范和协议,使所有节点能够在去信任的环境下自动安全地交换数据。区块链实质上是通过数学方法解决信任问题,所有的规则都以算法程序的形式表达,参与方不需要知道交易对手的信用水平,不需要第三方机构的交易背书或者担保验证,只需要信任共同的算法,通过算法为参与者创造信用、产生信任、达成共识。
(3)时间戳。区块是一段时间内的数据和代码打包而生成的,下一区块的页首包含上一区块的索引信息,首尾相连便形成了链。记录完整历史的区块与可进行完整验证的链,形成了可追朔完整历史的时间戳,可为每一笔数据提供检索和查找功能,并可借助区块链结构追本溯源,逐笔验证。所以,区块链生成时都加盖了时间戳,形成不可篡改、不可伪造的数据库。单个节点上对数据库的修改是无效的,除非能够同时控制系统中超过51%的节点,因此区块链的数据可靠性很高。
(4)非对称加密。区块链使用非对称加密算法,即在加密和解密过程中使用一个“密钥对”,“密钥对”中的两个密钥具有非对称特点。在区块链的应用场景中,一方面,密钥是所有参与者可见的公钥,参与者都可用公钥来加密一段真实性信息,只有信息拥有者能用私钥来解密。另一方面,使用私钥对信息签名,通过对应的公钥来验证签名,确保信息为真正的持有人发出。非对称加密将价值交换中的摩擦边界降到最低,能够实现透明数据的匿名性,保护个人隐私。
(5)智能合约:由于区块链可实现点对点的价值传递,传递时可以嵌入相应的编程脚本,通过这种智能合约的方式去处理一些无法预见的交易模式,保证区块链能够持续生效。这种可编程脚本本质上是众多指令汇总的列表,实现价值交换时的针对性和条件性,实现价值的特定用途。所以,基于区块链的任何价值交换活动都可通过智能编程的方式对其用途、方向和各种限制条件等做到硬控制,省去了以法律或者合同软约束的成本。
(二)区块链存在的主要问题
(1)高能耗问题。传统货币银行学体系中存在不可能三角,即不可能同时达到去中心化、低能耗和高度安全,在区块链构建中也同样存在不可能三角。比如,在毕特币的实际应用中,其发展带来了计算机硬件的快速膨胀,在“挖矿”过程中的主要成本转移到硬件成本和电力成本等。所以,应用区块链技术实现权益成本收益后,让其技术功效发挥至最大化成为急需解决的问题。
(2)存储空间问题。由于区块链记录系统中自初始信息的每一笔交易信息,并且每个节点都要下载存储并实时更新数据区块,所以,每个节点的数据都完全同步的话,网络压力较大,每个节点的存储空间容量要求可能会成为制约其发展的关键问题。
(3)抗压能力问题。基于区块链构建的.系统遵循木桶理论,要兼顾所有网络节点中处理速度和网络环境最差的,所以,如果将区块链技术推广至大规模交易环境下,其整体的抗压能力还有待验证。如果每秒产生的交易量超过系统(最弱节点)的设计容纳能力,交易就自动进入到队列进行排队,带来不良用户体验。
二、区块链在金融领域的应用
(一)金融基础设施
区块链可能作为互联网的基础设施,在很多领域都表现出广阔的应用前景。在金融行业中,区块链技术将首先影响支付系统、证券结算系统、交易数据库等金融基础设施,随后该技术也会扩及一般性金融业务,比如信用体系、“反洗钱”等。这是因为,基于区块链技术的特点,其将首先切入信任要求高且传统信任机制成本高的基础设施领域,过去,基础设施都是公共产品,而区块链新技术和新制度使更多人有可能参与公共产品供给。未来的互联网金融是要利用区块链等互联网技术,改造传统金融机构的核心生产系统,把金融企业架构在互联网上。
当前的信息互联网可统称为TCP/IP模型,HTTP是应用层中最重要的应用协议。在价值互联网中,区块链是在应用层里的一个点对点传输的协议。它的价值与信息互联网中HTTP协议的价值是一样的。区块链的巨大潜力和前景就是可以重构传统金融业的基础设施与核心生产系统,而不仅仅停留在APP等应用层面。这是因为,在网络层次,区块链是建立在IP通信协议基础上的,是建立在分布式网络基础上的;在数据层面,区块链这一数据库系统是崭新的,明显优于现有金融体系的数据库;在应用层面,基于区块链的登记结算、清算系统以及智能合约、物联网能大幅提升效率,区块链上的金融活动是可编程的金融。.
(二)数字的货币
从安全、成本等角度看,纸币被新技术、新产品取代是大势所趋。数字的货币发行、流通体系的建立,对于金融基础设施建设和经济发展都是十分必要的。遵循传统货币与数字的货币一体化的思路,数字的货币的发行、流通和交易应由央行主导,体现便利性和安全性,做到保护隐私与维护社会秩序、打击违法犯罪行为的平衡,要有利于货币政策的有效运行和传导,要保留货币主权的控制力,数字的货币是自由可兑换的,同时也是可控的可兑换。
区块链技术在毕特币上的成功证明了可编程数字的货币的可行性。英国央行的研究表明,中央银行可以考虑发行基于区块链的数字的货币,这可增加金融稳定性。数字的货币的技术路线可分为基于账户和不基于账户两种,也可分层并用而设法共存。区块链技术的特点是分布式簿记,不基于账户,而且无法篡改,如果数字的货币重点强调保护个人隐私,可选用这一技术。不过,目前区块链占用的计算资源和存储资源太多,应对不了现在的交易规模,需要解决这一问题才能得到推广应用。
(三)自金融
如果从服务的角度、从非货币创造角度来看,现代金融都是通过中介机构实现的。互联网时代,有可能实现去中介化的真正意义上的直接金融。不过,这种可能性还不完全,最主要的原因是目前互联网金融是在原有金融基础之上的,无法跳出来,区块链技术提供了一种可能性。区块链可分为公有区块链和私有区块链。公有区块链就是像毕特币这样的,认可了协议,就成为区块链的组成部分。私有区块链仍然是要获得许可的,银行系统的区块链技术,需要对每一个参与者进行审核。私有区块链非常近似于一种自金融的形态,公有区块链更类似于对私有区块链底层的支持和保障。当区块链技术普遍应用,金融管理技术的第三方化普通呈现,基于区块链技术的自金融就完全成为可能。
三、区块链应用与金融监管
区块链技术是目前唯一无需第三方就可用于记录和证明交易一致性和公司财务准确性的工具。因此,它可以满足潜在监管者和公众对于审计有效性、准确性和时效性的要求,在金融领域有着广阔的应用前景。但其发展仍受到现行制度的制约。一方面,区块链对现行体制带来了冲击,因为其去中心、自治的特性淡化了国家、监管等概念。比如,以毕特币为代表的数字的货币挑战了国家的货币发行权和货币政策调控权,导致货币当局对数字的货币的发展持保守态度。另一方面,监管部门对这项新技术也缺乏充分的认识和预期,法律和制度建立将会严重滞后,导致区块链运用缺乏必要的制度规范和法律保护,增大了市场主体的风险。
区块链金融技术一旦在金融业普遍展开以后,监管的去金融属性化就产生了,监管职能、监管方式和监管手段将会被重新界定。比如,证券借贷、回购和融资融券如能通过区块链交易,监管部门就可考虑利用这个公共账本的信息对市场中的系统性风险进行监控,不仅高效而且可靠。从宏观金融视角看,当自金融时代产生以后,货币创造和传导机制以及信用创造格局将会变化。从微观金融视角看,随着区块链技术的进一步发展,金融与商业已经难以区分,将超越分业和混业监管的含义,金融监管体系的改革需要从这个视角来探讨。
区块链技术带来的“去中心化”仍需要中心化的部门提供规范和保障支持。监管机构可主动拥抱互联网金融的新技术,美国证监会委员Kara Stein认为,监管机构需要处于引导位置,利用区块链技术的优势并快速响应其潜在的弱点。比如,区块链技术希望打破特权和人为操纵,让计算机算法实现“信用自由公证”。但从实践来看,由于缺乏监管,毕特币等数字的货币交易面临的投机和洗钱风险就很高。因此,区块链技术应用需要监管部门制定相关标准和规范,保证金融创新产品得到合理运用。同时,还要提高消费者权益的保护,加强金融消费权益保护的教育工作,提高消费者的风险防范意识。
近期,原本过剩的硬盘突然成为了紧俏品,价格与日俱增。Chia(奇亚)代表区块链行业再一次出圈,撩拨了圈内外人的诸多疑问。
事情的原委详情就是作者因为知网没有经过本人同意就无缘无故使用著作权,于是提起上诉知网判赔。
是因为有人举报知网乱收费。后来就有人专门去查了。所以就让他赔了这么多钱。知网负责人说赔不起。
区块链在金融领域的前景分析论文
区块链技术诞生于2008年,第一个应用是毕特币。区块链技术使用去中心化共识机制,维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库,在无需建立信任关系的前提下,能够让区块链中的参与者实现一个统一的账本系统。2015年,欧美的很多主流金融机构认识到了该技术的应用前景,纷纷探索在金融领域应用区块链技术。国际货币基金组织在一份报告中指出“它具有改变财政金融的潜力”,也有人认为区块链技术将会像复式记账法和股份制一样深刻改变人类社会。
区块链将使所有个体都有可能成为金融资源配置中的重要节点,也将促进现有金融体系与金融规则的改良,构建共享共赢式的金融发展生态体系。区块链技术的出现是人类信用创造的一次革命,它能让交易双方在无需第三方信用中介的情况下开展经济活动,从而实现低成本的价值转移。可以说,区块链技术是互联网时代效率更高的价值交换技术,互联网由此从传递信息的信息互联网向转移价值的价值互联网进化,这有利于传统金融机构借势转型,将内生的业务流程和应用场景互联网化。
一、区块链的特征与不足
(一)区块链的主要特征
(1)去中心。在区块链中,不存在中心化的硬件或管理机构,分布式的结构体系和开源协议让所有的参与者都参与数据的记录和验证,再通过分布式传播发送给各个节点,每个参与的节点都是“自中心”,权利和义务都是均等的。区块链又不是简单的去中心,而是多中心或弱中心。当物联网使所有个体都有可能成为中心节点时,传统金融中介的中心地位发生改变,从垄断型、资源优势型的中心和强中介转化为开放式平台,成为服务导向式的多中心当中的差异化中心。
(2)去信任。从信任的角度来看,区块链采用一套公开透明的数学算法,基于协商一致的规范和协议,使所有节点能够在去信任的环境下自动安全地交换数据。区块链实质上是通过数学方法解决信任问题,所有的规则都以算法程序的形式表达,参与方不需要知道交易对手的信用水平,不需要第三方机构的交易背书或者担保验证,只需要信任共同的算法,通过算法为参与者创造信用、产生信任、达成共识。
(3)时间戳。区块是一段时间内的数据和代码打包而生成的,下一区块的页首包含上一区块的索引信息,首尾相连便形成了链。记录完整历史的区块与可进行完整验证的链,形成了可追朔完整历史的时间戳,可为每一笔数据提供检索和查找功能,并可借助区块链结构追本溯源,逐笔验证。所以,区块链生成时都加盖了时间戳,形成不可篡改、不可伪造的数据库。单个节点上对数据库的修改是无效的,除非能够同时控制系统中超过51%的节点,因此区块链的数据可靠性很高。
(4)非对称加密。区块链使用非对称加密算法,即在加密和解密过程中使用一个“密钥对”,“密钥对”中的两个密钥具有非对称特点。在区块链的应用场景中,一方面,密钥是所有参与者可见的公钥,参与者都可用公钥来加密一段真实性信息,只有信息拥有者能用私钥来解密。另一方面,使用私钥对信息签名,通过对应的公钥来验证签名,确保信息为真正的持有人发出。非对称加密将价值交换中的摩擦边界降到最低,能够实现透明数据的匿名性,保护个人隐私。
(5)智能合约:由于区块链可实现点对点的价值传递,传递时可以嵌入相应的编程脚本,通过这种智能合约的方式去处理一些无法预见的交易模式,保证区块链能够持续生效。这种可编程脚本本质上是众多指令汇总的列表,实现价值交换时的针对性和条件性,实现价值的特定用途。所以,基于区块链的任何价值交换活动都可通过智能编程的方式对其用途、方向和各种限制条件等做到硬控制,省去了以法律或者合同软约束的成本。
(二)区块链存在的主要问题
(1)高能耗问题。传统货币银行学体系中存在不可能三角,即不可能同时达到去中心化、低能耗和高度安全,在区块链构建中也同样存在不可能三角。比如,在毕特币的实际应用中,其发展带来了计算机硬件的快速膨胀,在“挖矿”过程中的主要成本转移到硬件成本和电力成本等。所以,应用区块链技术实现权益成本收益后,让其技术功效发挥至最大化成为急需解决的问题。
(2)存储空间问题。由于区块链记录系统中自初始信息的每一笔交易信息,并且每个节点都要下载存储并实时更新数据区块,所以,每个节点的数据都完全同步的话,网络压力较大,每个节点的存储空间容量要求可能会成为制约其发展的关键问题。
(3)抗压能力问题。基于区块链构建的.系统遵循木桶理论,要兼顾所有网络节点中处理速度和网络环境最差的,所以,如果将区块链技术推广至大规模交易环境下,其整体的抗压能力还有待验证。如果每秒产生的交易量超过系统(最弱节点)的设计容纳能力,交易就自动进入到队列进行排队,带来不良用户体验。
二、区块链在金融领域的应用
(一)金融基础设施
区块链可能作为互联网的基础设施,在很多领域都表现出广阔的应用前景。在金融行业中,区块链技术将首先影响支付系统、证券结算系统、交易数据库等金融基础设施,随后该技术也会扩及一般性金融业务,比如信用体系、“反洗钱”等。这是因为,基于区块链技术的特点,其将首先切入信任要求高且传统信任机制成本高的基础设施领域,过去,基础设施都是公共产品,而区块链新技术和新制度使更多人有可能参与公共产品供给。未来的互联网金融是要利用区块链等互联网技术,改造传统金融机构的核心生产系统,把金融企业架构在互联网上。
当前的信息互联网可统称为TCP/IP模型,HTTP是应用层中最重要的应用协议。在价值互联网中,区块链是在应用层里的一个点对点传输的协议。它的价值与信息互联网中HTTP协议的价值是一样的。区块链的巨大潜力和前景就是可以重构传统金融业的基础设施与核心生产系统,而不仅仅停留在APP等应用层面。这是因为,在网络层次,区块链是建立在IP通信协议基础上的,是建立在分布式网络基础上的;在数据层面,区块链这一数据库系统是崭新的,明显优于现有金融体系的数据库;在应用层面,基于区块链的登记结算、清算系统以及智能合约、物联网能大幅提升效率,区块链上的金融活动是可编程的金融。.
(二)数字的货币
从安全、成本等角度看,纸币被新技术、新产品取代是大势所趋。数字的货币发行、流通体系的建立,对于金融基础设施建设和经济发展都是十分必要的。遵循传统货币与数字的货币一体化的思路,数字的货币的发行、流通和交易应由央行主导,体现便利性和安全性,做到保护隐私与维护社会秩序、打击违法犯罪行为的平衡,要有利于货币政策的有效运行和传导,要保留货币主权的控制力,数字的货币是自由可兑换的,同时也是可控的可兑换。
区块链技术在毕特币上的成功证明了可编程数字的货币的可行性。英国央行的研究表明,中央银行可以考虑发行基于区块链的数字的货币,这可增加金融稳定性。数字的货币的技术路线可分为基于账户和不基于账户两种,也可分层并用而设法共存。区块链技术的特点是分布式簿记,不基于账户,而且无法篡改,如果数字的货币重点强调保护个人隐私,可选用这一技术。不过,目前区块链占用的计算资源和存储资源太多,应对不了现在的交易规模,需要解决这一问题才能得到推广应用。
(三)自金融
如果从服务的角度、从非货币创造角度来看,现代金融都是通过中介机构实现的。互联网时代,有可能实现去中介化的真正意义上的直接金融。不过,这种可能性还不完全,最主要的原因是目前互联网金融是在原有金融基础之上的,无法跳出来,区块链技术提供了一种可能性。区块链可分为公有区块链和私有区块链。公有区块链就是像毕特币这样的,认可了协议,就成为区块链的组成部分。私有区块链仍然是要获得许可的,银行系统的区块链技术,需要对每一个参与者进行审核。私有区块链非常近似于一种自金融的形态,公有区块链更类似于对私有区块链底层的支持和保障。当区块链技术普遍应用,金融管理技术的第三方化普通呈现,基于区块链技术的自金融就完全成为可能。
三、区块链应用与金融监管
区块链技术是目前唯一无需第三方就可用于记录和证明交易一致性和公司财务准确性的工具。因此,它可以满足潜在监管者和公众对于审计有效性、准确性和时效性的要求,在金融领域有着广阔的应用前景。但其发展仍受到现行制度的制约。一方面,区块链对现行体制带来了冲击,因为其去中心、自治的特性淡化了国家、监管等概念。比如,以毕特币为代表的数字的货币挑战了国家的货币发行权和货币政策调控权,导致货币当局对数字的货币的发展持保守态度。另一方面,监管部门对这项新技术也缺乏充分的认识和预期,法律和制度建立将会严重滞后,导致区块链运用缺乏必要的制度规范和法律保护,增大了市场主体的风险。
区块链金融技术一旦在金融业普遍展开以后,监管的去金融属性化就产生了,监管职能、监管方式和监管手段将会被重新界定。比如,证券借贷、回购和融资融券如能通过区块链交易,监管部门就可考虑利用这个公共账本的信息对市场中的系统性风险进行监控,不仅高效而且可靠。从宏观金融视角看,当自金融时代产生以后,货币创造和传导机制以及信用创造格局将会变化。从微观金融视角看,随着区块链技术的进一步发展,金融与商业已经难以区分,将超越分业和混业监管的含义,金融监管体系的改革需要从这个视角来探讨。
区块链技术带来的“去中心化”仍需要中心化的部门提供规范和保障支持。监管机构可主动拥抱互联网金融的新技术,美国证监会委员Kara Stein认为,监管机构需要处于引导位置,利用区块链技术的优势并快速响应其潜在的弱点。比如,区块链技术希望打破特权和人为操纵,让计算机算法实现“信用自由公证”。但从实践来看,由于缺乏监管,毕特币等数字的货币交易面临的投机和洗钱风险就很高。因此,区块链技术应用需要监管部门制定相关标准和规范,保证金融创新产品得到合理运用。同时,还要提高消费者权益的保护,加强金融消费权益保护的教育工作,提高消费者的风险防范意识。
区块链原理要了解透彻就必须从它的诞生与发展来进行系统的了解,从而从多个角度来更清晰的辨别区块链原理。区块链技术(Block Chain)是指通过去中心化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让区块(Block)通过密码学方法相关联起来,每个数据块包含了一定时间内的系统全部数据信息,并且生成数字签名以验证信息的有效性并链接到下一个数据块形成一条主链(Chain)。 区块(Block)是区块链中的一条记录,包含并确认待处理的交易。 挖矿(Mining)指通过计算形成新的区块,是交易的支持者利用自身的计算机硬件为网络做数学计算进行交易确认和提高安全性的过程。以比特币为例:交易支持者(矿工)在电脑上运行比特币软件不断计算软件提供的复杂的密码学问题来保证交易的进行。作为对他们服务的奖励,矿工可以得到他们所确认的交易中包含的手续费,以及新创建的比特币。 对等式网络(Peer-to-Peer Network)是指通过允许单个节点与其他节点直接交互,从而实现整个系统像有组织的集体一样运作的系统。以比特币为例:网络以这样一种方式构建——每个用户都在传播其他用户的交易。而且重要的是,不需要银行或其他金融机构作为第三方。 哈希散列(Hash)是密码学里的经典技术,把任意长度的输入通过哈西算法,变换成固定长度的由字母和数字组成的输出。 数字签名(Digital Signature)是一个让人可以证明所有权的数学机制。 私钥(Private Key)是一个证明你有权从一个特定的钱包消费电子货币的保密数据块,是通过数字签名来实现的 。 双重消费指用户试图非法将电子货币同时支付给两个不同的收款人,是电子货币的最大风险之一。 ? 区块链的起源:一种支持比特币运行的底层技术 区块链的概念首次在2008年末由中本聪(Satoshi Nakamoto)发表在比特币论坛中的论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》提出。论文中区块链技术是构建比特币数据结构与交易信息加密传输的基础技术,该技术实现了比特币的挖矿与交易。中本聪认为:第一,借助第三方机构来处理信息的模式拥有点与点之间缺乏信任的内生弱点,商家为了提防自己的客户,会向客户索取完全不必要的信息,但仍然不能避免一定的欺诈行为;第二,中介机构的存在,增加了交易成本,限制了实际可行的最小交易规模;第三,数字签名本身能够解决电子货币身份问题,如果还需要第三方支持才能防止双重消费,则系统将失去价值。基于以上三点现存的问题,中本聪在区块链技术的基础上,创建了比特币。 2009年1月3日,中本聪制作了比特币世界的第一个区块“创世区块”并挖出了第一批比特币50个。 2010年5月21日,佛罗里达程序员用1万比特币购买了价值25美元的披萨优惠券,随着这笔交易诞生了比特币第一个公允汇率。 2010年7月,第一个比特币平台成立,新用户暴增,价格暴涨。 2011年2月,比特币价格首次达到1美元,此后与英镑、巴西雷亚尔、波兰兹罗提汇兑交易平台开张。 2012年,瑞波(Ripple)发布,其作为数字货币,利用区块链转移各国外汇。 2013年,比特币暴涨。美国财政部发布了虚拟货币个人管理条例,首次阐明虚拟货币释义。 2014年,以中国为代表的矿机产业链日益成熟,同年,美国IT界认识到了区块链对于数字领域的跨时代创新意义。 2015年,美国纳斯达克证券交易所推出基于区块链的数字分类账技术Linq进行股票的记录交易与发行。区块链原理从一个个应用案例中就可以了解清晰了,关于区块链原理的应用也是越来越火热,近期,花旗集团、日本三菱日联金融集团、瑞士联合银行和德意志银行等全球大型金融机构,也将应用“区块链”技术,打造快捷、便利、成本低廉的交易作业系统。在金融领域之外,区块链技术也开始应用于保护知识产权、律师公证、网络游戏等有信息透明公开并永久记录需求的领域。
论文主要提出了一种针对共识机制PoS的多重签名算法Pixel。
所有基于PoS的区块链以及允许的区块链均具有通用结构,其中节点运行共识子协议,以就要添加到分类账的下一个区块达成共识。这样的共识协议通常要求节点检查阻止提议并通过对可接受提议进行数字签名来表达其同意。当一个节点从特定块上的其他节点看到足够多的签名时,会将其附加到其分类帐视图中。
由于共识协议通常涉及成千上万的节点,为了达成共识而共同努力,因此签名方案的效率至关重要。此外,为了使局外人能够有效地验证链的有效性,签名应紧凑以进行传输,并应快速进行验证。已发现多重签名对于此任务特别有用,因为它们使许多签名者可以在公共消息上创建紧凑而有效的可验证签名。
补充知识: 多重签名 是一种数字签名。在数字签名应用中,有时需要多个用户对同一个文件进行签名和认证。比如,一个公司发布的声明中涉及财务部、开发部、销售部、售后服务部等部门,需要得到这些部门签名认可,那么,就需要这些部门对这个声明文件进行签名。能够实现多个用户对同一文件进行签名的数字签名方案称作多重数字签名方案。 多重签名是数字签名的升级,它让区块链相关技术应用到各行各业成为可能。 在实际的操作过程中,一个多重签名地址可以关联n个私钥,在需要转账等操作时,只要其中的m个私钥签名就可以把资金转移了,其中m要小于等于n,也就是说m/n小于1,可以是2/3, 3/5等等,是要在建立这个多重签名地址的时候确定好的。
本文提出了Pixel签名方案,这是一种基于配对的前向安全多签名方案,可用于基于PoS的区块链,可大幅节省带宽和存储要求。为了支持总共T个时间段和一个大小为N的委员会,多重签名仅包含两个组元素,并且验证仅需要三对配对,一个乘幂和N -1个乘法。像素签名几乎与BLS多重签名一样有效,而且还满足前向安全性。此外,就像在BLS多签名中一样,任何人都可以非交互地将单个签名聚合到一个多签名中。
有益效果: 为了验证Pixel的设计,将Pixel的Rust实施的性能与以前的基于树的前向安全解决方案进行了比较。展示了如何将Pixel集成到任何PoS区块链中。接下来,在Algorand区块链上评估Pixel,表明它在存储,带宽和块验证时间方面产生了显着的节省。我们的实验结果表明,Pixel作为独立的原语并在区块链中使用是有效的。例如,与一组128位安全级别的N = 1500个基于树的前向安全签名(对于T = 232)相比,可以认证整个集合的单个Pixel签名要小2667倍,并且可以被验证快40倍。像素签名将1500次事务的Algorand块的大小减少了约35%,并将块验证时间减少了约38%。
对比传统BLS多重签名方案最大的区别是BLS并不具备前向安全性。
对比基于树的前向安全签名,基于树的前向安全签名可满足安全性,但是其构造的签名太大,验证速度有待提升。 本文设计减小了签名大小、降低了验证时间。
补充知识: 前向安全性 是密码学中通讯协议的安全属性,指的是长期使用的主密钥泄漏不会导致过去的会话密钥泄漏。前向安全能够保护过去进行的通讯不受密码或密钥在未来暴露的威胁。如果系统具有前向安全性,就可以保证在主密钥泄露时历史通讯的安全,即使系统遭到主动攻击也是如此。
构建基于分层身份的加密(HIBE)的前向安全签名,并增加了在同一消息上安全地聚合签名以及生成没有可信集的公共参数的能力。以实现: 1、生成与更新密钥 2、防止恶意密钥攻击的安全性 3、无效的信任设置
对于常见的后攻击有两种变体: 1、短程变体:对手试图在共识协议达成之前破坏委员会成员。解决:通过假设攻击延迟长于共识子协议的运行时间来应对短距离攻击。 2、远程变体:通过分叉选择规则解决。 前向安全签名为这两种攻击提供了一种干净的解决方案,而无需分叉选择规则或有关对手和客户的其他假设。(说明前向安全签名的优势)。
应用于许可的区块链共识协议(例如PBFT)也是许多许可链(例如Hyperledger)的核心,在这些区块链中,只有经过批准的方可以加入网络。我们的签名方案可以类似地应用于此设置, 以实现前向保密性,减少通信带宽并生成紧凑的块证书。
传统Bellare-Miner 模型,消息空间M的前向安全签名方案FS由以下算法组成: 1、Setup pp ←Setup(T), pp为各方都同意的公共参数,Setup(T)表示在T时间段内对于固定参数的分布设置。
2、Key generation (pk,sk1) ←Kg 签名者在输入的最大时间段T上运行密钥生成算法,以为第一时间段生成公共验证密钥pk和初始秘密签名密钥sk1。
3、Key update skt+1←Upd(skt) 签名者使用密钥更新算法将时间段t的秘密密钥skt更新为下一个周期的skt + 1。该方案还可以为任何t0> t提供 “快速转发”更新算法 skt0←$ Upd0(skt,t0),该算法比重复应用Upd更有效。
4、Signing σ ←Sign(skt,M),在输入当前签名密钥skt消息m∈M时,签名者使用此算法来计算签名σ。
5、Verification b ← Vf(pk,t,M,σ)任何人都可以通过运行验证算法来验证消息M在公共密钥pk下的时间段t内的签名M的签名,该算法返回1表示签名有效,否则返回0。
1、依靠非对称双线性组来提高效率,我们的签名位于G2×G1中而不是G2 ^2中。这样,就足以给出公共参数到G1中(然后我们可以使用散列曲线实例化而无需信任设置),而不必生成“一致的”公共参数(hi,h0 i)=(gxi 1,gxi 2)∈G1× G2。
2、密钥生成算法,公钥pk更小,参数设置提升安全性。
除了第3节中的前向安全签名方案的算法外,密钥验证模型中的前向安全多重签名方案FMS还具有密钥生成,该密钥生成另外输出了公钥的证明π。 新增Key aggregation密钥汇总、Signature aggregation签名汇总、Aggregate verification汇总验证。满足前向安全的多重签名功能的前提下也证明了其正确性和安全性。
1、PoS在后继损坏中得到保护 后继损坏:后验证的节点对之前的共识验证状态进行攻击破坏。 在许多用户在同一条消息上传播许多签名(例如交易块)的情况下,可以将Pixel应用于所有这些区块链中,以防止遭受后继攻击并潜在地减少带宽,存储和计算成本。
2、Pixel整合 为了对区块B进行投票,子协议的每个成员使用具有当前区块编号的Pixel签署B。当我们看到N个委员会成员在同一块B上签名的集合时,就达成了共识,其中N是某个固定阈值。最后,我们将这N个签名聚合为单个多重签名Σ,而对(B,Σ)构成所谓的 区块证书 ,并将区块B附加到区块链上。
3、注册公共密钥 希望参与共识的每个用户都需要注册一个参与签名密钥。用户首先采样Pixel密钥对并生成相应的PoP。然后,用户发出特殊交易(在她的消费密钥下签名), 注册新的参与密钥 。交易包括PoP。选择在第r轮达成协议的PoS验证者,检查(a)特殊交易的有效性和(b)PoP的有效性。如果两项检查均通过,则 使用新的参与密钥更新用户的帐户 。从这一点来看,如果选中,则用户将使用Pixel登录块。 即不断更换自己的参与密钥,实现前向安全性。
4、传播和聚集签名 各个委员会的签名将通过网络传播,直到在同一块B上看到N个委员会成员的签名为止。请注意,Pixel支持非交互式和增量聚合:前者意味着签名可以在广播后由任何一方聚合,而无需与原始签名者,而后者意味着我们可以将新签名添加到多重签名中以获得新的多重签名。实际上,这意味着传播的节点可以对任意数量的委员会签名执行中间聚合并传播结果,直到形成块证书为止。或者,节点可以在将块写入磁盘之前聚合所有签名。也就是说,在收到足够的区块证明票后,节点可以将N个委员会成员的签名聚集到一个多重签名中,然后将区块和证书写入磁盘。
5、密钥更新 在区块链中使用Pixel时,时间对应于共识协议中的区块编号或子步骤。将时间与区块编号相关联时,意味着所有符合条件的委员会成员都应在每次形成新区块并更新轮回编号时更新其Pixel密钥。
在Algorand 项目上进行实验评估,与Algorand项目自带的防止后腐败攻击的解决方案BM-Ed25519以及BLS多签名解决方案做对比。
存储空间上:
节省带宽: Algorand使用基于中继的传播模型,其中用户的节点连接到中继网络(具有更多资源的节点)。如果在传播过程中没有聚合,则中继和常规节点的带宽像素节省来自较小的签名大小。每个中继可以服务数十个或数百个节点,这取决于它提供的资源。
节省验证时间