區塊鏈深度學習系列｜橢圓曲線數字簽名（ECDSA）的應用_區塊鏈:IPT

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本系列內容包含：基本概念及原理、密碼學、共識算法、錢包及節點原理、挖礦原理及實現。

區塊鏈中哪些地方使用了ECDSA?

通過前面系列的區塊鏈原理和技術，大家應該都熟悉交易是如何在區塊鏈系統或者在比特幣、以太坊系統里面開展的。

在進行交易的環節當中，有一個很重要的消息，那就是需要進行簽名。

也就是說一筆交易至少涉及到三項內容：付款人、收款人、付款金額。

例如，張三給李四付款的時候，張三付款人，李四是收款人，付款金額假設是5個Token。

Fetch.ai與Datarella在慕尼黑進行基于區塊鏈的AI智能城市基礎設施試驗:英國劍橋人工智能實驗室Fetch.ai正在為智能基礎設施構建去中心化機器學習網絡。Fetch.ai與總部位于德國慕尼黑的企業區塊鏈解決方案提供商Datarella合作，宣布在慕尼黑實施智能城市基礎設施試驗。慕尼黑的智能城市分區試驗稱為M-Zone，將在康奈克斯大樓啟動，并將使用基于區塊鏈的多代理人工智能服務來優化市中心商業房地產的停車資源，以減少城市的碳足跡。（ZDNet）[2020/11/20 21:30:54]

當張三準備好這筆交易之后，需要發給全網，當其他人看到這筆交易的時候，他們需要去認證這筆交易是否由張三發起的，這個環節中就使用到了數字簽名技術。

交易簽名如何運用ECDSA？

在美上市區塊鏈中概股跌多漲少:今日美股行情，三大股指漲跌互現，在美上市區塊鏈中概股跌多漲少。嘉楠科技上漲2.13%，人人網上漲2.64%，寺庫下跌0.42%，迅雷下跌0.60%，獵豹移動下跌1.47%，蘭亭集勢下跌7.22%，中網載線下跌0.76%，億邦國際上漲2.08%。[2020/9/18]

以特幣為例，具體流程如下圖所示。

交易的模塊分為：交易輸入和交易輸出，一筆交易由多個輸入或者多個輸出組成。

交易輸入代表付款信息，交易輸出代表收款信息。當然里面還會有付款金額，付款金額的字段是在交易輸出里面顯示的。

動態 | 京東推出金融業數字化解決方案公布智能服務 整合區塊鏈等創新技術:在第十屆中國金融采購高峰論壇上，京東企業業務針對銀行、證券、保險行業的數字化轉型，以采購管理為中樞，推出了從前端用戶服務到中后端運營管理的一整套金融行業數字化解決方案。該方案整合了京東智能采購、AI、區塊鏈、大數據等創新技術應用，可針對金融行業采購管理數字化，財務管理合規化，以及用戶服務升級提供一站式、智能化服務，為金融行業數字化發展提供了新路徑。（億邦動力網）[2019/10/24]

這種交易類型和我們正常理解的交易是非常類似的，其資金的流向是從交易輸入流向交易輸出，即從付款人流向收款人。

圖的右邊有一個虛線的框，里面的ScriptSig是一個腳本簽名，這個字段屬于交易輸入。同理，ScriptPubKey屬于交易輸出。腳本里面包含一些數據和操作碼來支持這個腳本語言的運行。

金色相對論| 陳軍：相信有約束的區塊鏈發展方向是正確的:本期金色相對論中，對于無幣區塊鏈是未來技術發展方向還是當前過渡階段問題，杭州量子大學區塊鏈研究院聯合執行院長陳軍表示，這未必是技術發展的必然趨勢，但一定是應用發展的必然趨勢，因為它符合現實。其實有幣無幣不是一個全球討論的話題，我們是會因此而慢下來還是會因此而活下來，目前還不好判斷，畢竟過去的發展方式也有各種不理解，但結果證明我們大比例上取得了成功，我更傾向于相信這種有約束的區塊鏈發展方向是正確的。

站在技術發展的角度，我覺得不會針對有幣無幣展開技術創新，而應該向效率提升、完善技術生態去發展。[2018/9/29]

ScriptSig?和ScriptPubKey?可以直觀的用中文解釋為：解鎖腳本和鎖定腳本。

為什么ScriptSig又叫解鎖腳本呢？是因為ScriptSig在之前相關連接的交易輸出里面鎖定了一些資金。

如果張三要花費之前已有的Token，也就是要花費一個未花費的交易輸出，那么其需要在另一筆交易里面構造一筆交易輸入，在這個交易輸入里面會設置簽名字段和公鑰，以此證明張三有資格花費未花費的交易輸出。

這種情況叫做解鎖腳本，即把之前已有的資金打開進行使用。

這個過程中，解鎖腳本里面有兩個字段數據，<sig>和<PubK>。這兩個字段分別代表：簽名和公鑰。兩者由使用者提供，用以解決阻礙。

鎖定腳本里面也有一些字段和操作碼：DUP是復制操作碼；HASH160是哈希操作碼；<PubkHash>是字段；EQUALVRTIFY是驗證操作碼；CHECKSIG也是驗證操作碼。

其整體意思是：執行復制——進行哈希——執行字段——驗證是否相等——校驗簽名是否正確。

在驗證簽名的環節，就會調用ECDSA里面的驗簽算法。

如何使用ECDSA

?我們知道了簽名在交易里面的具體使用位置，那么ScriptSig和ScriptPubKey這兩個腳本語言，是如何執行，以及在執行的過程當中如何使用ECDSA呢？

如上圖所示，這里會將兩個腳本語言進行堆棧處理，即所有字段和操作碼全部羅列在右邊，解鎖腳本里面有2個，鎖定腳本里面有5個。

第一步，將第一個字段<sig>?解鎖，置于堆棧的底部；

第二步，向右移動一格，將<PubK>?解鎖推送至堆棧頂部，置于<sig>?的上面；

第三步，DUP是復制操作碼，它會將剛剛解鎖腳本里面的<PubK>進行復制，此時會有兩個<PubK>，結果被推送至堆棧頂部；

第四步，HASH160將復制的公鑰進行哈希，使之變成<PubKHash>，公鑰哈希；

第五步，EQUALVRTIFY操作碼將PubKHash和用戶的PubKHash對比，如果一致，則都被移除，然后繼續執行；

如果第五步匹配的話，繼續執行第六步——驗證簽名，這里就用到了ECDSA，也是交易中很關鍵的一步。

在圖中會看到，在執行最后一個操作碼的時候，堆棧里面有兩個字段。

此時CHECKSIG操作碼會核查簽名<sig>?是否與公鑰的<sig>匹配，如果匹配，則會在頂部顯示TRUE，如果不匹配會顯示FLOSE。

如果返回值是TRUE的話，此時發送者也表明了其對發送Token的所有權和使用權。

以上就是橢圓曲線數字簽名在區塊鏈中的主要應用位置和場景。

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