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        比特幣的安全性到底有多高

        2022-03-17 22:48:16余梁
        計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò) 2022年2期
        關(guān)鍵詞:次方私鑰公鑰

        余梁

        比特幣從2009年誕生,至今已經(jīng)過去12年了,從一文不值到目前的近4萬美金一枚,總市值7 500多億美金。已經(jīng)完全成長為一個龐然大物,那么,比特幣目前安全性究竟怎樣,持有比特幣會被其他人偷走嗎?

        私鑰、公鑰、地址

        就像銀行取款、網(wǎng)銀轉(zhuǎn)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(yīng)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(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)比特幣了。

        在銀行,開戶流程基本是“開設(shè)銀行賬戶———給銀行卡號———設(shè)置銀行卡密碼———開戶成功”。但在區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缋?,是先設(shè)置“密碼”(私鑰),再開設(shè)“銀行賬戶”(公鑰),最后給“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,也無法取走相關(guān)賬戶里的錢。

        但在區(qū)塊鏈?zhǔn)澜?,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),可以取走里面的幣。

        為什么會這樣呢?這是因為在區(qū)塊鏈中,私鑰通過加密生成公鑰,公鑰轉(zhuǎn)換一下格式生成地址。也就是說,私鑰可以推導(dǎo)出公鑰,公鑰可以推導(dǎo)出地址。

        反向推導(dǎo)不可能

        既然“私鑰可以推導(dǎo)出公鑰,公鑰可以推導(dǎo)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種方法竊取私鑰:

        1.通過地址/公鑰,反向推導(dǎo)出私鑰;

        2.一個一個地去試私鑰,也就是暴力破解。

        第一種方法并不可行,因為比特幣采用的加密算法,“失之毫厘,差之千里”。輸入的內(nèi)容,稍稍變動哪怕一丁點的東西,加密后輸出的結(jié)果和之前輸出的結(jié)果也有天壤之別,而且這些結(jié)果沒有規(guī)律可循。

        所以,這種加密算法是單向的、不可逆的,黑客無法通過輸出(地址/公鑰)推導(dǎo)出輸入(私鑰)。

        暴力破解比特幣私鑰

        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,先看下私鑰是怎么產(chǎn)生的。

        假設(shè)拋硬幣,正面朝上為1,反面朝上為0,連續(xù)拋256次,把每次拋的結(jié)果記錄下來,再轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù),就是一個比特幣私鑰。

        沒錯,比特幣的私鑰就是通過程序“拋256次硬幣”,隨機(jī)生成的。所以,比特幣私鑰的本質(zhì)是256位二進(jìn)制數(shù)。

        每次拋硬幣,都有正反兩面,所以拋256次,一共可以出現(xiàn)「2×2×2×2…2×2×2」,即256個2相乘,也就是2的256次方這么多種結(jié)果。所以,比特幣的私鑰總數(shù),理論上有2的256次方個。

        注:私鑰總數(shù)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(shù)影響微乎其微。

        2的256次方是多大呢?它約等于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、巖石、地底下的巖漿全部用沙子來填充的話,整個地球的沙子數(shù)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,只需要用到10的30次方粒沙子。

        10的77次方比10的30次方大10的37次方倍,整整37個0。在比一個地球的沙子數(shù)量還要多10的37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(yīng)的私鑰的難度超乎想象。所以,即便黑客有超級計算機(jī),都無法暴力破解比特幣私鑰。

        這就是為什么很多人說,“比特幣是第一次通過技術(shù)手段,保證了個人的私有財產(chǎn)神圣不可侵犯”。

        雖然未來的科技如何發(fā)展誰都無法準(zhǔn)確預(yù)測,但如果有一天,人類發(fā)明了比超級計算機(jī)、量子計算機(jī)還要厲害的計算機(jī),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(jī)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(yīng)對。

        鑒于這個問題不是三言兩語能解釋清楚,安全問題不僅僅牽涉到技術(shù)問題,也牽涉到私鑰的保存,錢包授權(quán)等問題。如果是因為自己私鑰保存不當(dāng)、電腦中了病毒、使用的錢包軟件有漏洞或是有后門,導(dǎo)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(dǎo)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(zhì)疑比特幣的安全性,你會怎么回答他呢?

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