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本文摘要:FISCO BCOS交易手写签名算法是基于ECDSA的原理设计的,ECDSA也是比特币和以太网使用的交易手写签名算法。

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FISCO BCOS交易手写签名算法是基于ECDSA的原理设计的,ECDSA也是比特币和以太网使用的交易手写签名算法。ECDSA及椭圆曲线加密(ECC )涉及科学知识、ECDSA的Recover机制和构建方式、FISCO BCOS交易亲笔签名和验证的基础原理。内容是稍软的(shu )核(xue ),喜欢和对密码学原理、区块链基础原理感兴趣的开发者交流。故事开始的故事,从以太坊的神秘魔数中回忆起来。

以太网坊黄皮书中,关于交易亲笔签名的解释提到了两个类似的数量“27,28”,实质上意味着“0,1”通过一个27进化获得了“27,28”,本质上是类似的数量27。这个类似的数字27代表什么意思? 刑事之旅开始了…这似乎是bug搜索迄今为止对这个问题进行了很多讨论,其中Stack Exchange的帖子将此视为设计bug。

以太网源代码github也有issue,上面印有“type:bug”的标签。Stack Exchange帖子链接了修复错误的代码,要求您查看以下图像(红色框)。从注释解释和代码可以看出,fromRpcSig函数对27这个魔数展开了同样的处理。在来自RPC的手写签名中,如果v值大于27 (有可能是0-3 ),则还需要将27作为新的v值相加,fromRpcSig函数以此方式兼容ECDSA完全v值(即Ethernetv值) 你在叹息以太网坊设计的bug吗? 回到刚才的fromRpcSig源代码文件,仔细看了那个各个模块的构建,我们找到了这样一行代码“v: chainId”了吗? recovery (chainid * 235 ) : recovery 27”中,不道德v代入的代码泄露了魔数27、魔数35、chain id三条信息。

于是,疑问更多了。魔数35是什么? 什么是ChainID? 这看起来不像bug有这些疑问,但让我再询问一下设计材料。以太网EIP 155论述了ChainID的设计。基于以太网源代码构建的网络,实际运营的链很多,网卓新闻网络引入了ChainID的设计,以避免一条链的交易传递到另一条链导致纠错反击。

我发现了ChainID的作用。另一个疑问是在——以太网坊中,为了区分网络id不同的网络。你为什么需要ChainID? 这从网络id和ChainID的范围来说明。

NetworkID主要在网络级别展开链的隔离,节点在创建互联时必须相互交换NetworkID,只有享受完全一致的NetworkID才能完成问候连接。ChainID是交易级别,避免具有不同网络的交易交叉反击。ETH和ETC的主网络NetworkID都是1,为了避免ETH和ETC网络之间交易交叉的纠错,必须通过ChainID机制,ETH主网络的ChainID是1,ETC主说到这里,我不知道为什么是27,为什么是35。我在EIP github的Issue#155上看到了Jan和Buterin的交流记录。

很明显27是来自比特币。触摸甜瓜,关闭electrum的github,在electrum/electrum/ecc.py上查找以下代码,从代码中可以看出。

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electrum是手写签名的recid(recoveed ),原本只有0到3之间。由此,27和35大致由此而来,在比特币源代码bitcoin/src/key.cpp的CKey:SignCompact函数中也确认了该构筑方式,比特币为什么这样设定ECDSA才是“bug”故事。我们对以太网代码中魔数27的前世一生大致了解,这意味着故事的开始。

这使得恢复id是什么? 为了正确说明这个问题,必须从ECDSA算法的著手出发,从数学上解读其背后的原理。由于ECDSA是FISCO BCOS使用的交易手写签名算法,所以ECDSA算法有Recover机制,我不知道这确实是“错误”级别的功能。ellipticcurvedigitalsignaturealgorithm (ECD SA )是一种基于椭圆曲线的数字签名算法。

数字签名算法被用作利用公开秘密密钥系统构建如纸上写入的一般手写签名,判别数字信息的方法,罕见的数字签名算法包括DSA、RSA、ECDSA等。椭圆曲线密码(ECC )是基于椭圆曲线数学的公钥密码算法,是在椭圆曲线的线性对数困难的问题上制作的,一般的协议是ECDH、ECDSA、ECIES等。

椭圆曲线的参数可以有secp256k1、secp256r1、Curve25519等多种部署方式,也可以不存在多条不同的曲线,不同曲线的安全性没有一些差异,在SafeCurves中有对比记述。ECDSA算法主要包括以下四个重要功能:密钥GenKey自由选择椭圆曲线E_P(a,b ),自由选择基点g,g的次数以n自由选择随机数d n为私钥,计算公钥Q=dG手写签名算法Sign。计算点(x,y)=kG取r=x mod n,如果r=0则计算新的自由选择随机数k计算s=k^1(z rd) mod n,如果s=0则计算新的自由选择随机数k上述检查r,sn计算z=hash(m))计算u _ 1 y )检定r,snr=(x,y)x=r,r n,r 2n .代入椭圆曲线方程式进行计算,得到r计算z=hash(m))计算u。

在计算r的步骤中,由于没有多个x的规定可能性,有可能不存在多个r,所以计算出的q也没有多个可能性的结果,必须通过与未知的公开密钥的对比来确认哪个q是正确的。如果所有迭代x都可能找不到正确的q,请说明该消息与手写签名不对应或为未知的公钥。为了确认正确的q,必须重复所有可能是x的Recover算法,这个时间支出很大。

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为了提高Recover的时间效率,使用空间交换时间的想法,在手写签名中减少一个v值,慢慢确认x,防止重复搜索的尝试。这个v值是恢复id。在区块链系统中,客户机为每个交易展开手写签名,节点对交易手写签名展开验证。

如果使用“验证算法Verify”,节点必须首先分发与该交易对应的公钥,因此必须为每个交易加载公钥,消耗相当多的比特率和存储。如果使用“完全复原算法Recover”,在被分解的手写签名中加载recoveryID,则缓慢地完全复原与该交易对应的公开密钥,根据公开密钥计算用户地址,在用户地址空间中继续执行适当的操作者。这里潜藏着区块链的设计哲学,区块链上的资源(资产、合同)都是某个用户的,如果需要符合该用户地址的手写签名,则与管理该用户的私钥相同,因此节点事先FISCO BCOS基于此原理设计构建了交易手写签名和验投。恢复id的计算在关于JavaSDK性能优化的文章(记录JavaSDK性能从8000提高到30000的过程)中提到重要优化点——恢复id的计算,在此谨慎地进行讨论。

ECDSA亲笔签名(r,s )。这里,r是与椭圆曲线上的1点kG (x,y )对应的x mod n,在亲笔签名信息中只留下与x轴坐标相关的值,与y轴相关的值被舍弃。如果尝试用“完全恢复算法Recover”恢复与y轴对应的值结构r,则公钥完全恢复。由于r=x mod n,所以r、r n、r 2n…都有可能是合法的完全的x值,根据椭圆曲线而不存在不同的数量,这是合法的x值,FISCO BCOS使用的secp256k1曲线中可能不存在两个r、r n 因为每个x轴坐标都对应两个可能的y坐标,所以FISCO BCOS没有四种可能的r、(r,y) (r,-y) (r n,y’) (RN,- y’)。

但是,对于一个r值不存在两个x轴坐标的概率极低,低到完全可以忽略,以太网坊忽略了这两个小概率事件。那么,这个小概率事件的概率明显有多小呢? 这是从secp256k1曲线的参数中想起的。一般来说,提到椭圆曲线的点(x,y ),x和y的值是mod p的结果,p是曲线的参数,是大素数,前面提到的n也是曲线的参数,这个曲线上的点的数量(曲线上的点的数量是n。

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