我理解的区块链技术

同事叫我写点对区块链的看法。我大概在四年前比特币火热的时候看了一些相关的资料,就随便写一点吧。

Blockchain Technology

什么是区块链

区块链技术最早可追述到1991年 by Stuart Haber & W. Scott Stornetta.
以2008年Satoshi Nakamoto对区块链技术的阐述及第二年2009年创建了比特币
标志了区域链技术的成熟。
维基百科给出的定义是:

A distributed database that maintains a continuously growing
list of records, called blocks, secured from tampering and revision.

区块链是一个分布式的数据库。它的数据被组织成不断增长的记录链表。
其中记录被称为“区块”。区块被加密,保证不被篡改。

以BitCoin举例:
比特币是一个巨大的分布式的记账系统,该分布式系统的每一个结点都记录了在
比特币网络上发生的每一笔交易。如果要篡改数据,除非能控制这个网络上的绝
大部分结点并且同时修改这些结点的相关加密数据。

关键技术

区块链技术最大的创新即在一个去中心化的系统中解决了数字货币的Double Spending
的问题。

更一般地讲:

区域链技术使用去中心化网络解决了之前需要中心服务器的计账问题

What is Double Spending

如果我们用实物货币交易,交易的任何一方不能同时拥有商品和实物货币。但数字货币
却是可以通过非常廉价地复制获得。在区块链技术出现之前,解决这个问题都是用一个
中心机构解决。交易参与方无条件信任这个中心机构,由它判断并决定某个数字货币的归属。
显然这里有一个单点故障的潜在危险。

使用常景

最大的使用常景还是金融领域,比如数字货币和银行间的清算系统。
对于任何涉及信任,计账,审计,防篡改的系统,都可以用区块链技术提供一个去中心的
实现,而不是传统地信任一个中心机构的解决方案。
比如一个基于区块链技术的全民投票系统。

未来发展

据埃森哲的数据,2016年区域链技术在金融的项目中领域获得了13.5%的采用率,进入初期采用
阶段,于2018-2024年进入快速增长阶段,2025年进入成熟期。
The future of blockchain in 8 charts

在我看来,区块链技术只在金融领域有很大的发展前景,而在其它领域则没有什么优势。理由是,区块链技术的一个重要假设是:不能信任一个权威的中心服务方。但在大多数场景中,引入一个权威的中心服务方是可以接受的有时还是必须的,且开发难度要低。

Be the first to comment - What do you think?  Posted by zausiu - May 16, 2017 at 20:01

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我战胜了抑郁症

我的抑郁症持续了比较长的时间,大概从2007年到2013年之间断断续续发作。
最终在2014年年初慢慢走出来。现在几乎不失眠了。
我在发病期间看了非常多的资料,找很多人聊天。思考怎么治好这该死的病。
据我了解,现代医学对抑郁症的发病原因还没有研究得很透,认为非常非常多的因素都会造成抑郁症包括遗传。对病理的研究更是很肤浅,毕竟现代科学对大脑的工作方式还是知之甚少的。但各药厂生产了很多抗抑郁的药物,这些药物的效果因人而异。但基本上都不大可能单靠药物就能治好的。如果没能确定病因,没解决掉源头问题,怎么可能治好呢。但要找到病因却不容易,前面有提到,现代医学在这方面的研究还不够。所以,医生的帮助也是有限的。

我的建议是:
1,首先意识到治好这病需要自己付出很多努力,不能依赖其他人比如找到一个神医
2,评估自己以前的处事方式,我以前对自己要求太严格,总是争分夺秒地不停学习。我给自己设了很多假想敌,总想超过他们。我觉得我中学时读书比你们厉害,我怎么能输给你。为了改变自己这个思维方式,我看了一些哲学思辨的书,还包括一点点宗教神学,主要是佛教。我试图让自己站在一个更大更高的视角看自己以前的工作生活思维方式有多少意义。最终我觉得我不应该有太多锋芒,对于整个宇宙来说,面对自然规律时,个人实在太渺小了。
3,认识新朋友,主动社交。不要只认识精英。三教九流的人都去认识,和他们聊天,了解他们的生活和思考方式。精英阶层的思想大多是竞争进取的,如果自己的圈子都是精英,会让自己的思维局限于此,对治疗抑郁症是不利的。我那时租车搬家时就不失时间和面包车司机聊天,了解他们的生活状态,忧虑和幸福。不同阶层人的生活和思维是大不相同的。他们也要生活,他们也有自己的喜怒哀乐,为何自己自认为各方面都强过他们却生活得如此狼狈。我在2013年在网络上认识了一个粤北的农场主,我专门在假期去他的农场住了四五天,感受农场的宁静和那边的村民生活。

Be the first to comment - What do you think?  Posted by zausiu - at 19:43

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1. 前言:

  ZeroMq aka zmq是最知名的网络消息中间件之一。使有zmq的开源软件中最知名的莫过于Apache基金会下的Storm。我厂内部使用zmq的有即通的yaaf框架。

   ZMQ社区在20139月发布了zmq4zmq4最大的新功能即提供了一套安全机制,其中有IP黑白名单,用户名/密码鉴权,ECC(Elliptic Curve Cryptography)证书鉴权,以及通讯的加密(类似TSL)

   本文主要介绍zmq4.0的安全机制。

2. ECC的故事:

   这里的ECC不是我厂历史上的电商事业群,而是椭圆曲线加密算法。ECC据说被NSA(美国安全局)操作,在算法中设置了后门。不过好在不是只有一种椭圆曲线,而是有无数种,不同的曲线有不同的优点和缺点,只是其中由NIST(美国标准和技术研究署)推荐的曲线被怀疑设置了后门。

   ZMQ使用的椭圆曲线算法是Curve25519 ,它有开源实现而且没有专利保护。zmq用了长度为256bits的密钥,强度相当于RSA 3072比特的密钥长度。

   ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman)则是一个密钥协商协议。非常简单地讲,当AB在一个不受信任的网络中通讯前,AB先生成一对公私钥,并且AB通过某个完全的渠道事先知道对方的公钥,然后AB在握手阶段协商出一个双方公知的私钥供加密接下来的通讯。

    可以理解成zmq设计了一个专门为自己定制的精简的TLS,更多的理论细节在http://curvezmq.org/page:read-the-docs

作为一个码农,下面用代码介绍使用zmq4的Curve安全机制

3. 证书鉴权,通讯加密,IP 白名单

编译zmq4.x以后,会生成一个名叫curve_keygen的程序,用它可以生成zmq 的证书。证书是一个一般的文本文件,如下是一个curve_keygen生成的zmq证书的例子。

#   ****  Generated on 2017-01-02 14:24:20 by CZMQ  ****
#   ZeroMQ CURVE **Secret** Certificate
#   DO NOT PROVIDE THIS FILE TO OTHER USERS nor change its permissions.

metadata
    email = "kamuszhou@tencent.com"
curve
    public-key = "!Upjrn]2Dk)jQkYREsceBnpgoIL7koE{CVnV1j4D"
    secret-key = "ZPT#=l/#Rtg:TeLbofh:uPi7#/w(GDZq[0^qPZA1"

 

字段很好理解,最重要的是public-keysecret-key字段。

下面是一段客户端的相关代码片断(使用官方的czmq库,czmq是官方维护的High-level C库封装了底层的C API接口)

 // 创建一个DEALER类型的zmq socket
  zsock_t* dealer = zsock_new(ZMQ_DEALER);
  assert (dealer_ != NULL)

  // 假设路径~/my.cert存了客户端的证书,证书里需要既有公钥又有私钥,载入证书再应用这个证书到socket句柄上。然后就可以销毁证书句柄了
  zcert_t* my_cert = zcert_load("~/my.cert");
  assert (my_cert != NULL);
  zcert_apply(my_cert, dealer_);
  zcert_destroy(&my_cert);

  // 设置服务器的公钥
  zsock_set_curve_serverkey(dealer, "I7[{YV4[}q[9a)]b&d>bisoT]UXa/7b$Tp:6yoyq");
    
  // 连接在本机监听8888端口的服务器
  zsock_connect(dealer, "%s", "tcp://localhost:8888");

下面是服务端的相关代码片断:

   // 创建一个ROUTER zmq socket
   zsock_t* router_sk = zsock_new(ZMQ_ROUTER);
   assert(router_sk != NULL);

  /* CZMQ4库封装了一个actor服务器模型,详细的官方接口说明在http://api.zeromq.org/CZMQ3-0:zactor 其中zactor_new用来创建一个actor,回调函数填zauth。zauth是CZMQ定义好的一个回调函数,里面做了很多鉴权的准备工作。照抄就行。通过向actor通讯设置如何鉴权。*/
   zactor_t* auth = zactor_new(zauth, NULL);

   // 打印详细的鉴权相关日志
   zstr_send(auth, "VERBOSE");
   // 必须调用这个函数与actor同步。下同
   zsock_wait(auth);

   // 这里开启白名单,允许”127.0.0.1”和"127.0.0.2"访问本服务。如果用黑名单也类似,但第二个参数设为”DENY”
   zstr_sendx(auth, "ALLOW", "127.0.0.1", "127.0.0.2", NULL);
   zsock_wait(auth);

   /* 假设 ~/cert目录夹下面存放了客户端的证书(只有公钥) 下面的代码让只有拥有证书的客户端才能连接服务*/
   zstr_sendx(auth, "CURVE", "~/cert", NULL);
   zsock_wait(auth);

   // router_sk 这个zmq套接字是作为服务端使用的
   zsock_set_curve_server(router_sk, 1);

  // 加载服务端自己的证书,这个证书文件里需要既有公钥也有私钥
   zcert_t* my_cert = zcert_load("~/server.cert");
   assert(my_cert != NULL);
   zcert_apply(my_cert, router_sk);
   zcert_destroy(&my_cert);

   // router套接字监听8888端口
   int ret = zsock_bind(router_sk, "%s", "tcp://localhost:8888");
   assert(ret != -1);

 至此,服务端只接受来自127.0.0.1并且拥有正确证书的客户端的连接,而且通讯通道被加密。

4. Notice & Bug

a. 在实战过程中,发现一个czmq4库的bug,如果一个zmq socket作为server端并使用curve鉴权,就必须调用bind(),而不能调connect(),否则进程会崩溃。但是在zmq的世界中,server端的socket也是可以调connect的。在czmq4的官方github页面上找到有人已经报告了这个bug,可能下个版本会修复吧。

https://github.com/zeromq/czmq/issues/1470

b. czmq4实现的reactor模型不支持监控zactor对象.

c. czmq4有很多函数的参数个数是不确定的,这些函数的最后一个参数并须填NULL,否则编译期检查不到错误在运行期会崩溃。

Be the first to comment - What do you think?  Posted by zausiu - January 17, 2017 at 17:35

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