关于新能源的思考

基本原理: 能量守恒原理  + 能量转换损耗。

1 能量守恒,意味着不论能量怎么转换,能量都是那个量。 Eo = En + El  , Eo 表示原有能量,  En表示新的能量形态, El表示转换过程损耗的能量大小。 非理想状态下, El都是大于0的。

2 能量转换,在非理想状态下,是一定有损耗的,而且在现实中,损耗还挺大。所以目前科学的研究很多专注于如何提高能量的转换效率,比如太阳能转电,风能转电等等。

新能源的形态:

太阳能、风能、水力发电、潮汐能、地热能、生物能、核能,基本上要么是能量来自于大自然,要么能量释放效率巨高。

储能:

由于很多新能源就是自然资源,自然资源与我们传统的化石能源相比有个特点是能量的获取不稳定与不持续,例如风能,有时候风大,有时候没风;太阳能,白天有,晚上没有 等等,意味着这些能源获取到之后,如果直接拿去给电力设备使用会出现不稳定的状态,需要能量存储器,做做存储,在发电高峰期做储能,在发电低峰期释放能力,以稳定整个电力网的状态。

非对称加密算法

前言

目前主流的非对称加密算法主要有几类:RSA、DHKE、Elliptic Curve。

虽然大类分成这几类,实际上他们底层的原理都是依赖于素数和同余原理来做的。素数是除了他本身和1以外,无法被其他任何正整数整除的数字。这样的数字有多少呢?无穷个。我们知道,一个数字的因式分解,最终都能分解成n个素数的相乘,由于素数有无穷多个,也就意味着一些巨大的数是很难分解的,特别是两个大的素数(例如几百位、上千位)的乘积就更难因式分解了,催生了很多在理论上不可行,但在经济上可行的加解密算法。为什么说是理论上不可行呢?因为数字再大,只要有恒心(例如几百年、上千年甚至几百亿年)总能把一个大数因式分解,也就是基本假设不成立,一旦能因式分解,所有的这类密码都将被破解。经济上可行是因为,因式分解一个这样的大数字花费的经济成本(计算机、电力等)太高,以至于不会有人去尝试暴力破解。当然,据说有可以破解这类的量子算法,基于量子计算机多维度并发计算,还是有机会的。目前量子计算机造价昂贵且还没有大规模商用,用于破解这类的密码成本也是相当高的,暂时还是安全的。对应的策略是,a:发明后量子加密算法,在量子计算机流行之后也能用后量子算法来加解密,保障量子计算机破解不了这类的密码;b:用量子纠缠实现通信,可以完全杜绝中间人攻击,此时密钥不是最重要的了。目前美国为主的西方国家主要在主导后量子密码学,而我国科学家更多在主导量子通信。

下面我会用相对易懂的预言推导一下这几类算法的原理,一些不太好理解的定理,不会太深入去推导。

基于区块链的端到端加密通信

基于区块链的端到端加密通信

端到端加密通讯的基本原理

端到端基本上都是基于非对称加密手段来实现:假设通讯双方为A和B,AB都 自己生成一个随机的 私钥(p) 并私密地保存起来,然后通过数学算法,生成一个 公钥 (L),把公钥发送给想要跟自己通讯的点(peer)。当他们要给对方发送信息的时候,将信息用对方给的公钥进行加密,然后通过网络发送到对方;此时对方可以用已保存的私钥,解密加密后的数据,得到信息原文,实现了信息在传递过程的私密性。用描述语言如下:

A gen  pA/LA, store pA, send LA to B
B gen  pB/LB, store pB, send LB to A

发送消息时:
A.sendTo(encrypt(message, LB), B),发送的是用B的公钥加密过的信息。
B给A发送的状况类似。

接收消息时:
B.receiveFrom(A).decrypt(pB),接收到A发过来的加密信息后,用B的私钥解密,得到信息原文。
A 接收到加密信息之后的处理方式类似。

有中心化服务器的加密通信