區塊鏈入門筆記

區塊鏈入門筆記

       區塊鏈（BlockChain），是區塊（Block）和鏈（Chain）的直譯, 每個區塊存儲規定時間內的交易數據.並通過密碼學的方式.形成一個不可篡改、全員共有的分佈式賬本。

      區塊鏈中的交易是一種去中心化機制，區塊鏈特性：分佈式存儲，數據可溯源，不能被篡改，去中心化。

      哈希：將一串明文數據加密成一串密文，密文就是加密的哈希。

     （1）相同數據加密生成的HASH相同；

     （2）明文可以得到唯一的哈希，但哈希值不能倒推明文；（非對稱算法）

    挖礦的過程就是算哈希的過程。

    什麼叫挖礦？就是找到某個Nonce使滿足生成的哈希值前面有4個0，即滿足了系統給定的難度，匹配Nonce的過程就是挖礦的過程。

    區塊：存儲了當前時間的交易信息（交易地址，發送的比特幣）；

    區塊鏈：把區塊一個一個的串聯起來，後面的區塊存儲了上一個區塊的哈希值。

    創世塊：第一個區塊，它的上一個哈希值爲0（沒有上一個哈希，高度爲0）。

    POW：工作證明

    POS：股權證明

    DPOS：委託權益證明

    比特幣的介紹：

    比特幣是新一代的加密數字貨幣，比特幣由計算（挖礦）產生

    交易過程具有安全性，隱私性，可追溯，不可篡改等特性

    比特幣採用區塊鏈作爲底層技術實現上述特性

    比特幣：完全去中心化，總量一定（2100萬枚），匿名記賬

    比特幣區塊：每個區塊大小被限定在1M，每個交易大約250字節，所以每個區塊最多容納4000個交易。由於每個被認可的區塊平均產生時間爲10分鐘，意味着每秒鐘只能處理7個交易。

     Merkle根節點：默克爾樹

    疊疊加密的方式，即使不知道所有的數據，只需要知道這樣的一個默克爾樹根就可以知道數據是否被篡改。

    比特幣中的雙花：

    每筆交易都需要先確認對應比特幣之前的狀態，如果它之前已經被標記爲花掉，那麼新的交易會被拒絕；如果詐騙者利用網絡延遲同一筆金額在不同電腦花兩次。

    下一個礦工選擇在A基礎上繼續記賬的話，A分支就會比B分支更長，根據區塊鏈的規則，最長的分支會被認可。

    比特幣的缺陷與解決方案：

    缺陷：交易效率低，交易確認時間長；

    解決方案：

   （區塊鏈1.0時代）

   （1）BCH比特幣進行擴容；  

   （區塊鏈2.0時代）

    （2）ETH每ETH每挖一個區塊獎勵5個以太坊幣,平均每10S左右出一個區塊；

    （區塊鏈3.0時代）

    （3）EOS每秒 (10,000/s100,000/s) EOS將使用併發機制來擴展網絡，可能高達每秒數百萬次的交易。  

     缺陷：POW共識機制引發高耗能問題

     解決方案：

    （1）股權證明（POS）

    （2）股權委託證明（DPOS）

     缺陷：區塊、區塊鏈賬本的容量問題

     解決方案：

    （1）SPV輕錢包

    （2）網頁版錢包

    （3）阻止灰塵交易

    缺陷：比特幣不是圖靈完備的

    解決方案：

   （1）V1.0：比特幣點對點金融支付

   （2）V2.0：引入智能合約，ETH爲代碼，主要與“金融”領域結合

   （3）V3.0：區塊鏈與商業應用的結合，EOS代表

    缺陷：安全性問題、去中心責任化問題。

    分佈式賬本->EVM的虛擬機（用來解析智能合約）->solidity合約編程語言->truffle的智能合約開發框架->web3.js的工具->後套的工具

 

    區塊鏈的發展：

    V1.0： 

    2008 中本聰 比特幣白皮書

    2009 比特幣創世區塊產生

    2010 10000比特幣1個披薩

    V2.0： 2013~2014 以太坊（圖靈完備的支持）、2015 R3成立

    V3.0： 2018 EOS與其它

    區塊鏈技術：

   （1）區塊鏈底層；（2）智能合約（超級賬本，以太坊）（3）掌握區塊鏈技術原理

    區塊鏈的分類：（1）公有鏈；（2）私有鏈；（3）聯盟鏈；

    解決的問題：（1）價值傳遞；

    區塊鏈的架構模型：

    區塊鏈的鏈式結構：

    區塊頭：

 

    鏈式結構：

    哈希函數：

   （1）確定性； （2）單向性； （3）隱祕性； （4）扛篡改； （5）抗碰撞

    實現：MD系列；SHA系列：推薦SHA256,SHA3；

 

    區塊鏈核心技術：

    密碼學和數字簽名用於身份地址標識

    共識算法用於工作量證明、分佈式存儲技術用於存儲交易記錄和區塊，分佈式網絡技術用於網絡通信和節點發現。

    區塊鏈是一個分佈式數據庫、加密貨幣和只能合約的基礎；

    區塊鏈是有着特定結構的數據庫，一個有序向後連接的列表

    區塊按照插入的順序進行存儲，每個塊都被連接到前一個塊

    快速地獲取鏈上的最新塊，並且高效地通過哈希來檢索一個塊

 

    工作量證明pow：

    工作的結果作爲數據加入區塊成爲一個區塊；

    完成這個工作的人也會獲得獎勵（即挖礦獲得比特幣）；

    整個“努力工作並進行證明”的機制，叫做工作證明。

 

     爲什麼採用哈希算法？

    不可逆：無法從一個哈希值恢復原始數據，哈希並不是加密

    唯一性：對於特定的數據，只能有一個哈希，並且這個哈希是唯一的

    防篡改：改變輸入數據中的一個字節，導致輸出一個完全不同的哈希

   

    哈希算法特性：

    正向傳遞，給定明文和hash算法，有限時間和有限資源內能計算出hash值

    逆向困難：給定哈市值，有限時間很難逆推出明文

    輸入敏感：原始輸入信息修改一點信息，產生的hash值看起來應該有很大不同

    衝突避免：很難找到兩段不同的明文，使得他們的hash值一致

 

    交易機制：

    區塊鏈能夠安全可靠地存儲交易結果

    在區塊鏈中，交易一旦被創建，就沒有任何人能夠再去修改或刪除

    交易由一些輸入和輸出組合而來

 

    數字貨幣的地址及身份標識：

    某種途徑可以識別出你的交易輸出的所有者，稱之爲身份

    在比特幣中，身份就是一對（或者多對）公鑰（public key）和私鑰

    所謂的地址，只不過是將公鑰表示成人類可讀的形式而已

    公鑰加密算法使用的是成對的密鑰：公鑰和私鑰

    公鑰並不是敏感信息，可以告訴給其他人。但是，私鑰絕不對不能告訴其他人；只有所有者才能知道私鑰，能夠識別，鑑定和證明所有者身份就是私鑰。

    

    總結：筆者寫這篇文章時正在進行區塊鏈的學習，作爲一個新入鏈圈的新人，接下來將繼續記錄相關的技術與筆記。