区块链入门笔记

       区块链（BlockChain），是区块（Block）和链（Chain）的直译, 每个区块存储规定时间内的交易数据.并通过密码学的方式.形成一个不可篡改、全员共有的分布式账本。

      区块链中的交易是一种去中心化机制，区块链特性：分布式存储，数据可溯源，不能被篡改，去中心化。

      哈希：将一串明文数据加密成一串密文，密文就是加密的哈希。

     （1）相同数据加密生成的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；（非对称算法）

    挖矿的过程就是算哈希的过程。

    什么叫挖矿？就是找到某个Nonce使满足生成的哈希值前面有4个0，即满足了系统给定的难度，匹配Nonce的过程就是挖矿的过程。

    区块：存储了当前时间的交易信息（交易地址，发送的比特币）；

    区块链：把区块一个一个的串联起来，后面的区块存储了上一个区块的哈希值。

    创世块：第一个区块，它的上一个哈希值为0（没有上一个哈希，高度为0）。

    POW：工作证明

    POS：股权证明

    DPOS：委托权益证明

    比特币的介绍：

    比特币是新一代的加密数字货币，比特币由计算（挖矿）产生

    交易过程具有安全性，隐私性，可追溯，不可篡改等特性

    比特币采用区块链作为底层技术实现上述特性

    比特币：完全去中心化，总量一定（2100万枚），匿名记账

    比特币区块：每个区块大小被限定在1M，每个交易大约250字节，所以每个区块最多容纳4000个交易。由于每个被认可的区块平均产生时间为10分钟，意味着每秒钟只能处理7个交易。

     Merkle根节点：默克尔树

    叠叠加密的方式，即使不知道所有的数据，只需要知道这样的一个默克尔树根就可以知道数据是否被篡改。

    比特币中的双花：

    每笔交易都需要先确认对应比特币之前的状态，如果它之前已经被标记为花掉，那么新的交易会被拒绝；如果诈骗者利用网络延迟同一笔金额在不同电脑花两次。

    下一个矿工选择在A基础上继续记账的话，A分支就会比B分支更长，根据区块链的规则，最长的分支会被认可。

    比特币的缺陷与解决方案：

    缺陷：交易效率低，交易确认时间长；

    解决方案：

   （区块链1.0时代）

   （1）BCH比特币进行扩容；  

   （区块链2.0时代）

    （2）ETH每ETH每挖一个区块奖励5个以太坊币,平均每10S左右出一个区块；

    （区块链3.0时代）

    （3）EOS每秒 (10,000/s100,000/s) EOS将使用并发机制来扩展网络，可能高达每秒数百万次的交易。  

     缺陷：POW共识机制引发高耗能问题

     解决方案：

    （1）股权证明（POS）

    （2）股权委托证明（DPOS）

     缺陷：区块、区块链账本的容量问题

     解决方案：

    （1）SPV轻钱包

    （2）网页版钱包

    （3）阻止灰尘交易

    缺陷：比特币不是图灵完备的

    解决方案：

   （1）V1.0：比特币点对点金融支付

   （2）V2.0：引入智能合约，ETH为代码，主要与“金融”领域结合

   （3）V3.0：区块链与商业应用的结合，EOS代表

    缺陷：安全性问题、去中心责任化问题。

    分布式账本->EVM的虚拟机（用来解析智能合约）->solidity合约编程语言->truffle的智能合约开发框架->web3.js的工具->后套的工具

 

    区块链的发展：

    V1.0： 

    2008 中本聪 比特币白皮书

    2009 比特币创世区块产生

    2010 10000比特币1个披萨

    V2.0： 2013~2014 以太坊（图灵完备的支持）、2015 R3成立

    V3.0： 2018 EOS与其它

    区块链技术：

   （1）区块链底层；（2）智能合约（超级账本，以太坊）（3）掌握区块链技术原理

    区块链的分类：（1）公有链；（2）私有链；（3）联盟链；

    解决的问题：（1）价值传递；

    区块链的架构模型：

    区块链的链式结构：

    区块头：

 

    链式结构：

    哈希函数：

   （1）确定性； （2）单向性； （3）隐秘性； （4）扛篡改； （5）抗碰撞

    实现：MD系列；SHA系列：推荐SHA256,SHA3；

 

    区块链核心技术：

    密码学和数字签名用于身份地址标识

    共识算法用于工作量证明、分布式存储技术用于存储交易记录和区块，分布式网络技术用于网络通信和节点发现。

    区块链是一个分布式数据库、加密货币和只能合约的基础；

    区块链是有着特定结构的数据库，一个有序向后连接的列表

    区块按照插入的顺序进行存储，每个块都被连接到前一个块

    快速地获取链上的最新块，并且高效地通过哈希来检索一个块

 

    工作量证明pow：

    工作的结果作为数据加入区块成为一个区块；

    完成这个工作的人也会获得奖励（即挖矿获得比特币）；

    整个“努力工作并进行证明”的机制，叫做工作证明。

 

     为什么采用哈希算法？

    不可逆：无法从一个哈希值恢复原始数据，哈希并不是加密

    唯一性：对于特定的数据，只能有一个哈希，并且这个哈希是唯一的

    防篡改：改变输入数据中的一个字节，导致输出一个完全不同的哈希

   

    哈希算法特性：

    正向传递，给定明文和hash算法，有限时间和有限资源内能计算出hash值

    逆向困难：给定哈市值，有限时间很难逆推出明文

    输入敏感：原始输入信息修改一点信息，产生的hash值看起来应该有很大不同

    冲突避免：很难找到两段不同的明文，使得他们的hash值一致

 

    交易机制：

    区块链能够安全可靠地存储交易结果

    在区块链中，交易一旦被创建，就没有任何人能够再去修改或删除

    交易由一些输入和输出组合而来

 

    数字货币的地址及身份标识：

    某种途径可以识别出你的交易输出的所有者，称之为身份

    在比特币中，身份就是一对（或者多对）公钥（public key）和私钥

    所谓的地址，只不过是将公钥表示成人类可读的形式而已

    公钥加密算法使用的是成对的密钥：公钥和私钥

    公钥并不是敏感信息，可以告诉给其他人。但是，私钥绝不对不能告诉其他人；只有所有者才能知道私钥，能够识别，鉴定和证明所有者身份就是私钥。

    

    总结：笔者写这篇文章时正在进行区块链的学习，作为一个新入链圈的新人，接下来将继续记录相关的技术与笔记。