区块链技术

如题所述

第1个回答  2022-08-03

背景:比特币诞生之后,发现该技术很先进,才发现了区块链技术。比特币和区块链技术同时被发现。

1.1 比特币诞生的目的:

①货币交易就有记录,即账本;

②中心化机构记账弊端——可篡改;易超发

比特币解决第一个问题:防篡改——hash函数

1.2 hash函数(加密方式)

①作用:将任意长度的字符串,转换成固定长度(sha256)的输出。输出也被称为hash值。

②特点:很难找到两个不同的x和y,使得h(x)=h(y)。

③应用:md5文件加密

1.3 区块链

①定义

区块:将总账本拆分成区块存储

区块链:在每个区块上,增加区块头。其中记录父区块的hash值。通过每个区块存储父区块的hash值,将所有的区块按照顺序连接起来,形成区块链。

②区块链如何防止交易记录被篡改

形成区块链后,篡改任一交易,会导致该交易区块hash值和其子区块中不同,发现篡改。

即使继续篡改子区块头中hash值,会导致子区块hash值和孙区块中不同,发现篡改。


1.4 区块链本质

①比特币和区块链本质:一个人人可见的大账本,只记录交易。

②核心技术:通过密码学hash函数+数据结构,保证账本记录不可篡改。

③核心功能:创造信任。法币依靠政府公信力,比特币依靠技术。

1.5如何交易

①进行交易,需要有账号和密码,对应公钥和私钥

私钥:一串256位的二进制数字,获取不需要申请,甚至不需要电脑,自己抛硬币256次就生成了私钥

地址由私钥转化而成。地址不能反推私钥。

地址即身份,代表了在比特币世界的ID。

一个地址产生之后,只有进入区块链账本,才能被大家知道。

②数字签名技术

签名函数sign(张三的私钥,转账信息:张三转10元给李四) = 本次转账签名

验证韩式verify(张三的地址,转账信息:张三转10元给李四,本次转账签名) = True

张三通过签名函数sign(),使用自己的私钥对本次交易进行签名。

任何人可以通过验证韩式vertify(),来验证此次签名是否有由持有张三私钥的张三本人发出。是返回true,反之为false。

sign()和verify()由密码学保证不被破解。·

③完成交易

张三将转账信息和签名在全网供内部。在账户有余额的前提下,验证签名是true后,即会记录到区块链账本中。一旦记录,张三的账户减少10元,李四增加10元。

支持一对一,一对多,多对已,多对多的交易方式。


比特币世界中,私钥就是一切!!!

1.6中心化记账

①中心化记账优点:

a.不管哪个中心记账,都不用太担心

b.中心化记账,效率高

②中心化记账缺点:

a 拒绝服务攻击

b 厌倦后停止服务

c 中心机构易被攻击。比如破坏服务器、网络,监守自盗、法律终止、政府干预等

历史 上所有有中心化机构的机密货币尝试都失败了。


比特币解决第二个问题:如何去中心化

1.7 去中心化记账

①去中心化:人人都可以记账。每个人都可以保留完整的账本。

任何人都可以下载开源程序,参与P2P网络,监听全世界发送的交易,成为记账节点,参与记账。

②去中心化记账流程

某人发起一笔交易后,向全网广播。

每个记账节点,持续监听、持续全网交易。收到一笔新交易,验证准确性后,将其放入交易池并继续向其它节点传播。

因为网络传播,同一时间不同记账节点的交一次不一定相同。

每隔10分钟,从所有记账节点当中,按照某种方式抽取1名,将其交易池作为下一个区块,并向全网广播。

其它节点根据最新的区块中的交易,删除自己交易池中已经被记录的交易,继续记账,等待下一次被选中。

③去中心化记账特点

每隔10分钟产生一个区块,但不是所有在这10分钟之内的交易都能记录。

获得记账权的记账节点,将得到50个比特币的奖励。每21万个区块(约4年)后,奖励减半。总量约2100万枚,预计2040年开采完。

记录一个区块的奖励,也是比特币唯一的发行方式。

④如何分配记账权:POW(proof of work) 方式

记账几点通过计算一下数学题,来争夺记账权。

找到某随即数,使得一下不等式成立:

除了从0开始遍历随机数碰运气之外,没有其它解法,解题的过程,又叫做挖矿。

谁先解对,谁就得到记账权。

某记账节点率先找到解,即向全网公布。其他节点验证无误之后,在新区块之后重新开始新一轮的计算。这个方式被称为POW。

⑤难度调整

每个区块产生的时间并不是正好10分钟

随着比特币发展,全网算力不算提升。

为了应对算力的变化,每隔2016个区块(大约2周),会加大或者减少难度,使得每个区块产生的平均时间是10分钟。

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