12、区块链技术全面解析：从比特币到以太坊

区块链技术全面解析：从比特币到以太坊

1. 区块链基础回顾

1.1 区块链加密基础

区块链加密技术中，非对称加密系统应用广泛。先生成私钥，再由私钥计算出公钥。由于无法通过公钥追溯到私钥，公钥可在网络中分发，私钥则需严格保密。非对称加密系统不仅能实现加密消息的交换，还能创建数字签名以证明消息来源。椭圆曲线加密（ECC）是区块链中常用的非对称加密系统，其密钥对通过曲线上预定义点的多次相加形成。

此外，区块链还使用了加密哈希函数，将输入数据转换为固定长度的字符串，且相同内容多次输入会得到相同输出。比特币和以太坊分别使用了 SHA - 256 和 Keccak256 算法。

1.2 比特币区块链详解

• 交易与区块结构 ：比特币交易按特定结构存储在区块中，区块通过区块头相互连接成链。
• 节点类型 ：网络中有全节点，它们存储完整区块链，验证交易和区块。配备挖矿软件的全节点可参与挖矿，在构建区块的过程中创造比特币。
• 工作量证明（PoW） ：PoW 过程需寻找合适的随机数（nonce），使区块的哈希值符合网络规定。
• 面临挑战与改进 ：比特币网络存在可扩展性等挑战。为此，推出了 SegWit，将验证签名的脚本移至额外的区块结构以节省空间；还有闪电网络，未来可能实现区块链外的比特币支付，并将状态不定期存储在区块链中；最新的 Taproot 更新则提升了比特币区块链的隐私性、可扩展性和功能性。