区块链概述1

一、区块链的起源，常用术语，概况介绍

二、Bitcoin的原理，关键源代码分析

三、对Bitcoin的改进，共识算法

四、Hyperledger的架构，部署，以及编程

五、Ethereum的概念，生态

六、基于Ethereum的开发实战

七、Bitcoin，Hyperledger与Ethereum的对比

 

一、什么是区块链

1.起源于Bitcoin

2.分布式账本

3.去中心化的存储

4.去除第三方，解决信任问题

 

1.起源

2008年，署名为“中本聪”的作者在讨论加密的邮件列表中，发表论文 A PeertoPeer eLectronic Cash System。2009年1月，Bitcoin诞生，代码开源

2.总量

Bitcoin的总量为固定的21000000个，大约在2140年之前全部挖完。每个Bitcoin都被分割成100000000份（每一份被称作一个satoshi）。截止2018年1月，约80%的Bitcoin将被挖完

3.交易

所有交易的记录都是公开可查的（https://blockchain.info/），但是交易者可保持匿名。交易一旦发生则不可撤销

4.目的：去除第三方

（1）去除第三方的好处

a.降低支付成本

b.减少支付方信息泄露

（2）如何去除第三方

a.将用户A和用户B的交易记录在网络中

b.让网络内的所有用户都能见证这笔交易，并且这笔交易可查

（3）区块链的结构

单向链表：单向链表由每笔交易信息组成，即：交易1—》交易2—》交易3—》....—》交易n

5.交易的过程

A想要给B发钱——》该交易被包含在一个区块中——》该交易被广播到全网——》其他节点检验该交易的有效性——》该区块被连接到区块链——》钱从A转移到B

二、Bitcoin需要解决的问题

1.谁负责生成区块？

a.如果能够成功找到符合条件的下一个区块，则可以获取一定数量（初始为50个，经过2次折半后当前数额为12.5个）的Bitcoin作为奖励

b.根据已有的信息，通过不停的尝试计算哈希值，直到满足当前难度

c.生成区块的过程，称作“挖矿”。挖矿者被称为“矿工”

2.分叉

a.当某个矿工发现符合条件的区块，则向其他节点广播，由其他节点校验其正确性

b.如果其他矿工在一定时间内发现了不同的解，向其他节点广播后，也可以通过校验。通过某种策略，区块链总是沿着最长的链条继续增长

“比特币就是对  #参与解决某个哈希难题#  的节点的奖励”

3.矿机

挖矿速度：矿机的挖矿速度用哈希/秒（H/s）来衡量，KH/s，MH/s，GH/s,TH/s

 AMD GPU7970*7 ：挖矿速度：~4900MH/S  消耗功率：~2100W

 Antminer S9 bitcoin miner： 挖矿速度：13TH/s   功率：~1274W  

4.Bitcoin带来的新问题（PoW vs PoS）

（1）PoW 工作证明模式（Proof of Work）：所有矿工为找到下一个合法节点持续做无谓的计算资源消耗

》PoW也被成为挖矿，例如Bitcoin中不断尝试哈希值的过程，实质是话费较昂贵的计算资源

》在寻找下一个区块的过程中，奖励总是给第一个解决数学难题的矿工

》矿工为解决数学难题，不断改进矿机，增大算力，提高成为第一个找到下一个区块者的概率

（2）PoS 权益证明模式（Proof of Stake）：持有货币最多的用户负责生成下一个节点

》在PoS模式中，根据代币的持有数量，产生下一个区块的创建者具有某种程度的确定性

》PoS系统并没有区块奖励。因此矿工只拿到交易费

》PoS模式的代币产生基本不需要消耗算力，效率比PoW高得多

5.Bitcoin的定义（首字母大写代表该P2P网络，首字母小写代表比特币本身）

》Bitcoin是一个维护基于密码学的，数字资产的公开分布式账本的P2P网络。

》该账本的正确性和安全性由矿工组成的子网保证，并由矿工负责审核和记录所有的交易，以获取bitcoin作为奖励

三、区块链设计的核心技术

1.分布式、P2P网络

》分布式环境中，需要解决节点之间的共识问题，公有区块链这个问题尤为突出

》P2P网络的通信协议，与中心化服务的Clinet/Server不同

2.密码学

》非对称式加密完成交易中的电子签名，身份识别等

》哈希算法、共识算法等完成信息校验，工作量证明

3.编程/工具

》涉及多种编程语言，如Bitcoin（C++）,Hyperledger（go）,Ethereum（C++/go/Rust），Corda（Java/Kotlin）

》涉及云计算，Docker，Linux等等

4.区块链与BitTorrent

（1）相似点

#Peer to Peer

》区块链和Torrent网络都依赖于点对点传输

》区块链和Torrent网络都是去中心化，无需中央服务器

#加密

》区块链和BitTorrent都会对将要分散出去的信息进行加密，以及通过哈希算法校验

#分布式

》区块链将交易信息分布式化，而Torrent网络则是将特定文件分布式化

(2)区别

#传输内容

》区块链传输交易信息，而BitTorrent传输文件

》电子加密货币是虚拟的，而文件是数据实体

#确定性

》区块链传输的交易信息动态生成，具有很强的不确定性

》BitTorrent传输的文件可复制，内容不会改变

#用途

》区块链用于记录，BitTorrent用于传输