笔记：区块链基础（一）

理论 1. 区块链

区块链是分布式（decentralized）数据库（database，ledger）。 所谓去中心化不同于我们通常所说的数据库（或账本）。 它不仅是系统维护者。 可以更改数据库（会计）。 在区块链网络中，每个用户（也称为每个节点）都参与记账。 系统会选出一定时间内记账最快最好的用户。 将这段时间的数据变化记录到一个区块中（可以看作是一个账户页面），并将这个区块备份给网络中的其他用户。 每个用户都有一份完整的账本副本。 区块链技术也称为分布式账本技术。

区块链是比特币的一个概念，是比特币的底层技术，是与密码技术相关联的数据块。 数据块包含交易信息，不可篡改。

2. 比特币

2008年11月1日，中本聪在互联网上发表技术论文《比特币白皮书：一种点对点电子支付系统》。 两个月后，即 2009 年 1 月 3 日，他开发了第一个版本的比特币。 Coin客户端，标志着比特币的正式诞生。 P2P形式的数字货币，去中心化支付系统。

特征：

三、区块链时代

区块链 1.0：数字货币、比特币

区块链 2.0：以太坊、智能合约

区块链3.0：区块链进入全应用时代

4.令牌

Token是在区块链上流通的有价加密权益凭证。 市场上常将Token译为“代币”，但最好译为“代币”，因为它不仅仅是代币，它可以代表任何有价物，如代币、游戏币、代金券等。

一个有价值的 Token 至少是三权合一：

5.密码朋克

中本聪的比特币白皮书最早发表于《密码朋克》。 狭义上：密码朋克是一种加密的电子邮件系统。 讨论的话题包括数学、加密技术、计算机技术等，Cypherpunk 拥有约 1400 名用户，早期成员中不乏 IT 精英，中本聪就是其中之一。 据统计，密码朋克成员讨论并发明了数十种失败的数字货币和支付系统。 所以，中本聪发明的比特币并不是凭空诞生的，而是吸收了前面几十次的失败之后发明的。 的。

6.计算能力

哈希率是衡量比特币网络处理能力的指标。 开采比特币需要一台矿机。 每台矿机每秒能进行多少次hash碰撞，代表了这台矿机的算力，单位是hash/s。

哈希冲突定义：给定一个表M，存在一个函数F(key)。 对于任意给定的关键字key，如果代入函数后可以得到包含该关键字的表中记录的地址，则表M称为散列(Hash)表，函数F(key)为散列函数(Hash )

7. 如何获得比特币

(1) 矿工“挖矿”赚取比特币

(2) 获取他人的比特币

(3) 通过比特币交易平台购买

（4）通过注册或做任务获得（仅限于部分交易平台或相关网站，奖励一般很少，大部分为0.0001比特币）

(5)开店采用比特币收款

(6) 通过工作获得比特币（前提是双方同意使用比特币作为工作报酬）

8. 区块链是如何形成的

在比特币系统中，每10分钟产生一个区块，这个区块记录了这段时间内发生的所有交易。 同时，每个区块都包含前一个区块的ID挖比特币的矿机长啥样，所以可以根据这个ID找到前一个区块，以此类推，追溯到起始块（genesis block），这样一个完整的交易链就形成了一个区块链。

9. 区块链分类

公链的三大特点如下：

  第一，公有链可以保护用户权益免受程序开发者的影响。在公有链中程序的开发者没有权利干涉用户，所以用户权益更容易得到保护。
  第二，公有链开放性强。在公有链上，任何用户都可建立 自己的应用，从而产生一定程度的网络效应。任何满足一定技术条件的人都可以访问，也就是说，只要有一台能够联网的计算机就能够满足访问的条件。
  第三，数据公开透明。在公有链上的所有数据是默认公开 的，在这里每个参与者都可以看到系统中所有的账户余额和交易活动，也就是所谓的公开透明的分布式“总账”系统。不过，区块链的匿名性让参与者能够隐藏现实世界中的真实身份，从而找到了公开信息与个人隐私保护之间的一个平衡。

  公有链的典型应用包括比特币、以太坊、超级账本、大多数“山寨币”等，区块链的起源也是由公有链开始的。

私有链具有以下特点：

  （1）私有链的交易速度非常快。
  （2）私有链有更好的隐私保障。
  （3）私有链有更好的节点连接。
  （4）私有链的交易成本更加便宜。

联盟链的典型特征是每个节点通常都有一个对应的实体，只有在联盟同意的情况下才能加入或退出系统。 各利益相关方的机构和组织在区块链上紧密合作，共同维护系统的健康稳定发展。 ,

  成立于2015年9月的R3区块链联盟是最典型的联盟链，目前已经有数十家国际银行和金融机构加入，成员遍及全球。这些成员包括纽约梅隆银行、花旗集团、德国商业银行、德意志银行、汇丰银行、日本三菱UFJ金融集团、澳大利亚国民银 行、加拿大皇家银行、法国兴业银行、多伦多道明银行、中国平安、瑞穗银行、北欧银行、意大利联合信贷银行、巴黎银行、富国银行、荷兰国际集团、麦格理银行、加拿大帝国商业银行等金融机构。

实验

在线模板地址：

1.计算哈希值

2.块

Hash值是通过计算top Block值+Nonce值+Data值得到的，但是每次开始运行时，Block值和Data值是固定的，只有Nonce值在变化（Nonce值从0递增直到计算满足条件的哈希值）。 通过不断改变Nonce值来计算出符合条件的Hash值，这个过程称为挖矿。

我们随便输入Nonce值，点击Mine，开始挖矿。 如下图，经过一段时间的计算，得到合格的Hash值，（hash字符串前四位全为0，0的个数代表挖矿难度，这里的挖矿难度为4)

3. 区块链

在区块链中，每个区块都包含前一个区块的哈希值，图中Prev的值就是前一个区块的哈希值。 第一个块没有前一个块，所以Prev的值为0，一个区块链的第一个块称为“创世块”

只要在这个区块链中的一个区块中添加数据，这个区块和后续的所有区块都会变成红色，这意味着更改后的Hash值没有达到要求，需要重新挖掘这个区块和后续的区块。

4.分布式

在分布式模板中，存在三个区块链：Peer A、Peer B、Peer C，每一项的内容完全相同。 每个区块链代表一个节点。 在区块链网络中，每个节点都存储着所有的区块值。

5.令牌

Tx值是交易记录，也是区块中的Data。 如第一步所述：每个区块可以包含多个交易记录。 （简单理解，Token就是记录在区块中有意义的数据，不是我们测试时输入的123等）

6. Coinbase交易

区块中的第一笔交易。 比特币网络约定，每个区块的第一笔交易是coinbase交易，是矿工为了获得奖励和手续费挖比特币的矿机长啥样，即发币的特殊交易。

本文为《和田网络安全实验室》学习笔记，侵删。