区块链知识100问

1. 比特币及区块链的发展历史

• 2009年，中本聪打包了第一个区块，并获得了50枚比特币的挖矿奖励;
• 挖矿奖励每4年减半一次，按此计算预计2140年发行完毕，总数量为2100万枚;
• 德国为首个接收比特币支付的国家，微软、戴尔等知名企业也纷纷接收比特币支付;
• 北京时间2009年1月4日，距离白皮书发布已经过去3个月了，中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上创建了第一个区块，即比特币创世区块，并获得了50枚比特币的奖励;中本聪将当时正值2008年金融危机的泰晤士报标题刻在了第一个区块上，清晰地展示着比特币的诞生时间;
• 有人被猜测是中本聪，也有人自认中本聪;
• 区块链就是一个分布式账本，每个区块就是账本中的一页，系统自动生成比特币作为奖励激励矿工参与记账;
• 每10分钟，全体矿工一起计算一到问题，最先算出答案的矿工获得记一页账的权利;记账完成后，他将自动获得一定量的比特币，这就是新增比特币的发行过程;
• 根据中本聪的设计，最开始每记一页账奖励50个比特币，每记21万页账，记账的奖励就会减少一半;
• 2015年5月22日，早起比特币爱好者美国程序员希望能用比特币交换实物商品; 于是在一个论坛发帖说希望能用1000个比特币交换2个价值25美元的披萨;后来人们把5月22日记为比特币披萨日;以现在的价格计算,这两块披萨价值3亿人民币;
• 比特币水龙头：最初比特币很便宜，并且非常容易获得;2010年底为了让更多人知道并尝试使用比特币，程序员佳文-安德烈森(也就是后来中本聪的继承者)花50美元美元买入10000个比特币，并创建了名为"比特币水龙头"的网站，向所有访问网站的人赠送5个比特币，当时大约价值5美分;此举对人们接收比特币有显著效果;

2. 比特币有哪些特点

• 比特币为什么还没挖完：比特币系统靠调节难度系数，保证比特币不被太快挖完;每10分钟全网共同计算一道数学难题，竞争记账权利和比特币奖励;如果全网算力不断增长，比特币将很快被挖完；为了保障比特币大约在10分钟被挖出一个区块，中本聪设计矿工挖矿获得比特币的难度每过2016个区块调整一次;使得每生成一个区块的预期时间为10分钟;现在的难度系数约为480PH/S(2017年9月),大约是创世区块的680亿倍;也就是说，全网矿工大约需要经过3000万亿亿次哈希运算才能找到一个符合条件的答案;

• 比特币如何实现总量恒定:2100万个是怎么来的。中本聪规定，每个比特币可以细分到小数点后8位，每个区块发行50个比特币，每21w个区块后，每个区块的比特币产量减半，因为每10分钟产生一个区块，21w个区块大约是4年的时间;

• 各国对区块链资产的态度：各国态度不一，但总体都还处于探索时期;欧美国际积极监管，德国是最早将比特币等数字资产认定为私有财产的国家; 美国CFTC(美国商品期货委员会)将比特币定性为大宗商品，纽约州目前发布了3张BitLicense;亚洲：日本积极支持，已经承认比特币是一种合法的支付方式,中国规定交易平台不得从事法定货币与"虚拟货币"之间的兑换业务;

3. 比特币转账的原理

• 比特币转账：在比特币交易平台、钱包或客户端输入你的比特币地址、接收方地址、转账金额和手续费,确认信息后交易信息会在比特币网络进行全网广播，矿工每隔10分钟会将未被记账的交易打包进一个区块，这就完成了一次确认，此时比特币已经转到对方账户。通常需要进行6次确认，确保记忆记录不会被任何人窜改.

• 比特币转账手续费：是交易者付给矿工的一笔费用，用于激励矿工竞争记账，比特币提供做够的算力从而确保比特币网络的安全,或者叫做矿工费。转账手续费一般为0.001-0.0015个比特币, 由于区块能容纳交易记录的数量有限，矿工会优先打包手续费高的交易, 即多付手续费会更快被记账，同时这也就提高了转账门槛;另一方面，也可以使得矿工在挖完比特币之后仍有动力维护比特币网络;

• 比特币转账按字节收费：比特币无跨国的概念，手续费与转账金额的大小无关;一笔普通交易约占250字节，手续费约为0.001-0.0015比特币(20-30元);如果在一笔交易中需要交易给多个地址，那么这笔交易所占的字节数会更大，就要多付一点手续费，才有矿工打包你的交易.

• 比特币地址：26-34位字符串，通过区块链可以查到所有比特币地址的所有转账记录，就是个人的比特币账户，相当于你的银行卡卡号; 获取自己的比特币地址：1.官网下载比特币钱包;2.交易平台上注册;3.下载比特币钱包; 每个人的比特币地址都是独一无二的.

• 比特币节点：交易发起后扩散给周围的节点，一直到全网; 每一个比特币钱包就是一个节点, 其中拥有完整区块链账本的节点叫全节点; 2017.10全网大约有9300个全节点, 负责比特币交易的广播和验证; 美国、德国和法国拥有的全节点最多,中国的全节点数量约占5%; 运行比特币节点没有任何奖励，且不需要全节点也可以进行转账, 全节点数只占一小部分;

• 从发出交易到矿工打包：交易广播到全往后，各节点先将交易放入本地内存池进行一些基本的验证，验证成功则将其放入未确认交易池等待被打包, 如果验证失败则会被标记为"无效交易";也就是说挖矿节点在比拼算力的同时还需要及时验证眉笔交易的有效性,更新自己的未确认交易池,节点抢到记账全后,将从未确认交易池中抽取近千笔交易进行打包;有时候我们的交易不能被及时被打包是因为"未确认交易池"中的交易记录太多,而每个区块能够记录的交易笔数有限, 这时候就会造成区块拥堵;

• 数字签名：转出人生成的一段防伪造字符串，通过验证该交易是由转出方本人发起的，一方面验证该交易信息在传输中没有被更改;数字摘要技术把交易信息缩短成国定长度的字符串，然后用自己的私钥对摘要进行加密，形成数字签名;完成后需要将完整的交易信息和数字签名广播给全网,矿工用公钥、摘要和签名进行验证;

• 比特币找零：

4. 区块链产业链上游——挖矿

• 挖矿：挖矿是将一段时间内比特币系统发生的交易进行确认并在区块链上形成新区块的过程;挖矿的过程就是记账的过程，区块链就是账本;挖矿就是抢记账权;因为其数量有限，比特币也被称为数字黄金，比特币生产俗称挖矿;
• 怎么挖矿：当前网络算力太大CPU和少量矿机很难挖到比特币，很多矿工加入矿池一起挖矿，矿场只负责计算，矿池负责信息打包，矿池挖到比特币后根据矿场的算力占比分配收益;
• 矿工怎么挖矿：矿工的主要工作是交易确认和数据打包; 购买专用的计算设备、下载挖矿软件，就可以开始挖矿了;
• 矿机的进化史：CPU挖矿 -> GPU 挖矿 -> 专业矿机挖矿 -> 矿池挖矿
• 矿场：
• 矿池：目前全球算力较大的矿池有鱼池、蚁池、币网、国池、BitFury, 前4个都来自中国;
• 算力：Hash/s, 目前主流的矿机算力为14TH/s左右,1.4*10^13次/s;
• 竞争记账：

5. 区块链产业链中游——交易

• 投资区块链资产：场内交易、场外交易、中心化交易平台、去中心化交易平台; 趋势交易、对冲、跨平台搬砖等方式进行交易;

• 交替平台投资：在交易平台购买是目前获得区块链资产最重要的方式,即场内交易,场内交易跟股票类似，由平台帮助撮合，比如Huobi.pro就是全球比较主流的交易平台;

• 量化交易：跨平台搬砖、趋势交易和对冲等；跨平台搬砖是指当不同平台上相同标的的价格差达到一定金额时，在价格高的平台卖出，在价格低的平台买入;

• 场外交易：也叫OTC交易，自己找对手价格相互商量，如当面协商或者电话沟通等;现在已经有很多规范化的场外交易平台和场内交易一样便捷;通过平台场外交易可以避免在场外交易中由于信息不对称导致的人祸两空的情况;目前主流的场外主流交易平台有LOCALbitcoins和huobi.pro;

• 去中心化交易平台：2013-today,诞生了很多去中心化交易平台，不需要注册账户，使用个人数字资产直接参与交易即可;每笔交易都通过区块链进行，需要全网确认相对低效，所有目前只占0.03%;而且不负责保管用户的资产和私钥等信息，要求自己保管;好处是可以避免交易平台的道德风险;AIRSWAP OX OMISEGO都可以在huobi.pro上进行交易

• 币币交易：(LTC,比特币，以太坊)随着区块链数字货币种类的增加，传统的法定货币已经不能满足全球投资者的投资需求;币币交易是指用一种数字资产定价另一种数字资产;比如用比特币定价以太坊(ETH/BTC交易对,标识要多少比特币可以买到一个以太坊); 当前全球的交易量已经有一半左右来自币币交易,法定货币与数字货币之间的交易占比越来越小;(huobi.pro就可以进行币币交易)

6. 区块链产业链中游——存储

• 钱包：存储内容包括比特币地址(类似银行卡)、私钥(类似银行卡密码);比特币钱包里可以存储多个比特币地址以及对应的对立私钥,如果钱包丢失你讲永远失去这笔比特币;钱包形态：PC、手机钱包客户端、在线网页钱包甚至是记录了比特币地址的纸质笔记本(脑钱包);分散存储，不要将鸡蛋放在一个篮子里;

• 冷热钱包：冷钱包——网络不能访问到你的私钥的钱包，依靠冷设备确保比特币私钥的安全;谁手握私钥，谁才是比特币真正的主人;

• 全节点钱包：全节点钱包(如BITCOIN-CORE核心钱包，需要同步所有区块链数据，占用内存大，但可以完全实现去中心化)、轻钱包(依赖其他全节点，仅同步与自己相关的数据，基本可以实现去中心化)和中心化钱包(不依赖比特币网络，所有的数据均从自己的中心化服务器获得，可以实现实时到账，在交易平台上注册的账号就是中心化钱包);

• 轻钱包：

7. 区块链产业链下游

• 用于支付：部分国家：日本和德国，比特币 -> 第三方 -> 法币

8. 区块链到底长什么样

• 区块链和比特币的关系：区块链是比特币的底层技术，比特币是区块链的第一个应用;每个区块相当于一个真实账本中的一页，每10分钟就会产生一个新的区块;每一个区块记录着比特币网络这十分钟的交易信息;每个区块之间按照密码学原理使用哈希指针进行相连;

• 区块链技术发展史：

• 区块链记录那些信息：区块头(前80个字节，包括上一个区块的哈希值，时间戳、随机数即全网矿工一起PK计算的哈希值答案、难度目标)、交易信息(每笔交易的转出和收入方、金额及转出方的数字签名)、交易计数器(每个区块中包含的交易数量)和区块大小(数据的大小，限制在1MB以内，不排除以后有扩大的可能)等信息；

• 时间戳：矿工根据前一个区块的数据，开始计算哈希值，保证了挖矿的公平性;

• 最长区块链才是真正的区块链？：节点永远认为最长链才是最正确的区块链，并持续在上面延长，所有矿工都在最长链上挖矿，有利于区块链账本的唯一性;如果给你转账的比特币不记录在最长链上，你将有可能面临财产损失；可能出现同时有两个矿工挖出了正确的答案，这样区块链就会分叉，剩下的矿工有可能在其中任意一条上进行挖矿; 所以通常要求在比特币被打包只有需要经历6个区块的确认，以保证矿工不会再另外的分支上进行挖矿，才算真正的转账成功;

• 区块链的分类：公有链、私有链和联盟链

  1. 共有链：公开透明，任何个人和团体都可以在共有链上发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,每个人都可以竞争记账权，比特币区块链就是共有链的典型代表;
  2. 私有链：完全封闭，仅采用区块链技术进行记账，记账权并不公开，且只记录内部的交易，由公司或者个人独享;
  3. 联盟链：半公开，是某个群体或组织内部使用的区块链，需要预先指定几个节点为记账人，每个区块的生成由预选的记账人共同决定;其它节点可以交易，但是没有记账权;

9. 区块链资产的特点

• 全球流通性
• 匿名性
• 去中心化记账
• 不可复制

10. 区块链有哪些技术原理

• 区块链共识机制：共识机制就是解决全网达成一致的问题，包括POW和POS

• 工作量证明机制(POW)：POW通过评估你的工作量来决定你获得记账权的几率，工作量越大就越有可能获得记账机会

• 权益证明机制(POS)：通过评估你持有代币的数量和时长，来决定你获得记账权的几率;类似于股票的分红制度，持有股权较多的人能够获得更多的分红;

• 股份授权证明机制(DPOS)：与POS原理相似，只是选了一个人大代表; 与POS的主要区别在于节点选取若干代理人，由代理人验证和记账;

• 零知识证明：证明者能够在不向验证着提供信息本身内容的情况下，使验证者相信某个论断是真实可信的一种技术;例如A要向B证明自己拥有某个房间的钥匙，假设该房间只能用钥匙打开锁，A可以选择把钥匙交给B，B用钥匙去试着打开房间; 或者A自己打开房间从房间里拿出一个能够证明该物体确实只有在房间里才有的; 零知识证明就是在不泄漏信息本身的情况下告诉别人我知道这个信息;

• 哈希算法：

• 非对称加密技术：

11. 区块链扩容和分叉的故事

• 扩容：最初区块没有限制大小，最大可以达到32MB，当时的平均每个区块大小只有1-2kb; 有人认为上限过高或造成计算资源浪费且容易遭受DDOS攻击，因此为了保证比特币系统的安全和稳定，中本聪临时决定将区块的大小修改为1MB; 当前用户增多造成比特币网络拥堵、交易费用上升的问题逐渐涌出来，比特币社区开始探索如何给比特币扩容，即通过修改底层代码达到提高交易处理能力的目的;

• 比特币扩容：1MB得区块大小每秒只能处理大约7个交易；随着比特币交易量不断增长，比特币网络已经难以迅速地进行转账交易的确认;比特币区块上最高时有上万笔交易积压，比特币转账交易费高达几十美元; 网络拥堵时，比特币交易甚至需要花费好几天时间才能被打包;有人说提高区块大小上限，有人说要去区块中的无用信息, 但是这些方案都没有获得广泛认可，因此比特币扩容方案一直争论不休;2017年8月，隔离见证激活，单个区块的信息处理能力提高至以前的1.7倍；隔离见证是SEGWIT2X扩容方案的第一步;

• 隔离见证：区块链扩容的新方法，已经在莱特币和比特币上成功实施; 隔离见证就是把区块内的数字签名信息拿出去，达到扩容的目的，让每个区块可以承载更多的交易信息;

• 分叉：

• 生儿子：

• 软分叉和硬分叉：

• 重放攻击：分叉后出现BTC1，BTC2多种币，在进行转账时，可能转其中一个的同时也把别的都转走了;

• 硬分叉的故事：

12. 区块链项目分类和应用

• 区块链项目的分类和应用：币类、平台类、应用类、资产代币化

  1. 币类：充当区块链资产领域的交换媒介(一般等价物，如黄金、银票等)
  2. 平台类：建立技术平台，用于满足各种区块链应用开发，可以降低区块链上开发应用的门槛;
  3. 应用类：金融 社交 游戏 产权保护等
  4. 资产代币化：实物资产的区块链映射，也就是实物资产上链

• 币类：达世币可以支付的同时保护双方的隐私以及采用零知识证明的其他币

• 莱特币：LiteCoin，LTC，2011年11月9日，莱特币的宗旨是改进比特币，因此与比特币有很多相似的地方; 莱特币总量更大8400w，确认速度更快,区块时间是2.5分钟;

• 新经币：NEM，诞生于2015年4月1日，是第一个采用测试驱动(先进行测试然后进行编程)开发模式的数字资产，采用重要性(POI)证明机制，根据交易量、活跃度等维度决定记账权利，所以每60秒就能打包一个区块;总量是90亿枚，并且在发布最初就将所有的发行完成; 所以每个新生的区块没有币的奖励; 区块奖励仅有交易费，对于后进着的激励不够;

• 门罗币：XMR

• 达世币：匿名币类资产

• ZCASH:

13. 被称为区块链3.0的EOS

================================================================

未完待续