《区块链技术与应用》读书笔记

《区块链技术与应用》读书笔记

第一章 概论

区块链的特点

1.分布式结构

2.建立信任（通过数学原理和程序算法，使系统运作规则公开透明）

3.公开透明

4.时序且不能修改

区块链系统的原理

利用区块链让系统中的任意多个节点把一段时间内系统交互的数据，通过密码学的算法计算并记录到一个区块，并且生成该区块的指纹用于验证和链接下一个区块，系统中所有参与节点共同认定记录的真实性。

区块链技术的应用场景

1.数据储存

2.数据鉴证

3.金融交易

4.数字身份验证

5.资产管理 （无形资产，如知识产权、域名管理等；有形资产，结合物联网技术，对资产唯一标识）

区块链技术的局限性

1.政府监管

2.运行安全风险（51%攻击）

3.系统效率及可扩展性问题（随着区块数量增多，储存以往区块所需要的空间和生成新区块的时间也在增长，对时间敏感型业务不利）

第二章 区块链中的密码学

密码学分为密码编码学和密码分析学，互为矛盾。

在保密通信中通常用对称密码来进行大量数据的加密，而用非对称密码来传输少量数据，如对称密码所使用的密钥信息。

密码体系设计原则

1.密码算法安全强度高

2.密码体制的安全性不应依赖加密算法的保密性（柯克霍夫原则）

3.密钥空间应足够大

4.既易于实现又便于使用

对称密码体制

分为分组密码和序列密码

分组密码是将明文消息编码后划分成固定大小的组，每组明文分别在密钥的控制下输出密文组。

序列密码又称流密码，是指明文消息按字符逐位相加的一类密码算法。其加密强度完全取决于密钥的随机性。若密钥完全随机，则是“一次一密”加密方案。

第三章 分布一致性

分布式计算系统架构

分为客户端/服务器架构、分布式对象架构、对等网络架构、面向服务的架构、大数据处理架构Hadoop等。

分布式对象架构

分布式对象架构中不存在客户机和服务器的界限。每个对象既为其他对象提供服务，也从其他对象处接受服务，对象间通过对象请求代理的中间件进行通信。

优点：

1.允许系统设计者延迟服务在哪里以及如何提供方面的决策

2.是一种非常开放的体系结构，允许新的资源根据需要加进来

3.具有较好的柔性和可伸缩性

4.通过对象在网络上的迁移对系统进行动态配置以改善系统性能。

缺点：

复杂程度高；不能反映自然的业务逻辑和过程、设计通用的服务提供模式比较困难、

对等网络，P2P

分为全分布式P2P，混合式P2P和结构化P2P。

全分布式P2P：每个节点完全对等，既为服务器也为客户端。

混合式P2P：节点分为普通节点和超级节点，其形成C/S结构。

结构化P2P：节点按一定规则选择邻居节点并进行连接。

第四章 比特币简介

比特币的产生

对每个区块的第一笔交易进行特殊化处理，该交易产生一枚由该区块的创建者（第一个对交易进行验证的人）拥有的新电子货币

挖矿

比特币的本质是一个相互验证的公开记账系统，挖矿的本质则是争夺记账权。挖矿是将过去一段时间内发生的、尚未经过网络公认的交易信息收集、检验、确认，最后打包加密成一个无法被篡改的交易记录信息块并被永久保存。

挖矿报酬分两部分：一部分是创建区块时产生的新比特币；另一部分是转出资金者自愿提供给挖矿者的。

挖矿的技术原理

根据哈希值反向求解随机数。在10分钟内，所有矿工试图找到一个随机数，这个随机数与上一个数据块的哈希值以及10分钟内验证过的新交易记录合起来可以得到满足某个条件的最小哈希值。值越小，难度系数越高。

不可撤销与不可找回

比特币系统中如果一笔交易已经被确认足够多次，该交易不可撤销、不可逆转。

第五章 比特币核心概念

比特币钱包

比特币钱包的核心功能是为用户生成多个专属的比特币地址，并保护对应的私钥。

BitcoinCore是最完整的，最安全的客户端，实现了比特币系统相关的全部功能 ，这样的节点也成为“全节点”。

比特币交易的生命周期

1.新交易创建

交易可以被任何人在线上或线下创建，但要使交易有效，必须由一个或多个私钥签名，表明具备交易中比特币的所有权。

2.交易全网广播

一笔交易数据在300到400字节。在传播交易信息之前，节点事先进行独立验证，确保交易有效性。

3.交易验证和挖矿

每个节点维护一个交易池，存放临时的未经确认的交易。节点从交易池中选择一系列交易，基于自身算力找到一个具有足够难度的工作量证明，找到后向所有节点广播该区块。

4.交易确认

当包含在区块中的所有交易都是有效的且交易输入未动用(UTXO)，其他节点才会接受这个新的区块，链接到自己的区块链的尾部。

5.交易记录

交易得到全网的6个确认后，便永久地记录在区块链中。