区块链的基本介绍

目录

1、简介

2、区块链的分类

2.1 公有链

2.2 联盟链

2.3 私有链

3、区块链特征

4、区块链结构

5、区块链对记账权利的分配方式

5.1 POW

5.2 PoS 

5.3 DPoS 

6、Defi、NFT、 gameFi

7、DAPP 

7.1 DAPP 的核心要素

8、比特币

8.1 比特币简介

8.2 比特币数字签名和安全问题

8.3 比特币的分叉和演变

---

1、简介

“区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块。”

区块链起源于比特币，2008年11月1日，一位自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的人发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文 [4]  ，阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念，这标志着比特币的诞生。

2、区块链的分类

2.1 公有链

公有链是指全世界谁都能够读取的、任何人都可以发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链——共识过程决定哪个区块可被添加到区块链中和明确当前状态。公有链通常被认为是“完全去中心化”的。它的特点是不可篡改，匿名公开，技术门槛低，是真正的去中心化。每个参与者可以看到全部的账户余额和其全部的交易活劢。公有链的主要应用有比特币，以太坊等。

2.2 联盟链

联盟链通俗来讲就是“被阉割的公有链”，是指其共识过程受到预选节点控制的区块链。它主要的应用在机构间的交易、结算或清算等B2B场景 。举个例子，像银行间进行支付、结算、清算的系统就能够采用联盟链的形式，将各家银行的网关节点作为记账节点。

2.3 私有链

私有链按照字面意思就是完全私有的区块链，即是写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放，或者被一定程度地进行了限制。区块链上的读写权限、参与记账权限按联盟规则来制定。整个网络由成员机构共同维护，网络接入一般通过成员机构的网关节点接入，共识过程由预先选好的节点控制。私有链的特点是交易速度快，保护隐私，而且交易成本极低；但是它也有一些缺点，私有链可以被操作价格，也能够修改代码的，风险较大。

3、区块链特征

1、去中心化

所谓去中心化，是指由于区块链使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

2、开放性

所谓开放性，是指区块链系统是开放的，除了对交易各方的私有信息进行加密，区块链数据对所有人公开，任何人都能通过公开的接口，对区块链数据进行查询，并能开发相关应用，整个系统的信息高度透明。

3、自治性

区块链的自治性特征建立在规范和协议的基础上。区块链采用基于协商一致的规范和协议（如公开透明的算法），使系统中的所有节点都能在去信任的环境中自由安全地交换数据，让对“人”的信任改成对机器的信任，任何人为的干预都无法发挥作用。

4、信息不可篡改

所谓信息不可篡改，即一旦信息经过验证并添加到区块链，就会被永久地存储起来，除非同时控制系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的。正因为此，区块链数据的稳定性和可靠性都非常高，区块链技术从根本上改变了中心化的信用创建方式，通过数学原理而非中心化信用机构来低成本地建立信用，出生证、房产证、婚姻证等都可以在区块链上进行公证，拥有全球性的中心节点，变成全球都信任的东西。

5、匿名性

所谓匿名性，是指节点之间的交换遵循固定算法，其数据交互是无须信任的，交易对手不用通过公开身份的方式让对方对自己产生信任，有利于信用的累计。

4、区块链结构

区块链的基本结构如下图所示：

• 区块链中每个区块都会有一个 Merkle 树，它从叶子节点（树的底部）开始，一个叶子节点就是一个交易哈希。叶子节点的数量必须是双数，但是并非每个块都包含了双数的交易。如果一个块里面的交易数为单数，那么就将最后一个叶子节点（也就是 Merkle 树的最后一个交易，不是区块的最后一笔交易）复制一份凑成双数。

• 从下往上，两两成对，连接两个节点哈希，将组合哈希作为新的哈希。新的哈希就成为新的树节点。重复该过程，直到仅有一个节点，也就是树根。根哈希然后就会当做是整个块交易的唯一标示，将它保存到区块头，然后用于工作量证明。

5、区块链对记账权利的分配方式

5.1 POW

• POW（Proof of Work）直译过来即是工作证明，也叫工作量证明。
• 你能够获得的币的数量，取决于你挖矿贡献的有效工作，也就是说，你用于挖矿的矿机的性能越好，分给你的收益就会越多，这就是根据你的工作证明来执行币的分配方式。
• 比特币采用的共识算法就是 PoW，专业一点说，矿工们在挖一个新的区块时，必须对SHA-256密码散列函数进行运算，区块中的随机散列值以一个或多个0开始。随着0数目的上升，找到这个解所需要的工作量将呈指数增长，矿工通过反复尝试找到这个解。

5.2 PoS 

• PoS（Proof of Stake）直译过来就是股权证明，即直接证明你持有的份额。 （例子：恒星币，狗狗币等）
• 由于 BTC 的 PoW 机制决定了谁的算力强谁就能获得更多收益，拥有更大的记账权。所以类似比特币这样的 PoW 币种挖矿带来了巨大的电力能源消耗，为了解决这种情况，所以有了 PoS。
• PoS 试图解决 PoW 机制中大量资源被浪费的情况。这种机制通过计算你持有占总币数的百分比以及占有币数的时间来决定记账权。
• 在现实世界中 PoS 很普遍，最为熟知的例子就是股票。股票是用来记录股权的证明，股票持有量多的，拥有更高更多的投票权和收益权。

5.3 DPoS 

• DPoS（Delegated Proof of Stake）即是委托股权证明，是 PoS 的进化方案，由 Dan Larimer 发明。（例子：比特股 BTS）
• 在常规 PoW 和 PoS 中，一大影响效率之处在于任何一个新加入的 Block，都需要被整个网络所有节点做确认。
• DPoS 优化方案在于：通过不同的策略，不定时的选中一小群节点，这一小群节点做新区块的创建，验证，签名和相互监督，这样就大幅度的减少了区块创建和确认所需要消耗的时间和算力成本。

6、Defi、NFT、 gameFi

• DeFi是decentralized finance（分布式金融）一词的缩写，通常是指基于以太坊的数字资产和金融智能合约，协议以及分布式应用程序（DApps）。简单来说，它是建立在区块链上的金融软件。
• Google trends 指数：
• 
• NFT的全称是Non-Fungible Tokens，中文常翻译为“不可同质化代币/不可替代代币”。简单地说，NFT是区块链的一个条目，而区块链是类似于比特币等加密货币的去中心化数字账本技术。 

• GameFi将金融产品以游戏方式呈现，将 DeFi 游戏化，游戏道具衍生品NFT化、引入PK对战模式、增加用户/玩家互动性，提高趣味性、并且是在游戏中边玩边赚。
• “边玩边赚”的游戏模式一度火爆，日活突破百万，累计交易额破10亿美元，收入一度超过王者荣耀，迅速引爆整个加密市场。巨大的估值空间和空前的市场热度，让互联网行业资本都坐不住了，截至目前，元宇宙链游总融资突破200亿美金。

GameFi游戏主要有以下几个：

1. Axie infinity
2. CoPuppy
3. 知识大陆 

7、DAPP 

• dapp是英文Decentralized Application的缩写，译为：分散式的应用程序。
• 应用必须完全开源、自治并且没有一个实体控制着该应用的大部分代币(Token)。该应用必须能够根据市场的反馈及技术要求进行升级，但是升级必须由应用的用户达成共识之后才可以进行；
• 根据以上的标准，比特币、Asch都算是DAPP

7.1 DAPP 的核心要素

1、开发平台 Ethereum

Ethereum是目前全球除了比特币以外第二大的区块链项目，它就像一台遍及全世界的分布式计算机

2、共识机制

共识机制决定了运行DAPP的各节点如何达成共识及获取奖励，目前最常用的共识机制有POW、POS以及DPOS等。

3、代币分发

挖矿：以比特币为例，任何拥有计算资源的人都可以加入到比特币的挖矿中来，通过挖矿奖励来获取新的比特币。
ICO: 可以简单理解为众筹。通过收集市面上已经成熟的其他代币，根据一定比例兑换为本DAPP内的代币来完成。Ethereum就是按照 1BTC/2000ETH的比例通过ICO众筹到了很多比特币作为起始资金。这种分发方式在国内已被禁止。
空投： 将代币免费分发到用户手中。持有其他代币的用户只需要完成一个简单的绑定流程，就可以得到代币。最近的案例有CCTIME空投，具体方式可参考[CCTIME官网](CCTime 加密货币时讯)。
私募：这个就跟找投资一样，依个人能力而定了

8、比特币

8.1 比特币简介

2008年11月1日，一个真实身份至今未知的神秘人化名中本聪(Satoshi Nakamoto)，发表了一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》（也称比特币白皮书），陈述了他颠覆性的设想。中本聪开发出了比特币系统的程序代码并开源共享，2009年1月3日，比特币第一个区块由中本聪挖出，而后一直绵延至今。

比特币是一个价值传输网络，参与比特币系统运作的人(包括用户)，就是网络中一个个节点，节点彼此等权，没有中心，相互之间连接完全自由，各自保存着完全一致的比特币账本，运行着遵循相同规则的比特币程序。任何人都可以加入比特币网络，新加入比特币网络的节点，都可以向原有节点要一份比特币账本。

8.2 比特币数字签名和安全问题

我们可以随机生成一个私钥，私钥也是一个256位的二进制数。抛256次硬币，正面朝上记成1，反面朝上记成0，这样也能随机生成一个私钥。然后用椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)对私钥进行运算，生成公钥，再对公钥进行哈希运算，就得到了地址。私钥生成公钥的过程也是不可逆的，从公钥无法反推私钥，想试出私钥得试到天荒地老。用椭圆曲线数字签名算法生成的公钥可以配合私钥，进行非对称加密。

8.3 比特币的分叉和演变

• 在最长链原则下，比特币网络中的节点来去自由，不需要知道其它节点的状态，也不需要任何仲裁机构或管理中心，网络出现延迟或暂时中断也没关系，只要遵循最长链原则，就能在全世界对账本达成共识。由于最长链凝聚着全世界所有算力的巨大工作量，并且还在不断延长，想重新制造出一条最长链取代原链以修改信息，是极为困难乃至不可能的，这就维护了区块链的不可篡改性。
• 根据博弈关系，节点也会接受最长链，竞相延长最长链，尽力广播最长链上的区块。比特币系统从第一个区块挖出开始，就再也无法停止，一直自发运行下去，日夜不息地记录着全球各地用户的账单。
• 现在比特币的三大分支BTC、BCH、BSV，分别代表了谨慎保守、温和渐进、激进发展三个方向，探索不同的道路，也为比特币保留了更多生命的火种。谁是正确的，谁就能得到更多人支持，就会有更大市值。这也是区块链的魅力所在：行动守规则，遇事要商量，实在谈不拢就分叉，用市值来投票，如果做得更好，得到更多人支持，市值自然也会上涨。