区块链的几大模块

共识的分类

POW

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POW的一般理解

根据难度做SHA256哈希运算, 不停寻找Nonce
特定的HASH 前导0的个数越多，代表难度越大
优点是难于计算，一旦收到网络上的区块，能快速验证
难度算法按高度动态调整，维持出块时间不变

POW规范链

POW易分叉，本地存储所有分叉区块
CanonicalChain维护HASH和Number对应关系，标记最长链
当收到区块难度比本地高时，会发生区块回退reorg，执行块的交易，状态更新

POS

POS权益证明

POW耗费电力，提高出块时间易分叉，TPS低

持有Token参与质押来获取一定的收益
经济激励模型，对作恶节点有相应的惩罚以维护全网稳定

POS常用概念

委员会，持币用户质押竞选
Leader出块，其他委员会成员校验块并提交签名
EPOCH 一定区块高度为一届
选举新的委员会成员随机选举和按难度、质押量选举
换届本届出块完成即开启下届出块提高全网安全，减少委员会攻击和作恶

交易

交易的不可篡改

交易里面的字段做SHA3得到txhash
私钥签名txhash，签名获取RSV，V含有ChainId
交易在传输中篡改， txHash会发生改变，校验签名不会通过

交易记录nonce

重放攻击是指用户交易信息在一条链上再次发送，比如Alice转钱给Bob的交易发出后，Bob可以将这条交易信息重复发送到网络中，如果没有nonce，这笔交易会被当作合法交易，所以每笔交易必须有一个nonce值。nonce从0开始递增，每发送一笔交易，nonce便加1。

nonce小于当前的nonce，交易被拒绝
nonce大于当前使用的nonce+1，交易在Tx_Pool等待，直到nonce匹配
处于pending的交易，新交易有相同的nonce，新交易的gas费太低会丢弃，新交易gas费高于原交易的110%，原交易被覆盖

测试网间的重放攻击

众所周知，以太坊因为DAO事件分叉出了ETC，如果你在以太坊账户有余额，那在ETC账户也有余额，你想给某个用户在ETC上转账，恰巧此时ETH和ETC上此账户的Nonce是一样的，那这笔交易在ETH上面执行也会通过，但转账者并不想发送此类行为，引入ChainId 可以规避到这种情况

P2P

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节点发现

节点查询前发送pingpong验证对方在线和版本验证
发送findnode消息向对方查询邻居节点，以公钥hash为条件
对方去K桶按目标值获取16个最近的邻居节点
本地节点连接已满，停止查询，本地没连满，继续节点发现

秘钥交换

节点在建立连接过程中生成临时会话秘钥，保证信息传输的安全性，会话发起方是知道对方的IP和公钥，涉及到公钥加密和私钥解密。
发起方

发起方本地私钥和对方公钥生成一个静态共享私密(token)，生成随机数和token做异或生成待签名信息，随机生成的私钥对信息进行签名
对方公钥对随机数，本地公钥，签名进行加密

接收方

对方拿到数据本地私钥进行解密 ,不是自己公钥加密的将无法解密数据
接收方用本地私钥和数据包解密出对方公钥生成同样的token，token和随机数异或生成签名摘要信息，推算出对方的随机公钥，接收方随机私钥和随机公钥生成的token为AES的输入。
接收方生成随机数，并用发起方的公钥对随机数和随机公钥进行加密