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区块链的本质
博文
这是补充的内容：
区块链的本质是什么呢？是信任。
假设我们要买书，我们凭什么愿意相信远在千里之外的卖书的商家，并且给他付钱呢？因为在个交易过程中，我们把新人托付给了国家机构或者大型企业。我们和买书人之间是不信任的，但是因为国家和大型企业在背后，我们愿意让他们做见证，这也是一种比较常见的增加互信的方式。
而区块链是解决这样问题的一个方法。他是一个分布在全球各地，能够协同运转的数据库存储系统。传统数据库的读写权限掌握在一个公司或者一个集权手中，这就是中心化的特征。区块链认为，任何有能力假设服务器的人都可以参与其中，来自全球各地的掘金者部署了自己的服务器，并连接到区块链网络中，成为分布式数据库存储系统的一个节点。
一旦加入，你就会享有和其他节点完全一样的权利和义务。与此同时，对于区块链上开展服务的人，可以往这个系统中的任意节点进行读写操作，最后全世界所有节点会根据某种机制进行一次又一次的同步，而实现区块链网中所有节点的数据完全一致。
这个数据库中的记账不是由个人或者谁来决定的，是由所有节点共同维护，所以单一节点无法纂改，只有同时控制整个网络超过51%的节点和计算能力的时候才可以，因此解决了信任危机。
加密
hashing
把一个任意长度的字符串转化成一个固定长度的字符串
- 不连续性。两个相近的字符串会产生非常不同的hashes
- 非常难逆向工程（reverse engineer）
- 因此这是一种加密（encryption）
bitcoin “address”
- 一个比特币的地址是一个26-35长度的字母数字字符串，在Base58Check encoding下，以1或者3作为首位
- 比特币的地址是一个公钥的hash（上文讲过的加密方式）或者是一个脚本的hash
- 两个常见的这种地址的交易类型：
（1）P2PKH = Pay-to-Public-Key-Hash
（2）P2SH = Pay-to-Script-Hash - 这个adress代表付款的目的地，也起到赎回付款的功能（这句话没看懂）
P2PKH
公钥怎么转换成比特币地址？
先把公钥通过double hash加密，然后在通过Base58Check编码，就变成address了
我们要记住，私钥可以通过Elliptic Curve Multiplication 变成公钥，然后公钥可以通过Hashing Function变成比特币地址，但是这是不可逆袭的。
Merkle path
- merkle path的作用是给定一个叶子节点和叶子节点的merkle path和root，可以验证叶子节点在这个merkle tree中，作为存在性证明，在区块链里用于验证某个交易是否存在。
这个例子实在是复杂，但是这个原理不难，大家一看就会： - 现在有ABCDEFGHIJKLMNOP这么多的交易，我们假设要证明交易K存在在交易列表。我们需要交易K的hash：Hk
- 要知道root
- 要知道merkle path，就是图中的蓝色块
先通过HK和HL得到HKL，然后和HIJ得到HIJKL，以此类推
比特币
基本组成
- 一个satoshi = Bitcoin
- 一个MilliBit = 0.001 Bitcoin
- 总共有2，099，999，997，690，000个satoshis也就是大约21，000，000个比特币BTC
- 比特币是一个peer-to-peer p2p 的网络：
比特币脚本语言
- 语言名称**“Script”**
- 这个语言被设计的非常简单，有广泛的应用
- 不依赖硬件，内存占用小，可用在嵌入式中
- 不会保存状态
- 不允许循环和其他的复杂操作
- 这意味着每一个脚本都有着可以预测的执行时间。
- not Turing-complete
- 以太坊Ethereum 是为了让Turing-complete computation 在区块链上实现开发的
turing-complete computation（百度百科）
钱包Wallets
- 这是一个主要的用户接口
- 管理着用户比特币的入口
- 管理着密钥和地址
- 可以追踪当前的账户收支
- 允许创建交易和签名交易
大概是这个样子的：
交易过程
inputs和outputs之间的差值，就是交易费用:
假设有一个从Joe到Alice到Bob到Gopesh的交易链，
这个就告诉我们，比特币可以从一个人交易多个人，也可以多个人交易一个人，还可以自己交易给自己，但是每个操作都会有一些手续费。
交易
对于大多数的交易，有两个部分：
- 比特币的数量，用satoshis的单位计量
- 一个加密的脚本，叫“encumbrance”（外壳）
预期的接收者应该提供一些东西来兑现这个支付，因为被加密了
通常是提供他们的签名（私钥的编码）和比特币地址（他们公钥的hash加密）
也可以提供他们的签名和一个脚本的加密
一些交易中，需要在解锁前提供某些其他东西
UTXO
- Unspent Transaction Output 是一个输出，将会用来作为后续交易的输入
- UTXO（Unspent Transaction Outputs）是未花费的交易输出，它是比特币交易生成及验证的一个核心概念。交易构成了一组链式结构，所有合法的比特币交易都可以追溯到前向一个或多个交易的输出，这些链条的源头都是挖矿奖励，末尾则是当前未花费的交易输出。
我们假设一个这样的场景：张三挖到12.5 枚比特币。过了几天，他把其中 2.5 枚支付给李四。又过了几天，他和李四各出资 2.5 比特币凑成 5 比特币付给王五。
比特币的区块链账本里记录的是一笔又一笔的交易。
每笔交易都有若干交易输入，也就是资金来源，也都有若干笔交易输出，也就是资金去向。一般来说，每一笔交易都要花费（spend）一笔输入，产生一笔输出，而其所产生的输出，就是“未花费过的交易输出”，也就是 UTXO。
比特币交易遵守几个规则：
第一，除了 coinbase交易之外，所有的资金来源都必须来自前面某一个或者几个交易的 UTXO，就像接水管一样，一个接一个，此出彼入，此入彼出，生生不息，钱就在交易之间流动起来了。
第二，任何一笔交易的交易输入总量必须等于交易输出总量，等式两边必须配平。
标准交易
这个问题的核心，就是需要什么，才能取得加密的支付
- P2PKH = Pay-to-Public-Key-Hash
一个公钥的hash，也就是比特币地址是需要的z - P2PK = Pay-to-Public-Key
这个主要用在coinbase transactions - Multi-sig（Multiple-signature）
限制在15密钥之内 - Pay-to-Script-Hash(P2SH)
挖掘与共识
共识的四个部分
A共识
- 就是每个节点检查，是否违反了下面的标准
B共识
比特币挖掘
先来了解一些基本知识：
- 新的比特币被产生，大概每10分钟一个
- 每210，000个区块，大概是每四年，这个挖矿速率会下降50%
- 因此矿工的收入基本从挖矿，变成了交易手续费用
coinbase reward
之前提到过这个，现在讲一下
- 比特币第一次被挖矿发现之后，是怎么给矿工的呢，是每个区块的第一次交易。这个交易就是Generation transaction或者Coinbase transaction
- 这些交易没有UTXO inputs
挖矿的问题（待查询）
Proof-of-Work被设计成挖矿的障碍。这是Sybil攻击的一种形式
举一个例子：两个骰子
当扔两个骰子，有多少种可能的情况当总投掷数位一个定值？
好比，当你投2次，两个筛子有多少种可能的情况？
这是骰子总和，总共有36种情况，小于3的有一种；
。。。。。。
小于9的有26中，小于10的有30中，小于11的有33中，小于12的有35种。
所以比特币越到后来越难挖到。
C/D共识
验证一个新的区块
看看就行了，简单过了，目前还理解不了这一块
exercises
