面對如火如荼的區塊鏈，一大批 “比特幣”、“挖礦”、“賬本”、“礦工”、“以太坊”等名詞叫的火熱，都是什麼意思、有什麼聯絡，下面來看一下吧！

什麼是區塊鏈？

區塊鏈是一個分散式的共享賬本或資料庫，儲存於其中的資料或資訊，具有去中心化、不可篡改等特點。

將資料加密，存放在區塊中，保證這些資料無法篡改，區塊鏈系統會檢驗期間產生的所有資料，比如交易記錄以及該區塊何時被編輯或建立的記錄等，並將這些資料儲存在一個新的區塊上。這個區塊會與前一個區塊連線，每個區塊都必須包含前一區塊的相關資訊才能生效，從而形成一根鏈條，因此稱為“區塊鏈”。

區塊鏈本質上是一個去中心化的資料庫，傳統的資料庫是需要有人維護的，即中心化，區塊鏈無需第三方參與維護。

能允許使用者在無第三方中介參與的情況下進行協作，且不必彼此信任，且區塊中的資料是無法篡改的。

使用者若要執行和獨立驗證區塊鏈的狀態，必須下載特定的錢包軟體。軟體啟動後，便會接入區塊鏈網路中的其他計算裝置，目的是上傳或下載資訊（例如，交易、區塊）。軟體將會下載一個個區塊資料，檢查它的真實性，然後將檢驗過的相關資訊廣播傳遞給其他計算裝置。

於是，我們得到了由成百上千、甚至是上萬個計算裝置組成的區塊鏈生態系統。這些計算裝置被稱為“節點”，全部運行同一個軟體，並同時彼此同步更新、廣播交易資料，實現了區塊鏈的資料真實而去中心化的特性。

結構

資料是儲存在一個一個的區塊中，一個區塊分為區塊頭和區塊體

區塊頭：上一個區塊的hash值和本區塊的hash值、時間戳等

區塊體：儲存的資料，例如交易資訊、比特幣等

分類

區塊鏈大致可分為：公有鏈、私有鏈、聯盟鏈

1、公有鏈：所有的資料公開透明、所有人可以參與（訪問、交易、驗證）

缺點可能包括：絕大部分公鏈系統需要較高的硬體資源來保障安全性，交易的隱私性極低或根本沒有隱私性可言。而這些又是區塊鏈企業用例的重要考慮因素。

2、聯盟鏈：參與的節點是事先選好的，資料可以公開也可以是內部的

多個組織可以分擔維護區塊鏈的責任，這些預先選定的組織將決定誰可以提交交易或訪問資料。

3、私有鏈：參與的節點有所限制，且所有權歸參與者所有 ，資料可以修改，和傳統的資料庫很像

私有鏈的整個網路由一個組織管理，該組織有完全的許可權來控制允許誰參與、維護區塊鏈網路。根據使用情況，可以顯著提高參與者之間的信任和信心。私有區塊鏈可以在企業防火牆後面執行，甚至可以在企業內部託管。

特點

優點：

1、去中心化

2、集體維護

3、高安全性

4、無需信任

缺點：

1、安全性（私鑰丟失、量子破解）

2、延遲性（交易會有延遲）

3、監管（國家需要監管）

區塊鏈如何解決拜占庭將軍問題？

拜占庭將軍問題：

拜占庭位於如今的土耳其的伊斯坦布林，是東羅馬帝國的首都。由於當時拜占庭羅馬帝國國土遼闊，為了達到防禦目的，每個軍隊都分隔很遠，將軍與將軍之間只能靠信差傳訊息。在戰爭的時候，拜占庭軍隊內所有將軍和副官必須達成一致的共識，決定是否有贏的機會才去攻打敵人的陣營。但是，在軍隊內有可能存有叛徒和敵軍的間諜，左右將軍們的決定又擾亂整體軍隊的秩序。在進行共識時，結果並不代表大多數人的意見。這時候，在已知有成員謀反的情況下，其餘忠誠的將軍在不受叛徒的影響下如何達成一致的協議，拜占庭問題就此形成。

總結一下問題：

1、如何防止叛徒冒充將軍釋出軍令？

2、如何保證忠誠將軍釋出的軍令是一致性的？

下面引入區塊鏈：

將軍抽象成節點、傳輸的軍令抽象成交易資訊

轉成區塊鏈中的問題：

1、如何防止惡意節點冒充誠實節點？

使用非對稱加密，將用私鑰加密交易資訊，傳播給其他誠實節點，惡意節點無法獲取私鑰解密，保證訊息無法篡改。

2、如何保證所有節點記錄的交易資訊是一致的？

規定每隔一段時間打包一次交易資訊（工作量最多的節點的打包的資料為準）

共識機制

什麼是比特幣？

比特幣是區塊鏈的一種應用。

比特幣的交易資訊被記錄在一個去中心化的賬本（區塊鏈）上，賬本中有一頁（區塊）一頁的 交易資訊，每十分鐘生成一頁新的賬本資訊（交易資訊）

比特幣這種新型的貨幣模式和傳統的模式有幾點不同，首先它不是有一箇中央機構發行的，其次他的總量恆定2100萬枚永不超發，再者比特幣所有的交易都是記錄在一個公共賬本當中，這樣所有人都可以檢視，所有人都可以參與記賬，這樣既保證了整個系統的公開透明，又保證了貨幣不會因為濫發而導致的貶值。

在使用者看來，比特幣就是一個手機APP或電腦程式、一個比特幣錢包，使用者可以用來支付和接收比特幣。

和傳態貨幣的不同？

1、沒有管理機構

2、必須用電子方式結算

如何獲取比特幣？

1、在一個比特幣交易所購買比特幣

2、和你附近的人兌換比特幣

3、通過挖礦獲取比特幣

挖礦？

上面說到比特幣的所有交易記錄在一個賬本（區塊鏈）中，這份賬本包含了每一筆處理過的交易，使得使用者的電腦可以核實每一筆交易的有效性，每一筆交易的真實性由傳送地址對應的私鑰保護。

任何人都可以利用專門計算裝置來處理、記錄交易並獲得比特幣獎勵。這一服務經常被稱作“挖礦”。通過挖礦，調動了挖礦者（礦工）的積極性，還保證了交易的確認速度、交易記錄的正確性及比特幣網路的安全性。

UTXO模型？

參考：【區塊鏈探索筆記十一】：UTXO

unspent transaction output

點對點的現金交易系統（面額）

小明收到了1個幣和0.5個幣，總數為1.5個幣（兩條記錄-兩張幣），現在小明想買小花的衣服，需要花0.8個幣，系統自動轉出1個幣（對方地址），自動找回0.2個幣（原來地址新建一個地址）

優點：

1、保護隱私

2、資料模型小

3、高併發處理（多個轉賬可以同時進行）

賬戶模型：支付寶、微信用的

如何交易？

轉載：深入淺出比特幣交易 (transaction)

如果你接觸比特幣夠久，你一定聽說過比特幣是個區塊鏈，一個區塊裡包含很多交易，而交易都是鏈在一起的。那麼，具體交易的細節如何？通常的技術文件都充滿了術語，即使是中本聰的白皮書也難以直接聯絡實際，我最近又仔細研究了一下，這裡用一種簡單的比喻來解釋下
比方說你的錢包裡有三個地址A，B，C。你在地址A有1個幣，你在錢包軟體裡把幣傳送到地址B，可以在區塊鏈上查到這筆交易，不妨叫做交易甲。然後你又做了一筆交易乙，把幣從地址B發到地址C。假設手續費是0.0001個幣，每次傳送你都花了0.0001個幣作為手續費，那交易甲被確認後地址B就是0.9999個幣，而交易乙被確認後地址C裡就是0.9998個幣
交易甲：地址A 1BTC -> 地址B 0.9999 BTC， 手續費 0.0001
交易乙：地址B 0.9999BTC -> 地址C 0.9998 BTC，手續費 0.0001

用賬簿的比喻最好理解
賬簿就是區塊鏈，賬簿的每頁紙就是區塊，這些紙依次裝訂在一起形成了一整個賬簿。每頁紙上貼滿了一條又一條的匯款單（交易）
如果仔細觀察匯款單交易乙（把0.9998個幣從地址B轉到地址C，並付0.0001手續費），你會發現交易乙是由兩大部分組成，前一部分可稱為付款資訊(input)，後一部分可稱為收款資訊(output)
按一般在銀行填匯款單的習慣，付款資訊裡該填支出賬戶名（也就是地址B）和賬戶所有人簽名（授權交易），而收款資訊裡應該填金額和收款方賬戶名（也就是地址C）。事實上，比特幣交易也大致是這麼寫的，只有細微差別

交易甲
付款資訊：簽名 + 公鑰A(簽名相當於蓋章，是用地址A的私章（私鑰）產生，而地址A的公鑰可用於讓其他人驗證這個章是否有效 （私鑰公鑰加密原理到處都有）)
收款資訊：0.9999 （金額） + 地址B + 兌現條件 (這裡的兌現條件註明了未來要花地址B的幣需要滿足何種條件，下面有詳述)

交易乙
付款資訊：簽名 + 公鑰B
收款資訊：0.9998 + 地址C + 兌現條件

交易丙
付款資訊：簽名 + 公鑰C
收款資訊：0.9997 + 地址D + 兌現條件

有幾點和銀行匯款單不同的地方

第一，每個匯款單都是花前一個匯款單的收款地址裡的幣，這樣所有交易就一個個鏈結在一起，而如果要徹底核實某筆交易丙是否有效，就要順著這個鏈一直回溯到最原始的挖礦產出交易（在交易甲之前還有別的交易），這樣保證了只要使用者有區塊鏈的完整拷貝（也就是目前全節點的那60G資料），就可以獨立驗證任何一筆交易的有效性

第二，每次匯款只能完全將支出賬戶裡所有的幣都花掉。以交易乙為例，匯款完成後原來的地址B就空了。如果只想轉一半的資金到地址C，剩下的那一半就要在收款資訊裡另外填一個賬戶地址E，也就是所謂的找零地址

第三，總彙款金額小於地址B的部分就是手續費。如果地址B裡有0.9999個幣，匯款到地址C的金額是0.9998個幣，那中間的差額0.0001就是礦工的手續費

第四，驗證交易乙是否有效，是靠上一個交易即交易甲的收款資訊中的兌現條件來保證的。可以有多種規則，目前最常見的兩種就是提供收款地址的簽名 （P2PKH）以及提供一段程式的雜湊值（P2SH，這個涉及到雜湊，一種防偽的手段）

如果你完全看懂了，那你對比特幣交易的功能理解，就接近於core程式設計師的水平了，以後碰到很多名詞如scriptSig （簽名+公鑰） 和scriptPubKey（兌現規則）之類你就很容易知道那都是匯款單上的哪個部分了

閃電網路？

閃電網路是構建在比特幣網路上的第二層支付協議，用來解決比特幣網路堵塞問題，其理念是，在區塊鏈之外開通一條“綠色通道”，將大量高頻的、小額的交易在區塊鏈外進行。

如此，交易雙方可在這條“綠色通道”上進行多次、高頻、雙向地、點對點的交易，可實現瞬間確認的微支付，而且雙方若無直接的點對點支付通道，只要閃電網路中存在一條連通雙方的、由多個支付通道構成的支付路徑，那麼也可以利用這條支付路徑實現交易。

閃電網路能夠提高加密貨幣每秒的交易數量，同時保持較低的轉賬費用。

什麼是以太坊？

以太坊（Ethereum) 類似於區塊鏈版的安卓、iOS系統，一個區塊鏈APP平臺，是一個為去中心化應用（DApp）而生的全球開源平臺。

就是區塊鏈的一個實際的應用，升級版的區塊鏈。

以太坊是去中心化的、可以執行可轉移計算和資料的自洽經濟系統，一個去中心化的區塊鏈平臺，用於構建去中心化應用程式（DApp），以太幣（Ether）是該平臺所使用的加密貨幣。

以太坊可以輕鬆建立智慧合約，自行執行程式碼，開發人員可以利用這些程式碼來處理各種應用程式。

以太坊幾乎可以用於任何型別的交易或協議，其成本比傳統的替代方案要低，例如銀行卡支付，PayPal 和投票等，並且全程採用去中心化、去信任（無需中介）、安全有效並且抗審查的形式。

通過以太坊，使用者可以建立任何去中心化應用程式（即DApp）和智慧合約。

使用者只需要通過網際網路就能夠以去信任化的方式訪問應用程式、產品和服務。每一個人都可以與以太坊網路進行互動，親自參與到這種數字經濟形式中，而不需要第三方。

人們可以使用智慧合約來為專案眾籌資金、公司可以在區塊鏈上運用智慧合約進行股票發行、銀行等金融機構可以用它來管理貸款收發、保險公司可以用它來實現自動理賠等等等等，甚至任何現實金融交易都可以被改造到區塊鏈上進行，這些都是區塊鏈的功勞。

以太坊沒有中心伺服器，所以在以太坊上執行的APP不存在崩潰、宕機的可能,資料也不會洩露，甚至不能被關閉

和比特幣的區別？

以太坊節點儲存著每個智慧合約的最新狀態，對於每個以太坊應用程式，網路都需要跟蹤“狀態”或所有這些應用程式的當前資訊，包括每個使用者的餘額、所有智慧合約程式碼以及它們的儲存位置等。

以太坊也採用POW機制，通過礦工挖礦來產生新的以太坊。不同的是，以太坊是一個可以程式設計的區塊鏈，它允許任何人在上面建立去中心化的APP、編寫智慧合約和發行屬於自己的數字貨幣。

相比比特幣，以太坊添加了新的功能：包括虛擬機器(EVM, Etheruem Virtual Machine)、賬戶系統，在其上可以執行智慧合約。

以太坊使用者可以將以太坊儲存在以太坊錢包中，也可以與以太坊網路上的智慧合約進行互動。錢包是一種應用程式，可以便捷地儲存和傳送ETH，同時可以通過錢包與以太坊上構建的應用程式進行互動。

以太坊網路中發生的每筆交易都需要一定數量的gas，gas是用於度量處理交易所需計算能力的單位。幫助驗證資訊真實下要付出算力成本處理交易並將其打包在區塊中，理應獲得相應的補償，在以太坊系統中，這就要通過在每次交易中設定gas價格來完成，gas以Gwei（1 ETH = 1,000,000,000 Gwei）作為單位。

舉個例子：使用者將ETH從一個帳戶傳送到另一個帳戶需要花費21,000 gas，如果將gas價格定為1 Gwei，則此交易花費0.000021 ETH。

什麼是智慧合約？

根據區塊鏈可程式設計的特點，人們可以將合同變成程式碼的形式放到區塊鏈上，並在約定的條件下自動執行， 這就是所謂的智慧合約。

簡單地認為，智慧合約就是一種“ 程式”， 只是這種“ 程式”處理的是人與人之間的權利和義務的約定。

當滿足某些條件時，它則執行特定任務。因此，智慧合約系統通常遵循“if ... then ...”語句，但是，即便智慧合約成為一種主流的技術，但智慧合約既不是法定的也不是智慧化的，它們只是在分散式系統（區塊鏈）上執行的一段程式碼。

參考：鏈節點

作者： Pam

出處： https://www.cnblogs.com/pam-sh/>

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