區塊鏈256

A. 什麼是區塊鏈土豆鏈Potato chain又是什麼

關於這個問題，其實建議你去游說社區看一下（網頁鏈接），那裡有大佬大V為你解答。這里我為你分享一篇阮一峰老師的文章，應該能對你的問題作出解答。

一、區塊鏈的本質

區塊鏈是什麼？一句話，它是一種特殊的分布式資料庫。

現在的規則是，新節點總是採用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉，將看哪個分支在分叉點後面，先達到6個新區塊（稱為"六次確認"）。按照10分鍾一個區塊計算，一小時就可以確認。

由於新區塊的生成速度由計算能力決定，所以這條規則就是說，擁有大多數計算能力的那條分支，就是正宗的區塊鏈。

九、總結

區塊鏈作為無人管理的分布式資料庫，從2009年開始已經運行了8年，沒有出現大的問題。這證明它是可行的。

但是，為了保證數據的可靠性，區塊鏈也有自己的代價。一是效率，數據寫入區塊鏈，最少要等待十分鍾，所有節點都同步數據，則需要更多的時間；二是能耗，區塊的生成需要礦工進行無數無意義的計算，這是非常耗費能源的。

因此，區塊鏈的適用場景，其實非常有限。

如果無法滿足上述的條件，那麼傳統的資料庫是更好的解決方案。

目前，區塊鏈最大的應用場景（可能也是唯一的應用場景），就是以比特幣為代表的加密貨幣。

B. 區塊鏈的核心技術是什麼

簡單來說，區塊鏈是一個提供了拜占庭容錯、並保證了最終一致性的分布式資料庫；從數據結構上看，它是基於時間序列的鏈式數據塊結構；從節點拓撲上看，它所有的節點互為冗餘備份；從操作上看，它提供了基於密碼學的公私鑰管理體系來管理賬戶。
或許以上概念過於抽象，我來舉個例子，你就好理解了。
你可以想像有 100 台計算機分布在世界各地，這 100 台機器之間的網路是廣域網，並且，這 100 台機器的擁有者互相不信任。
那麼，我們採用什麼樣的演算法（共識機制）才能夠為它提供一個可信任的環境，並且使得：
節點之間的數據交換過程不可篡改，並且已生成的歷史記錄不可被篡改；
每個節點的數據會同步到最新數據，並且會驗證最新數據的有效性；
基於少數服從多數的原則，整體節點維護的數據可以客觀反映交換歷史。
區塊鏈就是為了解決上述問題而產生的技術方案。
二、區塊鏈的核心技術組成
無論是公鏈還是聯盟鏈，至少需要四個模塊組成：P2P 網路協議、分布式一致性演算法（共識機制）、加密簽名演算法、賬戶與存儲模型。
1、P2P 網路協議
P2P 網路協議是所有區塊鏈的最底層模塊，負責交易數據的網路傳輸和廣播、節點發現和維護。
通常我們所用的都是比特幣 P2P 網路協議模塊，它遵循一定的交互原則。比如：初次連接到其他節點會被要求按照握手協議來確認狀態，在握手之後開始請求 Peer 節點的地址數據以及區塊數據。
這套 P2P 交互協議也具有自己的指令集合，指令體現在在消息頭（Message Header) 的 命令（command）域中，這些命令為上層提供了節點發現、節點獲取、區塊頭獲取、區塊獲取等功能，這些功能都是非常底層、非常基礎的功能。如果你想要深入了解，可以參考比特幣開發者指南中的 Peer Discovery 的章節。
2、分布式一致性演算法
在經典分布式計算領域，我們有 Raft 和 Paxos 演算法家族代表的非拜占庭容錯演算法，以及具有拜占庭容錯特性的 PBFT 共識演算法。
如果從技術演化的角度來看，我們可以得出一個圖，其中，區塊鏈技術把原來的分布式演算法進行了經濟學上的拓展。
在圖中我們可以看到，計算機應用在最開始多為單點應用，高可用方便採用的是冷災備，後來發展到異地多活，這些異地多活可能採用的是負載均衡和路由技術，隨著分布式系統技術的發展，我們過渡到了 Paxos 和 Raft 為主的分布式系統。
而在區塊鏈領域，多採用 PoW 工作量證明演算法、PoS 權益證明演算法，以及 DPoS 代理權益證明演算法，以上三種是業界主流的共識演算法，這些演算法與經典分布式一致性演算法不同的是，它們融入了經濟學博弈的概念，下面我分別簡單介紹這三種共識演算法。
PoW： 通常是指在給定的約束下，求解一個特定難度的數學問題，誰解的速度快，誰就能獲得記賬權（出塊）權利。這個求解過程往往會轉換成計算問題，所以在比拼速度的情況下，也就變成了誰的計算方法更優，以及誰的設備性能更好。
PoS： 這是一種股權證明機制，它的基本概念是你產生區塊的難度應該與你在網路里所佔的股權（所有權佔比）成比例，它實現的核心思路是：使用你所鎖定代幣的幣齡（CoinAge）以及一個小的工作量證明，去計算一個目標值，當滿足目標值時，你將可能獲取記賬權。
DPoS： 簡單來理解就是將 PoS 共識演算法中的記賬者轉換為指定節點數組成的小圈子，而不是所有人都可以參與記賬。這個圈子可能是 21 個節點，也有可能是 101 個節點，這一點取決於設計，只有這個圈子中的節點才能獲得記賬權。這將會極大地提高系統的吞吐量，因為更少的節點也就意味著網路和節點的可控。
3、加密簽名演算法
在區塊鏈領域，應用得最多的是哈希演算法。哈希演算法具有抗碰撞性、原像不可逆、難題友好性等特徵。
其中，難題友好性正是眾多 PoW 幣種賴以存在的基礎，在比特幣中，SHA256 演算法被用作工作量證明的計算方法，也就是我們所說的挖礦演算法。
而在萊特幣身上，我們也會看到 Scrypt 演算法，該演算法與 SHA256 不同的是，需要大內存支持。而在其他一些幣種身上，我們也能看到基於 SHA3 演算法的挖礦演算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 演算法的改良版本，並命名為 Ethash，這是一個 IO 難解性的演算法。
當然，除了挖礦演算法，我們還會使用到 RIPEMD160 演算法，主要用於生成地址，眾多的比特幣衍生代碼中，絕大部分都採用了比特幣的地址設計。
除了地址，我們還會使用到最核心的，也是區塊鏈 Token 系統的基石：公私鑰密碼演算法。
在比特幣大類的代碼中，基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 與 DSA 的結合，整個簽名過程與 DSA 類似，所不一樣的是簽名中採取的演算法為 ECC（橢圓曲線函數）。
從技術上看，我們先從生成私鑰開始，其次從私鑰生成公鑰，最後從公鑰生成地址，以上每一步都是不可逆過程，也就是說無法從地址推導出公鑰，從公鑰推導到私鑰。
4、賬戶與交易模型
從一開始的定義我們知道，僅從技術角度可以認為區塊鏈是一種分布式資料庫，那麼，多數區塊鏈到底使用了什麼類型的資料庫呢？
我在設計元界區塊鏈時，參考了多種資料庫，有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB，也有一些幣種採用基於 SQL 的 SQLite。這些作為底層的存儲設施，多以輕量級嵌入式資料庫為主，由於並不涉及區塊鏈的賬本特性，這些存儲技術與其他場合下的使用並沒有什麼不同。
區塊鏈的賬本特性，通常分為 UTXO 結構以及基於 Accout-Balance 結構的賬本結構，我們也稱為賬本模型。UTXO 是「unspent transaction input/output」的縮寫，翻譯過來就是指「未花費的交易輸入輸出」。
這個區塊鏈中 Token 轉移的一種記賬模式，每次轉移均以輸入輸出的形式出現；而在 Balance 結構中，是沒有這個模式的。

C. 區塊鏈最直白的解釋

近幾年，「區塊鏈」一詞成了大熱門，新聞媒體競相報道，但大家或許對於區塊鏈的認知還停留在霧里看花的階段，今天我們就來揭開它的神秘面紗。

其實區塊鏈的本質特別簡單，一句話就可以解釋：去中心化分布式資料庫。

區塊鏈的主要作用是用於存儲信息，任何人都可以將信息寫入，同時也可以讀取，所以它是一個公開的資料庫。

區塊鏈的特點

要說分布式資料庫這種技術，市場上早有存在，可不同的是，區塊鏈雖然同為分布式資料庫，但它沒有管理員，是徹底去中心化的。

去中心化是區塊鏈技術的顛覆性特點，它無需中心化代理，實現了一種點對點的直接交互，使得高效率、大規模、無中心化代理的信息交互方式成為了現實。

但是，沒有了管理員，人人都可以往裡面寫入數據，怎麼才能保證數據是可信的呢？被壞人改了怎麼辦？設計者早已想到了這些，這也證明了區塊鏈是真正劃時代的產物。

區塊

區塊鏈由一個個區塊（block）組成。區塊很像資料庫的記錄，每次寫入數據，就是創建一個區塊。

每個區塊包含兩個部分：

區塊頭（Head）：記錄當前區塊的特徵值
區塊體（Body）：實際數據
區塊頭包含了當前區塊的多項特徵值。

生成時間
實際數據（即區塊體）的哈希
上一個區塊的哈希
...
系統中每一個節點都擁有最新的完整資料庫拷貝，修改單個節點的資料庫是無效的，因為系統會自動比較，認為最多次出現的相同數據記錄為真。同時數據的每一步記錄都會被留存在區塊鏈上，可以溯源每一步的往來信息。

這里，你需要理解什麼叫哈希（hash），這是理解區塊鏈必需的。

所謂"哈希"就是計算機可以對任意內容，計算出一個長度相同的特徵值。區塊鏈的 哈希長度是256位，這就是說，不管原始內容是什麼，最後都會計算出一個256位的二進制數字。而且可以保證，只要原始內容不同，對應的哈希一定是不同的。

舉例來說，字元串123的哈希是（十六進制），轉成二進制就是256位，而且只有123能得到這個哈希。（理論上，其他字元串也有可能得到這個哈希，但是概率極低，可以近似認為不可能發生。）

因此，就有兩個重要的推論。

推論1：每個區塊的哈希都是不一樣的，可以通過哈希標識區塊。
推論2：如果區塊的內容變了，它的哈希一定會改變。

哈希的不可修改性

區塊與哈希是一一對應的，每個區塊的哈希都是針對"區塊頭"（Head）計算的。也就是說，把區塊頭的各項特徵值，按照順序連接在一起，組成一個很長的字元串，再對這個字元串計算哈希。

Hash = SHA256( 區塊頭 )

上面就是區塊哈希的計算公式，SHA256是區塊鏈的哈希演算法。注意，這個公式裡面只包含區塊頭，不包含區塊體，也就是說，哈希由區塊頭唯一決定。

前面說過，區塊頭包含很多內容，其中有當前區塊體的哈希，還有上一個區塊的哈希。這意味著，如果當前區塊體的內容變了，或者上一個區塊的哈希變了，一定會引起當前區塊的哈希改變。

這一點對區塊鏈有重大意義。如果有人修改了一個區塊，該區塊的哈希就變了。為了讓後面的區塊還能連到它（因為下一個區塊包含上一個區塊的哈希），該人必須依次修改後面所有的區塊，否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。由於後面要提到的原因，哈希的計算很耗時，短時間內修改多個區塊幾乎不可能發生，除非有人掌握了全網51%以上的計算能力。

正是通過這種聯動機制，區塊鏈保證了自身的可靠性，數據一旦寫入，就無法被篡改。這就像歷史一樣，發生了就是發生了，從此再無法改變。

D. 區塊鏈密碼演算法是怎樣的

區塊鏈作為新興技術受到越來越廣泛的關注，是一種傳統技術在互聯網時代下的新的應用，這其中包括分布式數據存儲技術、共識機制和密碼學等。隨著各種區塊鏈研究聯盟的創建，相關研究得到了越來越多的資金和人員支持。區塊鏈使用的Hash演算法、零知識證明、環簽名等密碼演算法:

Hash演算法

哈希演算法作為區塊鏈基礎技術，Hash函數的本質是將任意長度（有限）的一組數據映射到一組已定義長度的數據流中。若此函數同時滿足：

（1）對任意輸入的一組數據Hash值的計算都特別簡單；

（2）想要找到2個不同的擁有相同Hash值的數據是計算困難的。

滿足上述兩條性質的Hash函數也被稱為加密Hash函數，不引起矛盾的情況下，Hash函數通常指的是加密Hash函數。對於Hash函數，找到使得被稱為一次碰撞。當前流行的Hash函數有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。

比特幣使用的是SHA256，大多區塊鏈系統使用的都是SHA256演算法。所以這里先介紹一下SHA256。

1、 SHA256演算法步驟

STEP1：附加填充比特。對報文進行填充使報文長度與448模512同餘（長度=448mod512），填充的比特數范圍是1到512，填充比特串的最高位為1，其餘位為0。

STEP2：附加長度值。將用64-bit表示的初始報文（填充前）的位長度附加在步驟1的結果後（低位位元組優先）。

STEP3：初始化緩存。使用一個256-bit的緩存來存放該散列函數的中間及最終結果。

STEP4：處理512-bit（16個字）報文分組序列。該演算法使用了六種基本邏輯函數，由64 步迭代運算組成。每步都以256-bit緩存值為輸入，然後更新緩存內容。每步使用一個32-bit 常數值Kt和一個32-bit Wt。其中Wt是分組之後的報文，t=1,2,...,16 。

STEP5：所有的512-bit分組處理完畢後，對於SHA256演算法最後一個分組產生的輸出便是256-bit的報文。

2、環簽名

2001年，Rivest, shamir和Tauman三位密碼學家首次提出了環簽名。是一種簡化的群簽名，只有環成員沒有管理者，不需要環成員間的合作。環簽名方案中簽名者首先選定一個臨時的簽名者集合,集合中包括簽名者。然後簽名者利用自己的私鑰和簽名集合中其他人的公鑰就可以獨立的產生簽名,而無需他人的幫助。簽名者集合中的成員可能並不知道自己被包含在其中。

環簽名方案由以下幾部分構成：

（1）密鑰生成。為環中每個成員產生一個密鑰對(公鑰PKi,私鑰SKi)。

（2）簽名。簽名者用自己的私鑰和任意n個環成員(包括自己)的公鑰為消息m生成簽名a。

（3）簽名驗證。驗證者根據環簽名和消息m,驗證簽名是否為環中成員所簽,如果有效就接收,否則丟棄。

環簽名滿足的性質：

（1）無條件匿名性:攻擊者無法確定簽名是由環中哪個成員生成,即使在獲得環成員私鑰的情況下,概率也不超過1/n。

（2）正確性:簽名必需能被所有其他人驗證。

（3）不可偽造性:環中其他成員不能偽造真實簽名者簽名,外部攻擊者即使在獲得某個有效環簽名的基礎上,也不能為消息m偽造一個簽名。

3、環簽名和群簽名的比較

（1）匿名性。都是一種個體代表群體簽名的體制，驗證者能驗證簽名為群體中某個成員所簽，但並不能知道為哪個成員，以達到簽名者匿名的作用。

（2）可追蹤性。群簽名中，群管理員的存在保證了簽名的可追蹤性。群管理員可以撤銷簽名，揭露真正的簽名者。環簽名本身無法揭示簽名者,除非簽名者本身想暴露或者在簽名中添加額外的信息。提出了一個可驗證的環簽名方案,方案中真實簽名者希望驗證者知道自己的身份,此時真實簽名者可以通過透露自己掌握的秘密信息來證實自己的身份。

（3）管理系統。群簽名由群管理員管理，環簽名不需要管理，簽名者只有選擇一個可能的簽名者集合，獲得其公鑰，然後公布這個集合即可，所有成員平等。

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E. 什麼是區塊鏈錢包

區塊鏈錢包就是保存區塊鏈各種幣（比特幣、以太幣等）的一個軟體
密鑰和地址就是區塊鏈世界裡的銀行卡號和密碼
錢包本質是保存密鑰，也就是保存銀行卡和密碼
為什麼需要錢包保存密碼？不像銀行卡密碼，區塊鏈幣的密碼是一串長達256位，無任何含義的二進制數字。
以太坊系錢包有幾個名詞必須深刻理解，不然就有可能造成區塊鏈資產的損失，這幾個名詞為地址、密碼、私鑰、助記詞、keystore。若以銀行賬戶為類比，這 5 個詞分別對應內容如下：
地址=銀行卡號
密碼=銀行卡密碼
私鑰=銀行卡號+銀行卡密碼
助記詞=銀行卡號+銀行卡密碼
Keystore+密碼=銀行卡號+銀行卡密碼
Keystore ≠ 銀行卡號
你若把錢包信息忘了，會有什麼後果呢？分這么幾種情況：
（1）地址忘了，可以用私鑰、助記詞、keystore+密碼，導入錢包找回。
（2）密碼忘了，可以用私鑰、助記詞，導入錢包重置密碼。
（3）密碼忘了，私鑰、助記詞又沒有備份，就無法重置密碼，就不能對代幣進行轉賬，等於失去了對錢包的控制權。
（4）密碼忘了，keystore 就失去了作用。
（5）私鑰忘了，只要你錢包沒有刪除，並且密碼沒忘，可以導出私鑰。
可以用助記詞、
（7）助記詞忘了，可以通過私鑰、keystore+密碼，導入錢包重新備份助記詞。
（8）keystore 忘了，只要你錢包沒有刪除，密碼沒忘，可以重新備份keystore。
助記詞，
從上可以看出，只要「私鑰、助記詞、Keystore+密碼」有一個信息在，錢包就在。因此，備份好「私鑰、助記詞、Keystore+密碼」最關鍵。
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F. 區塊鏈技術的機密性是如何實現的

區塊鏈本質上是加密演算法，基於哈希值256位演算法原理，實現信息安全；現代信息的應用將越來越趨於全球化以及全民化，對於信息的安全除了防篡改、抗抵賴、可信等基礎需求之外，更需要加強隱私方面的保護，區塊鏈技術是因為現代密碼學發展才產生的，現今應用的密碼學是20年前的的密碼學成果，因此要將區塊鏈技術應用於更多參與場景，特別是應用於互聯網經濟等方面，現有的加密技術是否滿足需求還需要更多的驗證，需要更深入的整合密碼學前沿技術，不斷創新。

G. 區塊鏈高度越高越安全嗎

區塊鏈高度越高越安全。區塊鏈簡單講就是一個個賬單系統，比特幣每十分鍾會把所有的賬單打包成一個記錄交易的區塊，每一個區塊連接到上一個區塊，形成了區塊鏈。

而區塊高度就是指生成了多少個區塊，區塊高度用來丈量某一個區塊到第一個區塊之間的距離，通過區塊高度可以准確地了解到某一區塊在鏈上的位置，相當於給區塊定位了一個坐標。

制度須知

區塊有兩個標識符，一是區塊頭的哈希值，二是區塊高度。區塊頭的哈希值是通過SHA256演算法對區塊頭進行二次哈希計算而得到的數字。區塊哈希值可以唯一且明確的標識一個區塊。

任何節點通過簡單的對區塊頭進行哈希計算都可以獨立地獲取該區塊哈希值。但由於區塊高度只是區塊鏈中的位置，所以區塊高度不是唯一的標識符，因為同一時間創造的多個區塊可能是同一個區塊高度。

H. 風靡全球的「比特幣」到底是如何製造出來的

比特幣屬於虛擬數字貨幣。這是由開放源碼(計算方法公開)P2P軟體通過大量計算，利用整個網路的分布式資料庫進行交易確認而產生的。擁有交易快捷，不可偽造等特點，具有明顯的“去中心化”特徵。

一台涉及比特幣發行的電腦被稱為“挖礦節點”，而另一台電腦則被稱為挖礦。其中，其最核心的“區塊鏈”技術被採用。每一個參與挖礦的礦工節點都會收集在網路上發生但沒有被證實的交易，並將其納入新的塊鎖。這塊將和前面所有的塊連在一起，形成一條鏈子。每一個節點都會添加一個新的隨機調整數，然後計算上一個區塊鏈SHA-256的散列。若低於設定的具體目標，則視為成功。若達不到目標，則節點將改變隨機調整的數量，並反復嘗試。

至於購買比特幣，你只需知道，每個人都會使用計算資源來計算，而不需要依賴央行等貨幣發行機構。

你們怎麼看呢？

I. 什麼是區塊鏈擴容

擴容，是當某個容器或承載物不足以支撐或承載現有事物需求時，我們通過擴大容器的容量或承載物的體積來滿足日益增長的需求，從而緩解當前容器或承載物所受壓力的一種手段。
在比特幣誕生之初比特幣創始人中本聰並沒有特意限制區塊的大小，區塊最大可以達到32MB，當時平均每個區塊大小為1~2KB。
時比特幣用戶少，交易量也沒有那麼大，並不會造成區塊擁堵，然而2013年至今隨著比特幣價格的直線上升，用戶越來越多因此造成比特幣網路擁堵，用戶交易費用上升的問題逐漸涌現出來。
到現在，比特幣區塊鏈上最高時有幾十萬筆交易積壓，比特幣的平均交易費用比 2010 年 9 月上漲了 376 倍，每秒 7 筆交易的處理速度已經明顯無法滿足用戶需求，比特幣社區開始探索如何給比特幣「擴容」。
通過修改比特幣底層代碼，從而達到提高交易處理能力的目的。
比特幣擴容本身發展和設計方案有兩種，即第一層和第二層擴容技術。
· 第一層擴容技術即改進區塊鏈自身，把區塊鏈自身變得更快、容量變得更大，總的來說就是改變區塊鏈共識部分的內容。
· 第二層擴容技術目的是把計算移到鏈下，即通過側鏈的技術加以解決問題。
擴容協議及結局
擴容協議一般需要礦工們的支持，大致可以分為修改區塊大小、軟分叉、硬分叉、隔離見證等方式。
以比特幣舉例：
比特幣現在分裂成為大區塊Bitcoin Cash(BCH)和隔離見證。隔離見證現在是市場上公認的比特幣，而大區塊幣被冠名為比特現金。可以預見的往後的發展方向，比特幣將會以鏈下交易為主。包括閃電網路、側鏈。這兩個新東西目前不成熟，但是被很多人寄予厚望的。
比特幣將會大量發展隔離見證交易，並在隔離見證的基礎上做更多的衍生技術。最有可能是以技術推動比特幣往前發展。
比特現金將會以鏈上交易為主，重點發展貨幣功能，以降低交易摩擦為主要方式，以獲利更廣泛的鏈上用戶量為主要發展方向。
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