虛擬貨幣區塊連架構圖

① 區塊鏈的六層模型是什麼

區塊鏈總共有六個層級結構，這六個層級結構自下而上是：數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層、應用層。
一、數據層
數據層是區塊鏈六個層級結構裡面的最底層。數據層我們可以理解成資料庫，只不過對於區塊鏈來講，這個資料庫是不可篡改的、分布式的資料庫，也就是我們所謂的「分布式賬本」。
在數據層上，也就是在這個「分布式賬本」上，存放著區塊鏈上的數據信息，封裝著區塊的塊鏈式結構、非對稱加密技術、哈希演算法等技術手段，來保證數據在全網公開的情況下的安全性問題。具體的做法是：
在區塊鏈網路上，節點採用共識演算法來維持數據層（也就是這個分布式資料庫）的數據的一致性，採用密碼學中的非對稱加密和哈希演算法，來確保這個分布式資料庫的不可篡改和可追溯。
這就構成了區塊鏈技術中最底層的數據結構。但是，光有分布式資料庫還不夠，還需要讓資料庫裡面的數據信息可以共享交流，下面我們介紹數據層的上一層——網路層。
二、網路層
區塊鏈的網路系統，本質上是一個P2P（點對點）網路，點對點意味著不需要一個中間環節或者中心化伺服器來操控這個系統，網路中的所有資源和服務都是分配在各個節點手中的，信息的傳輸也是兩個節點之間直接往來就可以了。不過，需要注意的是，P2P
（點對點）並不是中本聰發明的，區塊鏈只是融合了這一技術而已。
所以，區塊鏈的網路層實際上就是一個特別強大的點對點網路系統。在這個系統上，每一個節點既可以生產信息，也可以接收信息，就好比發郵件，你既可以編寫自己的郵件，也可以收到別人給你發送的郵件。
在區塊鏈網路上，節點之間需要共同維護這條區塊鏈系統，每當一個節點創造出新的區塊後，他需要以廣播的形式通知其他節點，其他節點收到信息後對該區塊進行驗證，然後在該區塊的基礎上去創建新的區塊。這樣一來，全網便可以共同維護更新區塊鏈系統這個總賬本了。
但是，全網要依據什麼規則來維護更新區塊鏈系統這個總賬本呢，這就涉及到了所謂的「法律法規」（規則），也就是我們接下來要介紹的：共識層。
三、共識層
在區塊鏈的世界裡，共識，簡單來講就是全網要依據一個統一的、大家一致同意的規則來維護更新區塊鏈系統這個總賬本，類似於更新數據的規則。讓高度分散的節點在去中心化的區塊鏈網路中高效達成共識，是區塊鏈的核心技術之一，也是區塊鏈社區的治理機制。
目前主流的共識機制演算法有：比特幣的工作量證明（POW）、以太坊的權益證明
（POS）、EOS的委託權益證明（DPOS）等等。
我們現在介紹了數據層、網路層、共識層，這三層保證了區塊鏈上有數據、有網路，有在網路上更新數據的規則，但是天下沒有免費的午餐，如何讓節點們能夠積極踴躍地參與區塊鏈系統維護呢，這里就涉及到了激勵，也就是我們下面要介紹的：激勵層。
四、激勵層
激勵層就是所謂的挖礦機制，挖礦機制其實可以理解成激勵機制：你為區塊鏈系統做了多少貢獻，你就可以得到多少獎勵。用這種激勵機制，能夠鼓勵全網節點參與區塊鏈上的數據記錄與維護工作。
挖礦機制和共識機制其實是一個道理，共識機制我們可以理解為公司的總規章制度，而挖礦機制可以理解成，在這個總的規章制度之中，你做好了什麼能夠得到什麼獎勵，這種獎勵規則。
就好比比特幣的共識機制PoW，它的規定是多勞多得，誰能夠第一個找到正確哈希值誰就可以得到一定數量的比特幣獎勵；
而以太坊的PoS則規定了誰持幣年齡越久，誰能得到獎勵的概率就越大。
需要注意的是，激勵層一般只有公有鏈才具備，因為公有鏈必須依賴全網節點共同維護數據，所以必須有一套這樣的激勵機制，才能激勵全網節點參與區塊鏈系統的建設維護，進而保證區塊鏈系統的安全性和可靠性。
區塊鏈安全可靠了，還不夠智能對不對，下面我們將要介紹的合約層，可以讓區塊鏈系統變得更加智能。
五.合約層
合約層主要包括各種腳本、代碼、演算法機制及智能合約，是區塊鏈可編程的基礎。我們說的「智能合約」便屬於合約層這個層級上。
如果說比特幣系統不夠智能，那麼以太坊提出的「智能合約」則能夠滿足許多應用場景。合約層的原理主要是將代碼嵌入到區塊鏈系統上，用這種方式來實現能夠自定義的智能合約。這樣一來，在區塊鏈系統上，一旦觸發了智能合約的條款，系統就能夠自動執行命令。
六、應用層
最後就是應用層。應用層很簡單，顧名思義，就是區塊鏈的各種應用場景和案例，我們現在說的「區塊鏈+」就是所謂的應用層。目前已經落地的區塊鏈應用主要是搭建在
ETH、EOS等公鏈上的各類區塊鏈應用，博彩、游戲類的應用比較多，真正實用的應用還沒有出現。

② 什麼是區塊鏈挖礦是做什麼詳細介紹區塊鏈和虛擬貨幣

在比特幣剛發行的時候人們發現了，它去中心化，不受任何中心管制；它完全開放，除了交易信息加密之外整個系統信息高度透明，技術都是開源的；安全性，只要不能控制全部節點的%51，就無法肆意修改數據，這使得它相對安全；獨立性，整個模式和比特幣不依賴任何第三方，所有節點都在系統內驗證、交換數據，不受任何干預

我們這里詳細解釋什麼是區塊鏈技術，說白了就是區塊+鏈，那什麼是 「區塊」 ？什麼又是 「鏈」 呢？

區塊就是一個賬本交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其作證

每一個區塊包含了前一個區塊的加密散列、相應時間戳記以及交易資料（通常用默克爾樹（Merkle tree）演算法計算的散列值表示），這樣的設計使得區塊內容具有難以篡改的特性。用區塊鏈技術所串接的分布式賬本能讓兩方有效記錄交易，且可永久查驗此交易。

哈希函數h（）的作用：將任意長度的字元串，轉換成固定長度（例如256位）的輸出。輸出也被稱為 哈希值 ，這個輸出不可逆

很難找到兩個不同的x和y，使得h（x） = h（y），也就是說兩個不同的輸入，會有不同的輸出。理論上說兩個不同的輸入可能會有不同的輸出，但這幾乎不可能，比方說一個無限的空間映射到一個有限的空間，肯定存在多對一的情況，理論存在，但沒有任何規律，保證你無法通過數學上的任何推斷來找到這個結果，為什麼這里是256位呢？不是更長的呢？因為256位已經足夠安全。

將賬本拆分成塊，比如一個本子的一張紙就是一個區塊，每個區塊記錄一段時間內的交易，列如10分鍾

我們把每張紙比作一個一個 區塊 ，在每個區塊的上面增加一部分內容我們把它叫做 區塊頭 ，其中記錄父區塊的哈希值，通過每個區塊儲存父區塊的哈希值，將所有區塊按順利連接起來，形成區塊鏈

把 1區塊 的哈希值記錄到 2區塊 的區塊頭上，如此操作每個區塊的區塊頭都記錄父區塊的哈希值，每個區塊都按照順序鏈接起來了，這就叫做區塊鏈。第一個區塊沒有區塊頭，又被稱之為創世區塊

區塊鏈是一個賬本，在賬本上只有發生了交易你的賬戶上的錢才會變多和變少，需要進行交易那麼首先需要一個賬號和密碼，就像你的銀行卡有賬號和密碼別人就可以對你進行一個轉賬，在區塊賬本上這個賬號密碼就是公鑰和私鑰

老王（已有私鑰，公鑰），想轉給張10個BTC，需要一些操作

證明是老王本人發出轉賬 簽名函數Sign （老王的私鑰 + 轉賬信息：老王轉給張三10 BTC）=本次專賬簽名
驗證是老王本人發出轉賬 驗證函數Verify （老王的地址 + 轉賬詳細：老王轉給張三10 BTC + 本次轉賬簽名）=true
一旦轉賬記錄到區塊從此誰也不能改變它，張三增加10 BTC，老王則相應減少10 BTC，整個操作都是自動的，比如你的錢包app它會幫你去做這樣的事情，app知道你的私鑰，你告訴錢包交易內容，錢包簽名向全網公布，等待其他人來驗證這筆交易

中心化記賬效率會更高，銀行、政府或者支付寶幫你記賬，都很可靠，因為他們都無法動你的錢，除非它們有你的私鑰

中心化記賬存在一些缺點

去中心化人人都可以記賬，每個人可以保留一個完整的賬本。任何人都可以下載開源程序，參與比特幣的p2p網路，監聽來自全世界發送的交易，成為記賬節點，參與記賬，假設小逸發布了一筆交易向全網廣播，A記賬節點監聽到了這筆交易，A驗證了這筆交易位true之後放入交易池繼續向其它節點傳播，因為是網路傳播，同一時間不同記賬節點的交易池不一定相同，每10分鍾，從所有記賬節點當中，按照某個方式抽取一名，驗證這個節點的交易為true之後，之後將這個選中的節點交易池中的交易記錄與自己（A）節點的交易池中的交易記錄對比一下，對比完之後會將自己交易池中已經被選中記賬節點記錄的交易刪掉，別的不動繼續記賬等待下一次被選中，每隔10分鍾就是一個循環，這個10分鍾所有記賬節點正常記賬，10分鍾之後再選出一個節點把它交易池當中的交易作為一個新的區塊，這個區塊來自所有記賬節點中我任意選擇的一個記賬節點的交易池，如此不斷循環往復

交易並不是被記錄就完成，只有當這筆交易變成了某一個區塊，這筆交易才算是真正的完成。這就是去中心化的一個記賬的完整的流程，你的交易並不會第一時間被記錄，因為p2p網路傳播需要時間，如果被選中區塊的節點還沒有接受到你的交易，交易就沒有完成。每10分鍾產生一個區塊，但不是所有在10分鍾內的交易都能記錄。10分鍾只是一個平均值

去中心化記賬的特點，有記賬權的記賬節點，每十分鍾被選中的節點它會獲得50BTC獎勵，每21萬個區塊差不多4年，獎勵減半，比特幣自發行已經兩次減半，那麼每十分鍾產生一個新的區塊這個記賬節點得到的獎勵是10.5BTC，每隔4年減半那麼可以算出BTC的總量大約為2100萬枚，預計2040年開采完，記錄一個區塊的獎勵也是比特幣唯一的發行方式，當BTC開采完之後，記賬節點可以獲得的收益就只有交易的手續費了

記賬節點通過題目來爭奪記賬權，

找到某位隨機數使得等式不成立
SHA256哈希函數 （隨機數 + 父區塊哈希值 + 交易池中的交易） 某一指定值）
從0開始遍歷隨機數碰運氣之外，沒有其它解法，解題的過程，又叫做 挖礦 ，所以解這個題目的記賬節點又被稱之為 礦工 ，你遍歷隨機數越快你拿到這個記賬權的可能性就越大，這個遍歷速度就被礦老闆們稱之為 算力 ，為了得到這個算力，礦老闆們就會購買更多且更高算力的礦機

誰先解對，誰就得到記賬權。A記賬節點率先找到解，即向全網公布，其他節點驗證無誤之後，A節點就獲得了這個區塊，獲得12.5個BTC的收益，在新區塊之後重新開始新一輪計算。這個方式被稱之為（POW）分配記賬權

一般大約10分鍾解出這個隨機數，10並不絕對，因為解開這個題目的過程本就是個碰運氣的過程，未來應對算力的變化，比特幣每隔2016個區塊，大約兩周，會加大或減小難度，使得平均產生區塊的時間是十分鍾

每一個區塊包含了前一個區塊的加密散列、相應時間戳記以及交易資料（通常用默克爾樹（Merkle tree）演算法計算的散列值表示），這樣的設計使得區塊內容具有難以篡改的特性。用區塊鏈技術所串接的分布式賬本能讓兩方有效記錄交易，且可永久查驗此交易。

和傳統存儲的數據不同的是，區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。

麻將作為中國傳統的區塊鏈項目，四個礦工一組，先碰撞出13個數字正確哈希值的礦工可以獲得記賬權並得到獎勵。

很多人講區塊鏈是騙局比特幣是騙局，這也許是個騙局，但是這個技術已經被廣泛地承認和應用，區塊鏈涉及的密碼學知識一般人再借幾個腦子給你你也搞不懂，在一個相對理性的角度看待問題最重要，千萬別聽風就是雨。

這門技術有著不可思議的地方 在一個沒有中心沒有監管的情況下保持著絕對的秩序 這個只需由大家的共識建立的信任，比特幣創造了這個共識，在區塊鏈的世界裡每個人都是公平平等的。

③ 一文看懂互聯網區塊鏈

一文看懂互聯網區塊鏈

一文看懂互聯網區塊鏈，要了解區塊鏈，就不得不從互聯網的誕生開始研究區塊鏈的技術發展簡史，從中發掘區塊鏈產生的動因，並由此推斷區塊鏈的未來。下面讓我們一文看懂互聯網區塊鏈。

一文看懂互聯網區塊鏈1

區塊鏈的鼻祖就是麻將，最早的區塊鏈是中國人發明的！區塊鏈就跟麻將一樣，只不過麻將的區塊比較少而已，麻將只有136個區塊，各地麻將規則不同可視作為比特幣的硬分叉。

麻將作為最古老的區塊鏈項目，四個礦工一組，最先挖出13位正確哈希值的獲得記賬權以及獎勵，採用願賭服輸且不能作弊出老千的共識機制！

麻將去中心化，每個人都可以是庄，完全就是點對點。

礦池=棋牌室的老闆抽佣。

不可篡改，因為說服其他三個人需要消耗太多算力和體力。

典型的價值互聯網。我兜里的價值用不了八圈，就跑到他們兜里去了。

中國人基本上人手打得一手好麻將，區塊鏈方面生產了全球70%~80%的礦機，並擁有全世界最多的算力，約佔77%的算力

麻將其實是最早的的區塊鏈項目：

1，四個礦工一組，先碰撞出13個數字正確哈希值的礦工可以獲得記賬權並得到獎勵。

2，不可篡改。因為說服其他三個人需要消耗太多算力和體力。

3，典型的價值互聯網。我兜里的價值數字貨幣www.gendan5.com/digitalcurrency/btc.html用不了八圈，就跑到他們兜里去了。

4、去中心化，每個人都可以是庄，完全就是點對點。

5、UTXO，未花費的交易支出。

還有另外一種賒賬的區塊鏈玩法，假設大家身上都沒現金

細究一下，在大家達成共識時，我們看不到任何中介或者第三方出來評判丙贏了，大家給丙的獎勵也不需要通過第三方轉交給丙，都是直接點對點交易，這一過程就是去中心化，牌友們（礦工）各自記錄了第一局的戰績，丙大胡自摸十三幺，乙杠了甲東風，記錄完成後就生成了一個完整的區塊，但要記住，這才只是第一局，在整個區塊鏈上，這才僅僅是一個節點，開頭說的8局打完，也就是8個節點（區塊），8個區塊連接在一起就形成了一個完整賬本，這就是區塊鏈。因為這個賬本每人都有一個，所以就是分布式賬本，目的就是為了防止有人篡改記錄，打到最後，誰輸誰贏一目瞭然。

4個男士（甲乙丙丁）湊在一塊打麻將來錢，大家都沒帶現金，於是請一美女（中心化）用本子記賬，記錄每一局誰贏了多少錢、誰輸了多少錢？最後結束時，大家用支付寶或微信支付結總賬，但是如果這位美女記賬時記錯了或者預先被4人中的某人買通了故意記錯，就保證不了這個游戲結果的公正公平合理性，你說是不是？那怎麼辦呢？如果你「打麻將」能用「區塊鏈」作為游戲規則改編為如下：

4個男士（甲乙丙丁）湊在一塊打麻將來錢，大家都沒帶現金，乙說讓她帶來的美女記賬，甲說這位美女我們都不認識，於是甲乙丙丁4人一致約定每個人每局牌都在自己的手機上（區塊鏈節點）同時記賬（去中心化），最後打完麻將，直接手機上以電子貨幣結賬時，大家都對一下記賬的的結果，本來應該是一樣的記賬結果。

假設本來結果是甲手機上記的賬：乙欠甲10元。但乙手機上的記錄卻是不欠，可是其餘2人（丙、丁）和甲的記賬一樣，那還是按照少數服從多數規則結算，另外大家心裡對乙的誠信印象就差評了，下次打麻將就不會帶乙一起玩了。

除非乙預先買通（丙、丁）2人讓其故意作假，但乙買通他們2人的代價是10萬元（賴賬10元的1萬倍），那常理上乙只能選擇放棄，因為做假成本太高了。

假設即使乙在打牌的過程中，偷偷願意以高價10萬元預先買通丙、丁做這筆巨虧的傻貓交易，但區塊鏈的規則是按時間戳記賬的，原來是下午1點鍾記賬乙欠甲10元的，即丙和丁下午3點鍾再改賬時，時間是不可逆的，只能記下午3點鍾，那就又不吻合游戲規則了。

實際上在2017年博主已經開發出了一套麻將幣

中國最早的區塊鏈項目：四個礦工一組，最先從 148 個隨機數字中碰撞出 14 個數字正確哈希值的礦工，可以獲得一次記賬權激勵，由於分布式記賬需要得到其他幾位礦工的共識，因此每次記賬交易時間長約十幾分鍾。

一文看懂互聯網區塊鏈2

一、比特幣誕生之前，5個對區塊鏈未來有重大影響的互聯網技術

1969年，互聯網在美國誕生，此後互聯網從美國的四所研究機構擴展到整個地球。在應用上從最早的軍事和科研，擴展到人類生活的方方面面，在互聯網誕生後的近50年中，有5項技術對區塊鏈的未來發展有特別重大的意義。

1、1974誕生的TCP/IP協議：決定了區塊鏈在互聯網技術生態的位置

1974年，互聯網發展邁出了最為關鍵的一步，就是由美國科學家文頓瑟夫和羅伯特卡恩共同開發的互聯網核心通信技術－－TCP/IP協議正式出台。

這個協議實現了在不同計算機，甚至不同類型的網路間傳送信息。所有連接在網路上的計算機，只要遵照這個協議，都能夠進行通訊和交互。

通俗的說，互聯網的數據能穿過幾萬公里，到達需要的計算機用戶手裡，主要是互聯網世界形成了統一的信息傳播機制。也就是互聯網設備傳播信息時遵循了一個統一的法律-TCP/IP協議。

理解TCP/IP協議對掌握互聯網和區塊鏈有非常重要的意義，在1974年TCP/IP發明之後，整個互聯網在底層的硬體設備之間，中間的網路協議和網路地址之間一直比較穩定，但在頂層應用層不斷涌現層出不窮的創新應用，這包括新聞，電子商務，社交網路，QQ，微信，也包括區塊鏈技術。

也就是說區塊鏈在互聯網的技術生態中，是互聯網頂層-應用層的一種新技術，它的出現，運行和發展沒有影響到互聯網底層的基礎設施和通訊協議，依然是按TCP/IP協議運轉的眾多軟體技術之一。

2、1984年誕生的思科路由器技術：是區塊鏈技術的模仿對象

1984年12月，思科公司在美國成立，創始人是斯坦福大學的一對夫婦，計算機中心主任萊昂納德·波薩克和商學院的計算機中心主任桑蒂·勒納，他們設計了叫做「多協議路由器」的聯網設備，放到互聯網的通訊線路中，幫助數據准確快速從互聯網的一端到達幾千公里的另一端。

整個互聯網硬體層中，有幾千萬台路由器工作繁忙工作，指揮互聯網信息的傳遞，思科路由器的一個重要功能就是每台路由都保存完成的互聯網設備地址表，一旦發生變化，會同步到其他幾千萬台路由器上（理論上），確保每台路由器都能計算最短最快的路徑。

大家看到路由器的運轉過程，會感到非常眼熟，那就是區塊鏈後來的重要特徵，理解路由器的意義在於，區塊鏈的重要特徵，在1984年的路由器上已經實現，對於路由器來說，即使有節點設備損壞或者被黑客攻擊，也不會影響整個互聯網信息的傳送。

3、隨萬維網誕生的B/S（C/S）架構：區塊鏈的對手和企圖顛覆的對象

萬維網簡稱為Web，分為Web客戶端和伺服器。所有更新的信息只在Web伺服器上修改，其他幾千，上萬，甚至幾千萬的客戶端計算機不保留信息，只有在訪問伺服器時才獲得信息的數據，這種結構也常被成為互聯網的B/S架構，也就是中心型架構。這個架構也是目前互聯網最主要的架構，包括谷歌、Facebook、騰訊、阿里巴巴、亞馬遜等互聯網巨頭都採用了這個架構。

理解B/S架構，對與後續理解區塊鏈技術將有重要的意義，B/S架構是數據只存放在中心伺服器里，其他所有計算機從伺服器中獲取信息。區塊鏈技術是幾千萬台計算機沒有中心，所有數據會同步到全部的計算機里，這就是區塊鏈技術的核心，

4、對等網路（P2P）：區塊鏈的父親和技術基礎

對等網路P2P是與C/S(B/S)對應的另一種互聯網的基礎架構，它的特徵是彼此連接的多台計算機之間都處於對等的地位，無主從之分，一台計算機既可作為伺服器，設定共享資源供網路中其他計算機所使用，又可以作為工作站。

Napster是最早出現的P2P系統之一，主要用於音樂資源分享，Napster還不能算作真正的對等網路系統。2000 年3月14 日，美國地下黑客站點Slashdot郵寄列表中發表一個消息，說AOL的Nullsoft 部門已經發放一個開放源碼的Napster的克隆軟體Gnutella。

在Gnutella分布式對等網路模型中，每一個聯網計算機在功能上都是對等的，既是客戶機同時又是伺服器，所以Gnutella被稱為第一個真正的對等網路架構。

20年裡，互聯網的一些科技巨頭如微軟，IBM，也包括自由份子，黑客，甚至侵犯知識產權的犯罪分子不斷推動對等網路的發展，當然互聯網那些希望加強信息共享的理想主義者也投入了很大的熱情到對等網路中。區塊鏈就是一種對等網路架構的軟體應用。它是對等網路試圖從過去的沉默爆發的標桿性應用。

5、哈希演算法：產生比特幣和代幣（通證）的關鍵

哈希演算法將任意長度的數字用哈希函數轉變成固定長度數值的演算法，著名的哈希函數如：MD4、MD5、SHS等。它是美國國家標准暨技術學會定義的加密函數族中的一員。

這族演算法對整個世界的運作至關重要。從互聯網應用商店、郵件、殺毒軟體、到瀏覽器等、，所有這些都在使用安全哈希演算法，它能判斷互聯網用戶是否下載了想要的東西，也能判斷互聯網用戶是否是中間人攻擊或網路釣魚攻擊的受害者。

區塊鏈及其應用比特幣或其他虛擬幣產生新幣的過程，就是用哈希演算法的函數進行運算，獲得符合格式要求的數字，然後區塊鏈程序給予比特幣的獎勵。

包括比特幣和代幣的挖礦，其實就是一個用哈希演算法構建的小數學游戲。不過因為有了激烈的競爭，世界各地的人們動用了強大的伺服器進行計算，以搶先獲得獎勵。結果導致互聯網眾多計算機參與到這個小數學游戲中，甚至會耗費了某些國家超過40%的電量。

二、區塊鏈的誕生與技術核心

區塊鏈的誕生應該是人類科學史上最為異常和神秘的發明和技術，因為除了區塊鏈，到目前為止，現代科學史上還沒有一項重大發明找不到發明人是誰。

2008年10月31號，比特幣創始人中本聰（化名）在密碼學郵件組發表了一篇論文——《比特幣：一種點對點的電子現金系統》。在這篇論文中，作者聲稱發明了一套新的不受政府或機構控制的電子貨幣系統，區塊鏈技術是支持比特幣運行的基礎。

論文預印本地址在http://www.bitcoin.org/bitcoin.pdf，從學術角度看，這篇論文遠不能算是合格的論文，文章的主體是由8個流程圖和對應的解釋文字構成的, 沒有定義名詞、術語，論文格式也很不規范。

2009年1月,中本聰在SourceForge網站發布了區塊鏈的應用案例-比特幣系統的開源軟體，開源軟體發布後, 據說中本聰大約挖了100萬個比特幣.一周後，中本聰發送了10個比特幣給密碼學專家哈爾·芬尼，這也成為比特幣史上的第一筆交易。伴隨著比特幣的蓬勃發展，有關區塊鏈技術的研究也開始呈現出井噴式增長。

向大眾完整清晰的解釋區塊鏈的確是困難的事情，我們以比特幣為對象，盡量簡單但不斷深入的介紹區塊鏈的技術特徵。

1、區塊鏈是一種對等網路（P2P）的軟體應用

我們在前文提過，在21世紀初，互聯網形成了兩大類型的應用架構，中心化的B/S架構和無中心的對等網路（P2P）架構，阿里巴巴，新浪，亞馬遜，網路等等很多互聯網巨頭都是中心化的B/S架構，簡單的說，就是數據放在巨型伺服器中，我們普通用戶通過手機，個人電腦訪問阿里，新浪等網站的伺服器。

21世紀初以來，出現了很多自由分享音樂，視頻，論文資料的軟體應用，他們大部分採用的是對等網路（P2P）架構，就是沒有中心伺服器，大家的個人計算機都是伺服器，也都是客戶機，身份平等。但這類應用一直沒有流行起來，主要原因是資源消耗大，知識版權有問題等。區塊鏈就是這種領域的一種軟體應用。

2、區塊鏈是一種全網信息同步的對等網路（P2P）軟體應用

對等網路也有很多應用方式，很多時候，並不要求每台計算機都保持信息一致，大家只存儲自己需要的的信息，需要時再到別的計算機去下載。

但是區塊鏈為了支持比特幣的金融交易，就要求發生的每一筆交易都要寫入到歷史交易記錄中，並向所有安裝比特幣程序的計算機發送變動信息。每一台安裝了比特幣軟體的計算機都保持最新和全部的.比特幣歷史交易信息。

區塊鏈的這個全網同步，全網備份的特徵也就是常說的區塊鏈信息安全，不可更改來源。雖然在實際上依然不是絕對的安全，但當用戶量非常大時，的確在防範信息篡改上有一定安全優勢。

3、區塊鏈是一種利用哈希演算法產生」通證（代幣）」的全網信息同步的對等網路（P2P）軟體應用

區塊鏈的第一個應用是著名的比特幣，討論到比特幣時，經常會提到的一個名詞就是「挖礦」，那麼挖礦到底是什麼呢？

形象的比喻是，區塊鏈程序給礦工（游戲者）256個硬幣，編號分別為1,2,3……256，每進行一次Hash運算，就像拋一次硬幣，256枚硬幣同時拋出，落地後如果正巧編號前70的所有硬幣全部正面向上。礦工就可以把這個數字告訴區塊鏈程序，區塊鏈會獎勵50個比特幣給礦工。

從軟體程序的角度說，比特幣的挖礦就是用哈希SHA256函數構建的數學小游戲。區塊鏈在這個小游戲中首先規定了一種獲獎模式：給出一個256位的哈希數，但這個哈希數的後70位全部是0，然後游戲者（礦工）不斷輸入各種數字給哈希SHA256函數，看用這個函數能不能獲得位數有70個0的數字，找到一個，區塊鏈程序會獎勵50個比特幣給游戲者。實際的挖坑和獎勵要更復雜，但上面的舉例表達了挖礦和獲得比特幣的核心過程。

2009年比特幣誕生的時候，每筆賞金是50個比特幣。誕生10分鍾後，第一批50個比特幣生成了，而此時的貨幣總量就是50。隨後比特幣就以約每10分鍾50個的速度增長。當總量達到1050萬時(2100萬的50%)，賞金減半為25個。當總量達到1575萬(新產出525萬，即1050的50%)時，賞金再減半為12.5個。根據比特幣程序的設計，比特幣總額是2100萬。

從上述介紹看，比特幣可以看做一個基於對等網路架構的猜數小游戲，每次正確的猜數結果獎勵的比特幣信息會傳遞給所有游戲者，並記錄到每個游戲者的歷史資料庫中。

4、區塊鏈技術因比特幣的興起產生的智能合約，通證、ICO與區塊鏈基礎平台

從上面的介紹看，比特幣的技術並不是從天上掉下來的新技術，而是把原來多種互聯網技術，如對等網路架構，路由的全網同步，網路安全的加密技術巧妙的組合在一起，算是一種組合創新的演算法游戲。

由於比特幣通過運作成為可以兌換法幣，購買實物，通過升值獲得暴利，全世界都不淡定了。抱著你能做，我也能做的態度，很多人創造了自己的仿比特幣軟體應用。同時利用政府難以監管對等網路的特點，各種山寨幣與比特幣一起爆發。這其中出現了很多欺詐和潛逃事件，逐步引起各國政府的關注。

區塊鏈基礎平台：用區塊鏈技術框架創建貨幣還是有相當的技術難度，這時區塊鏈基礎平台以太坊等基礎技術平台出現了，讓普通人也可以方便的創建類「比特幣」軟體程序，各顯神通，請人入局挖幣，炒幣，從中獲得利益。

通證或代幣：各家「比特幣」、「山寨幣」如果用哈希演算法創建的猜數小游戲，產生自己的「貨幣」時，這個「貨幣」統稱「通證」或「代幣」。

ICO:由於比特幣和以太幣已經打通與各國法幣的兌換，其他新虛擬幣發幣時，只允許用比特幣和以太幣購買發行的新幣，這樣的發幣過程就叫ICO，ICO的出現放大了比特幣，以太幣的交易量。同時很多ICO項目完全建立在虛無的項目上，導致大量欺詐案例頻發。進一步加深了社會對區塊鏈生成虛擬貨幣的負面認識。

智能合約:可以看做區塊鏈上的一種軟體功能，是輔助區塊鏈上各種虛擬幣交易的程序，具體的功能就像淘寶上支付寶的資金託管一樣，當一方用戶收到的貨物，在支付寶上進行確認後，資金自動支付個給買家貨主，智能合約在比特幣等區塊鏈應用上也是承擔了這個中介支付功能。

三、區塊鏈技術在互聯網中的歷史地位和未來前景

1、區塊鏈處於互聯網技術的什麼位置？是頂層的一種新軟體和架構。

我們在前面的TCP/IP介紹中提到，區塊鏈與瀏覽器、QQ、微信、網路游戲軟體、手機APP等一樣，是互聯網頂層-應用層的一種軟體形式。它的運行依然要靠TCP/IP的架構體系傳輸數據。只是與大部分應用層軟體不同，沒有採用C/S（B/S）的中心軟體架構。而是採用了不常見的對等網路架構，從這一點說，區塊鏈並不能顛覆互聯網基礎結構。

2、區塊鏈想要顛覆誰？想顛覆萬維網的B/S（C/S）結構。

它試圖要顛覆其實是89年年誕生的萬維網B/S,C/S結構。前面說過。由於89年年歐洲物理學家蒂姆· 伯納斯· 李發明萬維網並放棄申請專利。此後近30年中，包括谷歌，亞馬遜，facebook，阿里巴巴，網路，騰訊等公司利用萬維網B/S（C/S）結構，成長為互聯網的巨頭。

在他們的總部，建立了功能強大的中心伺服器集群，存放海量數據，上億用戶從巨頭伺服器中獲取自己需要的數據，這樣也導致後來雲計算的出現，而後互聯網巨頭把自己沒有用完的中心伺服器資源開放出來，進一步吸取企業，政府，個人的數據。中心化的互聯網巨頭對世界，國家，互聯網用戶影響力越來越大。

區塊鏈的目標是通過把數據分散到每個互聯網用戶的計算機上，試圖降低互聯網巨頭的影響力，由此可見區塊鏈真正的對手和想要顛覆的是1990年誕生的B/S（C/S）結構。但能不能顛覆掉，就要看它的技術優勢和瓶頸。

3、區塊鏈的技術缺陷：追求徹底平等自由帶來的困境

區塊鏈的技術缺陷首先來自與它的對等網路架構上，舉個例子，目前淘寶是B/S結構，海量的數據存放在淘寶伺服器集群機房裡，幾億消費者通過瀏覽器到淘寶伺服器網站獲取最新信息和歷史信息。

如果用區塊鏈技術，就是讓幾億人的個人電腦或手機上都保留一份完整的淘寶資料庫，每發生一筆交易，就同步給其他幾億用戶。這在現實中是完全無法實現的。傳輸和存儲的數據量太大。相當於同時建立幾億個淘寶網站運行。

因此區塊鏈無法應用在數據量大的項目上，甚至小一點的網站項目用區塊鏈也會吃力。到2018年，比特幣運行了近10年，積累的交易數據已經讓整個系統面臨崩潰。

於是區塊鏈採用了很多變通方式，如建立中繼節點和閃電節點，這兩個概念同樣會讓人一頭霧水，通俗的說，就是區塊鏈會向它要顛覆的對象B/S結構進行了學習，建立數據伺服器中心成為區塊鏈的中繼節點，也用類瀏覽器的終端訪問，這就是區塊鏈的閃電節點。

這種變動能夠緩解區塊鏈的技術缺陷，但確讓區塊鏈變成它反對的樣子，中心化。由此可見，單純的區塊鏈技術由於技術特徵有重大缺陷，無法像萬維網一樣應用廣泛，如果技術升級，部分採用B/S（C/S）結構,又會使得區塊鏈有了中心化的信息節點，不在保持它誕生時的夢想。

4、從互聯網大腦模型看區塊鏈的未來前景

我們知道互聯網一般是指將世界范圍計算機網路互相聯接在一起的網際網路，在這基礎上發展出覆蓋全世界的全球性互聯網路稱互聯網，即是互相連接一起的網路結構。

從1969年互聯網誕生以來，人類從不同的方向在互聯網領域進行創新，並沒有統一的規劃將互聯網建造成什麼結構，當時間的車輪到達2017年，隨著人工智慧，物聯網，大數據，雲計算，機器人，虛擬現實，工業互聯網等科學技術的蓬勃發展，當人類抬起頭來觀看自己的創造的巨系統，互聯網大腦的模型和架構已經越來越清晰。

通過近20年的發展依託萬維網的B/S,C/S結構，騰訊QQ，微信，Facebook，微博、twitter亞馬遜已經發展出類神經元網路的結構。互聯網設備特別是個人計算機，手機在通過設備上的軟體在巨頭的中心伺服器上映射出個人數據和功能空間，相互加好友交流，傳遞信息。互聯網巨頭通過中心伺服器集群的軟體升級，不斷優化數億台終端的軟體版本。在神經學的體系中，這是一種標準的中樞神經結構。

區塊鏈的誕生提供了另外一種神經元模式，不在巨頭的集中服務中統一管理神經元，而是每台終端，包括個人計算機和個人手機成為獨立的神經元節點，保留獨立的數據空間，相互信息進行同步，在神經學的體系中，這是一種沒有中心，多神經節點的分布式神經結構。

有趣的是，神經系統的發育出現過這兩種不同類型的神經結構。在低等生物中，出現過類區塊鏈的神經結構，有多個功能相同的神經節，都可以指揮身體活動和反應，但隨著生物的進化，這些神經節逐步合並，當進化成為高等生物時，中樞神經出現了，中樞神經中包含大量神經元進行交互。

四、關於區塊鏈在互聯網未來地位的判斷

1、對比特幣的認知：一個基於對等網路架構（P2P）的猜數小游戲，通過高明的金融和輿論運作，成為不受政府監管的」世界性貨幣」。

2、對區塊鏈的認知：一個利用哈希演算法產生」通證（代幣）」的全網信息同步的對等網路(P2P)軟體應用。

3、區塊鏈有特定的用途，如大規模選舉投票，大規模賭博，規避政府金融監管的金融交易等等領域，還是有不可替代的用處。

4、在更多時候，區塊鏈技術會依附於互聯網的B/S,C/S結構，實現功能的擴展，但總體依然屬於互聯網已有技術的補充。對於區塊鏈目前設想的絕大部分應用場景，都是可以用B/S,C/S結構實現，效率可以更高和技術也可以更為成熟。

5、無論是從信息傳遞效率和資源消耗，還是從神經系統進化看，區塊鏈無法成為互聯網的主流架構，更不能成為未來互聯網的顛覆者和革命者。

6、當然B/S,C/S結構發展出來的互聯網巨頭也有其問題，但這些將來可以通過商業的方式，政治的方式逐漸解決。

④ 一種可以取代區塊鏈技術的新架構

區塊鏈技術這幾年實在是太火了，大家都在學習和討論區塊鏈。但是區塊鏈技術目前正在成功的應用只有比特幣等虛擬貨幣。最近阿里巴巴發布了「相互保」產品，獲得廣泛的支持，我本人也加入了。說實在的，盡管「相互保」有阿里的信用進行背書，我比較放心，我還是擔心有人可以以權謀私。盡管網上說「相互保」採用了區塊鏈技術，加上網上公示，應該萬無一失了吧。我網路了一下「相互保公示」，沒有找到入口。即使我找到了公示入口，我也難以找到此遲有效的手段對數據進行核實，或者核實的成本太高。它採用的區塊鏈技術能真的保證其數據不可篡改嗎？其實是值得懷疑的。區塊鏈這種數據結構只是提高了修改數據的難度，而不是不能。以比特幣來說，只要你擁有超過51%的算力，你就可以控制比特幣記賬，這是常識。比特幣之所以讓人比較放心，是因為擁有超過51%的算力成本太高。盡管我沒有仔細研究「相互保」的技術實現，但是有理由相信：因為數據和演算法都在阿里的控制下，阿里其實是可以隨心所欲的修改數據的。

總而言之，區塊鏈技術的設計思想是通過提高數據篡改的成本來保證數據的可信度。難道提高數據的可信度只有這一種方法嗎？本文提出一個新的提高數據可信度的方案，成本更低，可操作性更強。它核心思想是通過降低數據驗證的成本來提高數姿扒禪據的可信度。

 

以阿里「相互保」產品為例，如果任何人可以方便且低成本地審核「相互保」的數據，而且審核方法可以自定義，審核的內容包括數據是否被篡改、記錄對比等。如果再加上有專門的有公信力的審核機構參與審核。應該可以說，「相互保」的可信度比採用區塊鏈技術更高吧。

下圖（Figure 1）列出了這個系統的工作方式，圖的上半部分是需要獲得可信度（或者公信力）的系統，它們都需要實現了OpenAuditable介面（Figure 2），圖的下半部分是開放驗證生態系統。為了後面敘述方便，把實現了OpenAuditable介面的系統簡稱為「可信系統」，「開放驗證生態系統」簡稱為「驗證系統」。

可信系統把數據以安全的方式提供給驗證系統。驗證系統把數據數據保存起來，為以後驗證數據是否被篡改提供依據。如果可信系統提供的數據是加密的，它們應該提供相應的軟體包來操作加密數據。為了便於驗證，可信系統提供的數據應該是部分加密。

以「相互保」為例來說明系統的工作原理：

第一步，「相互保」實現OpenAuditable介面，比如開放RestApi。通過這個API，任何人（也可以限定為參保人）可以獲取「相互保」的可驗證數據，比如參保人名冊，保險發放記錄等。數據建議採用部分加密的方式。比如參保人姓名和省市區等非敏感信息明文存儲，身份證及聯系方式等信息以加密形式存儲。

第二步，驗證系統可以根據OpenAuditable介面進行驗證。驗證系統包括開源社區和各種社會組織和個人，他們可以開發各種驗證演算法和驗證工具，比如可以開發手機App或者網站，考慮到存儲容量的限制，手機App驗證演算法傾向於基於部分數據來驗證，比如隨機抽樣的方式。個人驗證者最感興趣跡塵和可行的驗證方式是核對自己或朋友的部分信息。當然，任何人都可以進行求和等統計操作，也可以提出對某條記錄的質疑（驗證系統可以提供質疑支持，比如投票，公告等）。

 

OpenAuditable架構成功的關鍵有兩個：

如果這個架構獲得社會認可，大量系統將實現這個介面是可以預期的。區塊鏈技術之所以獲得廣泛關注和支持，就是他提供了一種建立信任的機制。如果OpenAuditable架構的成本更低，沒有理由不被廣泛接受，這個問題會在下面章節進行論證。

 

開源社區參與驗證演算法和軟體的開發是可以預期的，看看github上大量的開源項目我們就可以堅信，只要是社會需要的，就有優秀的程序員去實現他。另外，開發和運營驗證軟體也是有利可圖的，即能提高組織或個人的知名度，也可以在App或網站里嵌入廣告來獲利。

OpenAuditable架構比區塊鏈技術的優勢有以下幾個：

1.  驗證系統是基於開放標準的中立系統，比起「相互保」這類靠自律的系統，更加可信。況且任何人都可基於標准製作自己的驗證演算法和工具，

2.  一個演算法或軟體可以驗證多個或所有可信系統，節約了社會資源

3.  比特幣每秒能夠進行大約7筆轉賬（2017年數據），而支付寶每秒可以完成10萬筆交易。基於區塊鏈技術的分布式系統，性能是個嚴重瓶頸。OpenAuditable架構是在現有的中心化系統上加上開放和中立的驗證系統，可以在不降低中心化系統的處理效率的前提下，提高系統的可信度。

OpenAuditable開放標準是系統核心，本作者創建的開源項目：https://github.com/dwchen1999/OpenAuditable，希望和眾多參與者一起制定介面。希望更多開發者參與開源系統的驗證演算法和軟體。

 

⑤ 【深度知識】區塊鏈之加密原理圖示(加密,簽名)

先放一張以太坊的架構圖：

在學習的過程中主要是採用單個模塊了學習了解的，包括P2P,密碼學，網路，協議等。直接開始總結：

秘鑰分配問題也就是秘鑰的傳輸問題，如果對稱秘鑰，那麼只能在線下進行秘鑰的交換。如果在線上傳輸秘鑰，那就有可能被攔截。所以採用非對稱加密，兩把鑰匙，一把私鑰自留，一把公鑰公開。公鑰可以在網上傳輸。不用線下交易。保證數據的安全性。

如上圖，A節點發送數據到B節點，此時採用公鑰加密。A節點從自己的公鑰中獲取到B節點的公鑰對明文數據加密，得到密文發送給B節點。而B節點採用自己的私鑰解密。

2、無法解決消息篡改。

如上圖，A節點採用B的公鑰進行加密，然後將密文傳輸給B節點。B節點拿A節點的公鑰將密文解密。

1、由於A的公鑰是公開的，一旦網上黑客攔截消息，密文形同虛設。說白了，這種加密方式，只要攔截消息，就都能解開。

2、同樣存在無法確定消息來源的問題，和消息篡改的問題。

如上圖，A節點在發送數據前，先用B的公鑰加密，得到密文1，再用A的私鑰對密文1加密得到密文2。而B節點得到密文後，先用A的公鑰解密，得到密文1，之後用B的私鑰解密得到明文。

1、當網路上攔截到數據密文2時， 由於A的公鑰是公開的，故可以用A的公鑰對密文2解密，就得到了密文1。所以這樣看起來是雙重加密，其實最後一層的私鑰簽名是無效的。一般來講，我們都希望簽名是簽在最原始的數據上。如果簽名放在後面，由於公鑰是公開的，簽名就缺乏安全性。

2、存在性能問題，非對稱加密本身效率就很低下，還進行了兩次加密過程。

如上圖，A節點先用A的私鑰加密，之後用B的公鑰加密。B節點收到消息後，先採用B的私鑰解密，然後再利用A的公鑰解密。

1、當密文數據2被黑客攔截後，由於密文2隻能採用B的私鑰解密，而B的私鑰只有B節點有，其他人無法機密。故安全性最高。
2、當B節點解密得到密文1後， 只能採用A的公鑰來解密。而只有經過A的私鑰加密的數據才能用A的公鑰解密成功，A的私鑰只有A節點有，所以可以確定數據是由A節點傳輸過來的。

經兩次非對稱加密，性能問題比較嚴重。

基於以上篡改數據的問題，我們引入了消息認證。經過消息認證後的加密流程如下：

當A節點發送消息前，先對明文數據做一次散列計算。得到一個摘要, 之後將照耀與原始數據同時發送給B節點。當B節點接收到消息後，對消息解密。解析出其中的散列摘要和原始數據，然後再對原始數據進行一次同樣的散列計算得到摘要1, 比較摘要與摘要1。如果相同則未被篡改，如果不同則表示已經被篡改。

在傳輸過程中，密文2隻要被篡改，最後導致的hash與hash1就會產生不同。

無法解決簽名問題，也就是雙方相互攻擊。A對於自己發送的消息始終不承認。比如A對B發送了一條錯誤消息，導致B有損失。但A抵賴不是自己發送的。

在(三)的過程中，沒有辦法解決交互雙方相互攻擊。什麼意思呢？ 有可能是因為A發送的消息，對A節點不利，後來A就抵賴這消息不是它發送的。

為了解決這個問題，故引入了簽名。這里我們將(二)-4中的加密方式，與消息簽名合並設計在一起。

在上圖中，我們利用A節點的私鑰對其發送的摘要信息進行簽名，然後將簽名+原文，再利用B的公鑰進行加密。而B得到密文後，先用B的私鑰解密，然後 對摘要再用A的公鑰解密，只有比較兩次摘要的內容是否相同。這既避免了防篡改問題，有規避了雙方攻擊問題。因為A對信息進行了簽名，故是無法抵賴的。

為了解決非對稱加密數據時的性能問題，故往往採用混合加密。這里就需要引入對稱加密，如下圖:

在對數據加密時，我們採用了雙方共享的對稱秘鑰來加密。而對稱秘鑰盡量不要在網路上傳輸，以免丟失。這里的共享對稱秘鑰是根據自己的私鑰和對方的公鑰計算出的，然後適用對稱秘鑰對數據加密。而對方接收到數據時，也計算出對稱秘鑰然後對密文解密。

以上這種對稱秘鑰是不安全的，因為A的私鑰和B的公鑰一般短期內固定，所以共享對稱秘鑰也是固定不變的。為了增強安全性，最好的方式是每次交互都生成一個臨時的共享對稱秘鑰。那麼如何才能在每次交互過程中生成一個隨機的對稱秘鑰，且不需要傳輸呢？

那麼如何生成隨機的共享秘鑰進行加密呢？

對於發送方A節點，在每次發送時，都生成一個臨時非對稱秘鑰對，然後根據B節點的公鑰 和 臨時的非對稱私鑰 可以計算出一個對稱秘鑰(KA演算法-Key Agreement)。然後利用該對稱秘鑰對數據進行加密，針對共享秘鑰這里的流程如下：

對於B節點，當接收到傳輸過來的數據時，解析出其中A節點的隨機公鑰，之後利用A節點的隨機公鑰 與 B節點自身的私鑰 計算出對稱秘鑰(KA演算法)。之後利用對稱秘鑰機密數據。

對於以上加密方式，其實仍然存在很多問題，比如如何避免重放攻擊(在消息中加入 Nonce )，再比如彩虹表(參考 KDF機制解決 )之類的問題。由於時間及能力有限，故暫時忽略。

那麼究竟應該採用何種加密呢？

主要還是基於要傳輸的數據的安全等級來考量。不重要的數據其實做好認證和簽名就可以，但是很重要的數據就需要採用安全等級比較高的加密方案了。

密碼套件 是一個網路協議的概念。其中主要包括身份認證、加密、消息認證(MAC)、秘鑰交換的演算法組成。

在整個網路的傳輸過程中，根據密碼套件主要分如下幾大類演算法：

秘鑰交換演算法：比如ECDHE、RSA。主要用於客戶端和服務端握手時如何進行身份驗證。

消息認證演算法：比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用於消息摘要。

批量加密演算法：比如AES, 主要用於加密信息流。

偽隨機數演算法：例如TLS 1.2的偽隨機函數使用MAC演算法的散列函數來創建一個 主密鑰 ——連接雙方共享的一個48位元組的私鑰。主密鑰在創建會話密鑰（例如創建MAC）時作為一個熵來源。

在網路中，一次消息的傳輸一般需要在如下4個階段分別進行加密，才能保證消息安全、可靠的傳輸。

握手/網路協商階段：

在雙方進行握手階段，需要進行鏈接的協商。主要的加密演算法包括RSA、DH、ECDH等

身份認證階段：

身份認證階段，需要確定發送的消息的來源來源。主要採用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密，DSA簽名)等。

消息加密階段：

消息加密指對發送的信息流進行加密。主要採用的加密方式包括DES、RC4、AES等。

消息身份認證階段/防篡改階段：

主要是保證消息在傳輸過程中確保沒有被篡改過。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。

ECC ：Elliptic Curves Cryptography，橢圓曲線密碼編碼學。是一種根據橢圓上點倍積生成 公鑰、私鑰的演算法。用於生成公私秘鑰。

ECDSA ：用於數字簽名,是一種數字簽名演算法。一種有效的數字簽名使接收者有理由相信消息是由已知的發送者創建的，從而發送者不能否認已經發送了消息(身份驗證和不可否認)，並且消息在運輸過程中沒有改變。ECDSA簽名演算法是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，最後簽名出來的值也是分為r,s。 主要用於身份認證階段 。

ECDH ：也是基於ECC演算法的霍夫曼樹秘鑰，通過ECDH，雙方可以在不共享任何秘密的前提下協商出一個共享秘密，並且是這種共享秘鑰是為當前的通信暫時性的隨機生成的，通信一旦中斷秘鑰就消失。 主要用於握手磋商階段。

ECIES： 是一種集成加密方案,也可稱為一種混合加密方案，它提供了對所選擇的明文和選擇的密碼文本攻擊的語義安全性。ECIES可以使用不同類型的函數：秘鑰協商函數(KA)，秘鑰推導函數(KDF)，對稱加密方案(ENC)，哈希函數(HASH), H-MAC函數(MAC)。

ECC 是橢圓加密演算法，主要講述了按照公私鑰怎麼在橢圓上產生，並且不可逆。 ECDSA 則主要是採用ECC演算法怎麼來做簽名， ECDH 則是採用ECC演算法怎麼生成對稱秘鑰。以上三者都是對ECC加密演算法的應用。而現實場景中，我們往往會採用混合加密(對稱加密，非對稱加密結合使用，簽名技術等一起使用)。 ECIES 就是底層利用ECC演算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非對稱加密，對稱加密和簽名的功能。

<meta charset="utf-8">

這個先訂條件是為了保證曲線不包含奇點。

所以，隨著曲線參數a和b的不斷變化，曲線也呈現出了不同的形狀。比如:

所有的非對稱加密的基本原理基本都是基於一個公式 K = k G。其中K代表公鑰，k代表私鑰，G代表某一個選取的基點。非對稱加密的演算法 就是要保證 該公式 不可進行逆運算( 也就是說G/K是無法計算的 )。 *

ECC是如何計算出公私鑰呢？這里我按照我自己的理解來描述。

我理解，ECC的核心思想就是：選擇曲線上的一個基點G，之後隨機在ECC曲線上取一個點k(作為私鑰)，然後根據k G計算出我們的公鑰K。並且保證公鑰K也要在曲線上。*

那麼k G怎麼計算呢？如何計算k G才能保證最後的結果不可逆呢？這就是ECC演算法要解決的。

首先，我們先隨便選擇一條ECC曲線，a = -3, b = 7 得到如下曲線：

在這個曲線上，我隨機選取兩個點，這兩個點的乘法怎麼算呢？我們可以簡化下問題，乘法是都可以用加法表示的，比如2 2 = 2+2，3 5 = 5+5+5。 那麼我們只要能在曲線上計算出加法，理論上就能算乘法。所以，只要能在這個曲線上進行加法計算，理論上就可以來計算乘法，理論上也就可以計算k*G這種表達式的值。

曲線上兩點的加法又怎麼算呢？這里ECC為了保證不可逆性，在曲線上自定義了加法體系。

現實中，1+1=2，2+2=4，但在ECC演算法里，我們理解的這種加法體系是不可能。故需要自定義一套適用於該曲線的加法體系。

ECC定義，在圖形中隨機找一條直線，與ECC曲線相交於三個點(也有可能是兩個點)，這三點分別是P、Q、R。

那麼P+Q+R = 0。其中0 不是坐標軸上的0點，而是ECC中的無窮遠點。也就是說定義了無窮遠點為0點。

同樣，我們就能得出 P+Q = -R。 由於R 與-R是關於X軸對稱的，所以我們就能在曲線上找到其坐標。

P+R+Q = 0, 故P+R = -Q , 如上圖。

以上就描述了ECC曲線的世界裡是如何進行加法運算的。

從上圖可看出，直線與曲線只有兩個交點，也就是說 直線是曲線的切線。此時P,R 重合了。

也就是P = R, 根據上述ECC的加法體系，P+R+Q = 0, 就可以得出 P+R+Q = 2P+Q = 2R+Q=0

於是乎得到 2 P = -Q (是不是與我們非對稱演算法的公式 K = k G 越來越近了)。

於是我們得出一個結論，可以算乘法，不過只有在切點的時候才能算乘法，而且只能算2的乘法。

假若 2 可以變成任意個數進行想乘，那麼就能代表在ECC曲線里可以進行乘法運算，那麼ECC演算法就能滿足非對稱加密演算法的要求了。

那麼我們是不是可以隨機任何一個數的乘法都可以算呢？ 答案是肯定的。 也就是點倍積 計算方式。

選一個隨機數 k, 那麼k * P等於多少呢？

我們知道在計算機的世界裡，所有的都是二進制的，ECC既然能算2的乘法，那麼我們可以將隨機數k描 述成二進制然後計算。假若k = 151 = 10010111

由於2 P = -Q 所以 這樣就計算出了k P。 這就是點倍積演算法 。所以在ECC的曲線體系下是可以來計算乘法，那麼以為這非對稱加密的方式是可行的。

至於為什麼這樣計算 是不可逆的。這需要大量的推演，我也不了解。但是我覺得可以這樣理解：

我們的手錶上，一般都有時間刻度。現在如果把1990年01月01日0點0分0秒作為起始點，如果告訴你至起始點為止時間流逝了 整1年，那麼我們是可以計算出現在的時間的，也就是能在手錶上將時分秒指針應該指向00：00：00。但是反過來，我說現在手錶上的時分秒指針指向了00：00：00,你能告訴我至起始點算過了有幾年了么？

ECDSA簽名演算法和其他DSA、RSA基本相似，都是採用私鑰簽名，公鑰驗證。只不過演算法體系採用的是ECC的演算法。交互的雙方要採用同一套參數體系。簽名原理如下：

在曲線上選取一個無窮遠點為基點 G = (x,y)。隨機在曲線上取一點k 作為私鑰， K = k*G 計算出公鑰。

簽名過程：

生成隨機數R, 計算出RG.

根據隨機數R,消息M的HASH值H,以及私鑰k, 計算出簽名S = (H+kx)/R.

將消息M,RG,S發送給接收方。

簽名驗證過程：

接收到消息M, RG,S

根據消息計算出HASH值H

根據發送方的公鑰K,計算 HG/S + xK/S, 將計算的結果與 RG比較。如果相等則驗證成功。

公式推論：

HG/S + xK/S = HG/S + x(kG)/S = (H+xk)/GS = RG

在介紹原理前，說明一下ECC是滿足結合律和交換律的，也就是說A+B+C = A+C+B = (A+C)+B。

這里舉一個WIKI上的例子說明如何生成共享秘鑰，也可以參考 Alice And Bob 的例子。

Alice 與Bob 要進行通信，雙方前提都是基於 同一參數體系的ECC生成的 公鑰和私鑰。所以有ECC有共同的基點G。

生成秘鑰階段：

Alice 採用公鑰演算法 KA = ka * G ，生成了公鑰KA和私鑰ka, 並公開公鑰KA。

Bob 採用公鑰演算法 KB = kb * G ，生成了公鑰KB和私鑰 kb, 並公開公鑰KB。

計算ECDH階段：

Alice 利用計算公式 Q = ka * KB 計算出一個秘鑰Q。

Bob 利用計算公式 Q' = kb * KA 計算出一個秘鑰Q'。

共享秘鑰驗證：

Q = ka KB = ka * kb * G = ka * G * kb = KA * kb = kb * KA = Q'

故 雙方分別計算出的共享秘鑰不需要進行公開就可採用Q進行加密。我們將Q稱為共享秘鑰。

在以太坊中，採用的ECIEC的加密套件中的其他內容：

1、其中HASH演算法採用的是最安全的SHA3演算法 Keccak 。

2、簽名演算法採用的是 ECDSA

3、認證方式採用的是 H-MAC

4、ECC的參數體系採用了secp256k1, 其他參數體系 參考這里

H-MAC 全程叫做 Hash-based Message Authentication Code. 其模型如下：

在 以太坊 的 UDP通信時(RPC通信加密方式不同)，則採用了以上的實現方式，並擴展化了。

首先，以太坊的UDP通信的結構如下：

其中，sig是 經過 私鑰加密的簽名信息。mac是可以理解為整個消息的摘要， ptype是消息的事件類型，data則是經過RLP編碼後的傳輸數據。

其UDP的整個的加密，認證，簽名模型如下：

⑥ 區塊鏈火了……可到底什麼是區塊鏈

區塊鏈火了……可到底什麼是區塊鏈
什麼是區塊鏈？
在網路上，區塊鏈的定義是：
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。
……What？請說人話，謝謝！

區塊鏈本質上是一個去中心化的資料庫，這句話是重點。我們先來說說什麼是去中心化。
舉個我們大家比較熟悉的例子，小王想找小周借一筆錢，但是小王借錢不還怎麼辦？這時候銀行大爺就出來了，人們通過銀行完成借錢的過程。這里銀行扮演的就是一個中心的信用中介，就和你去淘寶買東西一樣，淘寶這里扮演的也是一個中心中介平台。去中心化就是不通過銀行直接完成交易，但是沒有信用中心，怎麼保障交易的安全性？
這個時候小王想了一個法子，他直接在人群中大喊：小王借了小周500塊。於是人群中每一個聽到的人，張三、李四、王五、趙六都表示：我聽到了，小王借了小周500塊。並把這句話記在自己的個人賬本上，每個賬本按照規則連在一起，小王想要賴賬就是不可能的。
最後那個公認的賬本也只會增加，不會減少。後續加入的路人都會從公認的賬本那裡繼續記賬。

圖片來自知乎用戶——汪樂-LaiW3n
總的說來，區塊鏈是一個分布式的公共賬本，任何人都可以對這個公共賬本進行核查，但不存在一個單一的用戶可以對它進行控制。在區塊鏈系統中的參與者們，會共同維持賬本的更新：它只能按照嚴格的規則和共識來進行修改，這背後有非常精妙的設計。

很多人把區塊鏈等同於比特幣，其實不是的。區塊鏈技術是比特幣的底層技術，比特幣在沒有任何中心化機構運營和管理的情況下，多年運行非常穩定，沒有出現過任何問題，所以有人注意到了它的底層技術，把比特幣技術抽象提取出來，稱之為區塊鏈技術，或者分布式賬本技術。
比特幣只是區塊鏈技術的一個成功應用罷了。另外還有很多人把ICO和區塊鏈劃等號也是錯誤的，區塊鏈只是一種技術，而ICO是通過這一技術完成的項目。

區塊鏈有多火
其實區塊鏈作為比特幣的底層架構早就被人們熟知，為什麼2018才過兩個星期又爆火，這就不得不提到著名投資人徐小平了。
徐小平早前在內部微信群中鼓勵擁抱區塊鏈革命的一段話火了：
「這是一場順之者昌，逆之者亡的偉大技術革命，對傳統的顛覆，將比互聯網、移動互聯網來得更加迅猛、徹底。」

在結束這段發言後，他叮囑不要外傳。當然，話還是外傳了，隨即而來的是關於區塊鏈的持續討論。
一時間，只要是和「區塊鏈」沾邊的上市公司，股價都開始大漲。
連此前已經「垂死病中」的柯達都「驚坐起」了——在宣布進軍區塊鏈領域，推出虛擬貨幣「柯達幣」後，柯達的股價飆升了約120%。港股市場甚至出現了一則讓人哭笑不得的消息：一家名叫「坪山茶葉」的公司宣布改名為區塊鏈集團，在A股區塊鏈概念大炒作的背景下，竟然也上漲了23%。

從專業投資人到大媽，區塊鏈成為資本加持乃至街談巷議的「網紅」。區塊鏈的網路指數也是成飆升的狀態。

值不值得投資？
那麼「區塊鏈」究竟值不值得投資呢？來看看「大佬」們的表態吧：
Facebook 創始人扎克伯格：將探索加密技術和虛擬加密貨幣在 Facebook 中的應用。
真格基金創始人徐小平：all in 區塊鏈，建議各大創業者們，在立身自身業務的同時，要了解區塊鏈，理解 ICO，進入區塊鏈時代。對區塊鏈不要有懷疑，不要有遲疑，立即動員全體員工擁抱區塊鏈。
摩根大通董事長兼 CEO 傑米·戴蒙：比特幣是欺詐行為，但贊賞其背後的區塊鏈技術。區塊鏈是一種技術，一種很棒的技術。我們會使用區塊鏈，而區塊鏈將在許多方面帶來作用。
巴菲特（據媒體報道）：幾乎可以肯定數字貨幣最終將以悲劇告終，我自己永遠不會持有任何數字貨幣。但是悲劇以什麼樣的形式出現，我並不清楚。比特幣是個「不折不扣的泡沫」，因為我們無法衡量到底比特幣該有什麼樣的價格。這種資產不能創造價值，所以它根本就沒有意義，就是一個泡沫。
索羅斯：1億美元投資OVERSTOCK，後者為基於區塊鏈股權交易所。
關於區塊鏈的傳說，都流淌著一夜暴富的人類終極夢想：有人買了幾十萬比特幣，忘掉了密碼，迎接他的是幾百億的資產，不知道明天和意外哪個先來。
但是不要忘記區塊鏈只是一種技術，技術是中性的，但決定技術的方向和結局的還是人性。目前區塊鏈技術尚處於萌芽期，很多項目尚未落地，就像襁褓中的嬰兒，經不起不切實際地追捧或棒殺，也經不起各種未經證實的炒作和貼標簽。
最壞的後果就是：一心想著買幣賺錢，最後只能變成被人割的韭菜。

⑦ 到底什麼是區塊鏈區塊鏈就是虛擬幣

我來通俗的給你講一下區塊鏈吧，不需 用什麼高深的專業術語，因為那樣太難懂了，我給你打個比方吧，保證你一看就懂。

中國的麻將可以理解成區塊鏈，假如你們四個ABCD要去打麻將，誰招呼的呢？A招呼的，那麼A就是這個區塊的發起者，A負責了找麻將館，組織人員A可以邀請BCD，也可以是B邀請C、C邀請D，這沒關系。

abcd湊在了一家麻將館，開始打麻將，麻將機洗牌、abcd摸牌、打牌的過程可以理解成區塊鏈中的類似於比特幣的挖礦階段。

每個人手裡牌都是不一樣的，就相當於區塊裡面的演算法，但是有一個目標，都是為了胡去的，其中，A胡了，bcd啥也沒說，一看就都知道A贏了，這叫區塊鏈中的共識機制。

A胡了，A推倒麻將後，bcd都知道A怎麼糊的，並且記在了心裡，假如A這把贏了10塊錢，其中AbCD都知道A贏了10塊錢，這就叫區塊鏈裡面的分布式記賬。

玩麻將的都知道怎樣的麻將排列就可以胡，大家也都知道什麼牌可以翻倍，那麼這就可以理解為區塊鏈中的智能合約。

A最後胡牌的牌面，在A推倒後大家都知道了，誰也不能篡改這個結果，因為大家都看著呢，這就可以理解成區塊鏈之中的不可篡改性。

A宣布胡了之後，大家並沒有再去找另外一個人，比如E、F、G...來驗證，B贏了後也是這樣...沒有一個監管機構可以控制他們，都是他們自己管自己，這就是區塊鏈裡面的去中心化。

以此類推，abcd這四個哥們玩了一天的麻將，每一把的輸贏abcd都記錄了下來，不管他們用什麼方式，腦子記憶也好，視頻記錄也好，筆記也好，他們打的越多，越能體現區塊鏈的不可篡改性、去中心化性、分布式記賬、共識性... ...

講到這里，你基本上就懂了啥是區塊鏈了吧，是不很簡單！

第二個問題 ，區塊鏈並不是虛擬貨幣，虛擬貨幣只是運用了區塊鏈技術的一部分。

很多人認為虛擬貨幣就是區塊鏈，比特幣就是區塊鏈，這其實是錯誤的。只是比特幣的聞名讓區塊鏈進入了大眾視野而已。

中本聰運用區塊鏈技術發明了比特幣，並且他將比特幣定義為一種點對點的電子現金系統，「電子現金」一詞表明中本聰想要發明的並不僅僅是一個支付系統，而是一套有著獨立貨幣哲學的貨幣系統。

如今炒的火熱的虛擬貨幣，還有挖礦等，被很多部門和國家所抵制，其根本目的並不是說浪費資源、電力等，而是因為擁有區塊鏈技術的虛擬貨幣已經顛覆了傳統金融，很容易造成傳統金融的奔潰，我之前的問答里有講過這方面的內容，這里就不累贅了。

可以說，中本聰及他發明的比特幣是區塊鏈的先驅，是中本聰把區塊鏈技術帶進了大家的視野。區塊鏈技術的應用還是很廣泛的，金融、醫療、服務業、大數據安全...

說一說這個大數據吧，眾所周知，因為大數據安全最近的滴滴事件影響還是蠻大的，如果是運用區塊鏈技術裡面的去中心化，個人數據可以通過區塊鏈得到自己保存自己的數據，何來的數據泄露呢？現在 社會 ，隨著 科技 的進步，只要是你玩手機連網的，你就沒有什麼數據安全所言，你的個人信息早已經被泄漏的體無完膚了，所以說區塊鏈技術是 社會 進步的必然趨勢。

關於區塊鏈就講這些吧，希望你可以從中學到一些東西，大家平時也可以多關注關注區塊鏈的技術，提高自己的認知水平。（個人純手工碼字）

區塊鏈是一種底層技術，這個技術可以發行虛擬幣

區塊鏈是一種技術，是一種分布式去中心化的技術，這種技術可以應用到存儲。 區塊鏈並不是虛擬幣，虛擬幣只是用區塊鏈技術做的數字貨幣，現在區塊鏈與數字貨幣的聯系打個比方，比如你在某鏈上做一個dapp的應用商城，那麼你就可以發行一種關於這個商城的代幣。

區塊鏈與虛擬幣真正的聯系

現在追求的是區塊鏈技術的應用，你開發一條公鏈，在這條公鏈上建設很多商城，金融，defi，房地產， 旅遊 這樣的dapp,這樣這條公鏈才有了價值，隨之這條公鏈發型的代幣有了價值，就好比現在的以太坊，pi network

現在網上有太多的所謂「區塊鏈數字貨幣」，我們看虛擬幣是看它所在的公鏈可以解決什麼問題，有什麼價值，而不是盲目地去炒作，說區塊鏈是底層技術的，我想是只知道區塊鏈的皮毛。

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作者：冷冷的觀點

區塊鏈是一種技術，比特幣這樣的虛擬貨幣是區塊鏈上應用產物。我的主頁有跟多的視頻解釋哦。

2008年由「中本聰」第一次在比特幣中提出了區塊鏈的概念， 比特幣是一種點對點的電子現金系統 ，是最早也是最有名的區塊鏈實施項目。

一般來說，區塊鏈是一個由分布式網路中的節點維護的不可篡改的賬本。這些節點通過執行被共識協議驗證過的交易來各自維護一個賬本的副本，賬本以區塊的形式存在，每個區塊通過哈希和之前的區塊相連。

區塊鏈不等於虛擬幣

區塊鏈不是虛擬幣，虛擬幣是區塊鏈技術的一種應用。這么說吧，區塊鏈就是互聯網，虛擬幣是搜狐網或者騰訊網。區塊鏈是基礎設施，也是未來網路的基礎架構，是中國的國家戰略技術，目前已經被推到風口浪尖，下一步的信息化都是基於區塊鏈的。

區塊鏈就是一個分布式數據存儲，點對點傳輸，共識機制的一種計算機模型，在通俗一點理解，區塊鏈就是一個去中心化的資料庫，這一項技術怎麼用價值體現出來？在共識機制下形成了一個對區塊鏈這種技術的東西給一個特定的代幣，就是BTC

區塊鏈：區塊鏈就是一個分布式賬本，通過去中心化、去信任的方式集中維護一個可靠的資料庫。以支付寶交易為例，傳統的交易方式是買家在淘寶平台購買商品，然後將購買商品的錢打到支付寶這個中介平台，待賣方發貨以及買方確認收到貨之後，再由買方通知支付寶將錢打到賣方賬戶。但區塊鏈技術支撐的交易模式完全不同，買家和賣家可直接進行交易，不需要通過任何中間平台做信用交易，交易後系統通過廣播的形式將交易信息發布到P2P網路中，所有收到交易信息的節點或主機會在確認信息無誤後記錄下這筆交易。虛擬幣：互聯網上的虛擬貨幣，如比特幣（BTC）、福源幣（FTC）萊特貨幣（LTC）等，比特幣是一種由開源的P2P軟體產生的電子貨幣，也有人將比特幣意譯為「比特金」，是一種網路虛擬貨幣。主要用於互聯網金融投資。

區塊鏈是一種新型互聯網應用技術，其中運用分布式存儲、密碼學、智能合約、共識演算法等新興技術的應用，可以說是對現有的互聯網協議進行創新的一種新的數據間的傳輸方法。目前區塊鏈技術在不斷迭代

1、區塊鏈1.0，象徵比特幣的誕生；正式有了比特幣才有了區塊鏈技術的發展

2、區塊鏈2.0，以太坊去中心化應用平台，以太坊引入智能合約的應用，代表著區塊鏈技術新時代的開始；現在所有人的都可以在以太坊上創建項目，這幾年也出現了不少好項目的落地

3、區塊鏈3.0，DeFi開啟去中心化金融時代，DeFi項目利用智能合約技術實現了傳統金融機構的各種功能，如衍生品、借貸、交易、理財、 資產管理、和保險等。目前對於DEFI的褒貶不一，這需要時間去驗證

而區塊鏈雖然起源於比特幣，就像互聯網剛出現時的第一台電腦，而比特幣主要用於是礦工的挖礦獎勵

⑧ eos是什麼幣

區塊鏈幣。

EOS幣即為商用分布式應用設計的一款區塊鏈操作系統，EOS是引入的一種新的區塊鏈架構，旨在實現個布式應用的性能擴展，被稱為區塊鏈3.0。E0S是相當有投資價值的，基本得到幣圈共識，也可以說是虛擬貨幣的三架馬車。

(8)虛擬貨幣區塊連架構圖擴展閱讀：

注意事項：

區塊鏈技術還處於一個早期的階段，不僅尚未形成統一的技術標准，而且各種技術方案還在快速發展中。但是對於區塊鏈技術的可擴展性，還沒有經過大規模的實踐考驗，現在主要還停留在原型設計階段。因此在未來較短時間內，區塊鏈的上鏈速度還存在問題，暫時無法滿足大規模商業應用。

市場上各種虛擬貨幣，存在泡沫，投資須謹慎：虛擬貨幣本身並不是真正的貨幣，盡管虛擬貨幣採用了區塊鏈的源頭技術，但它既無國家力量背書，也無實際使用價值。

⑨ 區塊鏈架構設計

區塊鏈作為一種架構設計的實現，與基礎語言或平台等差別較大。區塊鏈是加密貨幣背後的技術，是當下與VR虛擬現實等比肩的熱門技術之一，本身不是新技術，類似Ajax，可以說它是一種技術架構，所以我們乎讓辯從架構設計的歲缺角度談談區塊鏈的技術實現。無論你擅長什麼編程語言，都能夠參考這種設計去實現一款區塊鏈產品。與此同時，梳理與之相關的知識圖譜和體系，幫助大家系統去學習研究。

從架構設計上來說，區塊鏈可以簡單的分為三個層次，協議層、滑塵擴展層和應用層。其中，協議層又可以分為存儲層和網路層，它們相互獨立但又不可分割。