安士百科区块链知识问答精选一文入门区块链(上篇)

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百问百答汇集了较为全面的区块链方面的知识点,内容专业丰富而又简单易懂。本文从百问百答中精选了一批最受关注的知识点,一文让大家基本入门。

2008年美国爆发金融危机并迅速扩散到全球,对以银行为代表的传统金融体系的信任危机也愈演愈烈。

比特币就是在这样的背景下诞生的。2008年10月31日,一名自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的神秘人物向「加密货币邮件组」成员发送了比特币白皮书(《比特币:一种点对点的电子现金系统》),区块链这一概念在该白皮书中首次被提出。

区块链是一种分布式的、加密安全的数据库结构,它允许网络参与者在不需要中介的情况下建立交易数据的可信且不可变的记录。

区块链已证明自己是安全协调数据的卓越解决方案,但它们还有更多功能,包括代币化、激励设计、抗攻击和降低交易对手风险。

区块是比特币网络的一部分,交易数据永久存储其中。此外,这些块始终是连续的,并且新数据会被添加到最新的块中。

简而言之,它是一个固定大小的记录簿。一旦一个块完成,就会生成一个新块,然后将其附加到块链上。这就是“区块”链名称的由来。

由于区块是一个文件,因此交易数据会保留在文件中,直到它变满为止。它们以线性方式列出并相互连接,以便最新块与前一个块相连。为了识别块,使用数学函数生成哈希值。

当区块链网络中发生数字交易时,它与在同一时间范围内发生的其他交易一起组成一个加密安全的“区块”,然后将该块广播到区块链网络。

区块链网络由验证和中继交易信息的节点或参与者组成。交易区块由称为矿工的参与者验证,他们使用计算能力解决密码难题并验证交易区块。第一个解决和验证区块的矿工将获得奖励。每个已验证的块都连接到先前已验证的块,从而创建一个块链。

比特币的交易记录会保存在数据区块之中,比特币系统中大约每10分钟会产生一个区块,每个数据区块一般包含区块头(Header)和区块体(Body)两部分。

区块链的一个重要加密基础是哈希函数。散列将固定值分配给输入到系统中的字符串。区块链散列能力产生了一个确定性、可快速计算和抗原像的系统。

Hash,一般学术界翻译做“散列”,程序员直接音译为“哈希”,它的操作是把任意长度的输入(又叫做预映射pre-image)通过散列算法变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。

哈希一般的实际应用被称为安全散列算法(缩写为SHA),SHA家族的五个算法,分别是SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384,和SHA-512,后几个一般也可以统称为SHA-2,由美国国家安全局(NSA)所设计,并由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布;是美国的政府标准。也是众多互联网和电子产品的密钥门神。

比特币采用的SHA-256属于SHA-2的256位用法,计算能力的飞速发展导致我们的基础算法必须不断改进,才能适应生产环境的需要同时避免潜在的安全风险,后来的各类加密货币采用了更多更难破解的加密算法。

去中心化就是指区块链每个节点都存储数据交易中所有数据,网络中的传输内容和交易数据不再需要通过某个中心化服务器进行,数据也不再存储在中心化服务器上,这样可以防止因中心化服务器权力过大而引起的风险。

另外,每个节点不仅会参与数据存储,还会验证其他节点记录信息的正确性。只有当某个记录的正确性被大部分节点认同,或者所有节点的对比结果一致时,它才可以被写入链中。

根据应用场景的不同,可以有完全去中心、多中心和弱中心。公有链,就是完全去中心化的架构,比如比特币网络;联盟链往往是由多个机构共同构建管理,是介于公有链和私有链之间的一种账本结构,去中心化程度居中,比如银行之间做的支付交易、跨境支付交易等,实际上是几个银行之间构建一个联盟链;而私有链往往是由企业服务内部构建的,区块链的共识机制、验证、读取等行为均由一个实体控制并只对实体内部开放,这种架构的中心化程度就是偏高的。

区块链网络中,每个参与节点都保存一份完整的交易历史记录,这样,任何一个节点想篡改这些历史记录,别的节点都可以拿出自己的数据备份进行证伪。哈希算法,可以保证任何交易都不能被篡改,因为一经修改,整条链都会变化。

共识机制的重要作用之一是使得修改大量区块的成本极高,因此篡改数据几乎是不可能的。以采用工作量证明的区块链网络(比如比特币、以太坊)为例,只有控制 51% 的算力以上才可能重新生成所有区块以篡改数据。

但是,破坏数据并不符合拥有大算力的玩家的自身利益且基本没有可能来实现,这种实用设计增强了区块链上的数据可靠性。

区块链系统是公开透明的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块中的数据经处理后被公开在区块链上,意味着所有的交易信息都是公开可见的。

任何人或节点都可以通过公开的接口查询区块链数据记录或者开发相关应用,这是区块链系统值得信任的基础。

匿名性,就是指区块链利用密码学的隐私保护机制,可以根据不同的应用场景来保护交易人的隐私信息。

通过密码学的隐私保护机制,区块链技术解决了节点间的信任问题。因为节点之间的交换可以遵循固定的算法,并且区块链中的程序规则会在数据进行交互活动时自行判断活动的有效性,所以链上的数据存储和交互可以在匿名而非基于地址和个人身份的情况下进行。无须通过公开身份的方式即可让对方对自己产生信任,这对信用的累积是非常有帮助的。

共识算法可以理解为是为了实现分布式一致性协议而产生的一系列流程与规则。共识算法在区块链中大量使用,因为它们使未知节点的网络能够就通过区块链存储或共享的数据达成共识。

在有虚拟货币体系的区块链识算法类型主要有POW(工作量证明)、POS(权益证明)和DPOS(委托权益证明)等;

而在不需要货币体系区块链中,传统的一致性共识算法成为首选,如BFT(拜占庭容错技术)、PBFT(实用拜占庭容错算法)、PAXOS等。

PoW的全称是Proof of Work,中文称之为工作量证明。工作量证明(PoW)是指通过提供必要的计算能力来解决棘手的数学难题,保障区块链帐本的一致性与交易的最终性。

工作量证明的特点是,它巧妙地融合了技术和经济因素,不是纯粹地试图通过技术本身来达到这一点,而是纳入了经济激励。维护网络的节点可以得到有价值的虚拟货币作为奖励,这个过程被称为挖矿。

POS的全称是Proof of Stake,中文称之为权益证明。POS是指通过评估质押人持有代币的数量和时长来决定获得记账权的机率,使用伪随机数的方式指定持有货币的人为交易的验证者,创造新的区块并接续在最长的链后面。

如果要参与其中获得奖励,需要在该网络中锁仓一定数量的数字货币作为股权。一般来讲,股权越大,成为节点的概率越大。

权益证明(PoS)解决了工作量证明网络需要大量算力的问题,避免了其运行过程中电力和能源的大量消耗。

DPoS是权益证明共识算法的民主版本,因为它包含投票过程。代币持有人实时为证人和代表投票。然后,他们负责验证交易并保持其节点连续运行以维护区块链。证人因其在生成区块链和向区块链添加区块链中的作用而获得报酬。并且,与任何民主国家一样,他们需要扎实的声誉来维持在代币持有者中的知名度。

在DPoS中,令牌持有者的声誉是最重要的资产,因为代表根据其身份获得奖励。建立信任需要很长时间,任何失误都会对某人的信誉造成灾难性影响。

PoA是一种基于声誉的共识算法,它为区块链网络(尤其是私有链)引入了实用且有效的解决方案。权威证明共识算法运用身份的价值,这意味着,被选为区块验证者凭借的不是抵押的数字货币而是个人的信誉。

权威证明模型依赖于有限数量的区块验证者,这使其成为高度可扩展的系统。区块和交易都由预先被批准的参与者验证,他们充当系统的管理者。

权威证明算法可以应用于各种场景中,并且它被认为是物流应用的优先选择。例如在供应链方面,权威证明被认为是一种有效而合理的解决方案。

智能合约本质上是为特定目的编码的程序。以太坊为区块链生态系统开创了实用的智能合约,基于以太坊的智能合约有很多应用。

智能合约具有无限的格式,以支持众多行业。在银行和金融领域,智能合约可以帮助自动化索赔处理并实现监管控制限制的实时执行;在供应链管理中,智能合约用于执行资产跟踪流程,以及自动化合规和报告。

DAPP可与传统软件应用程序相媲美,不同之处在于它们实施了去中心化架构和加密经济系统以提高安全性、促进信任、资产代币化和设计新的网络激励措施。

DAPP的数据交互由布置在区块链上的智能合约完结,这种合约是去中心化的,难以篡改。从开发角度看,DAPP是前端+智能合约,后端逻辑放在区块链上,没有服务器。

DeFi通常称之为去中心化金融(Decentralized Finance),是指由去中心化技术(尤其是区块链技术)促成的经济范式转变,标志着从原先集中和封闭的金融系统向基于可互操作、可编程、可访问和可组合的开放协议的转变。

现有金融体系都是CeFi,比如银行、证券交易所、各种金融机构,此外,加密市场里包括火币、OKEx在内的加密货币交易所以及其它中心化加密产品都属于CeFi的范畴。

GameFi通常被称为金融游戏化,简单地说GameFi=NFT+DeFi+游戏,其中NFT是去中心化必备手段,对应的是游戏类的装备和道具。DeFi是它的内核提供底端逻辑,而游戏是GameFi的外壳。

在2019年的乌镇互联网大会上,基于区块链技术的全球游戏发行平台MixMarvel的首席战略官首次提出了GameFi的概念,它的核心观点是要将游戏的数字产权回归给玩家,从而解决游戏厂商和玩家之间的信任问题。

区块链游戏不再属于单一的公司,而是由玩家和开发者共同运营维护,最重要的一点是玩家可以边用玩游戏边赚钱。

SocialFi的定义是社交化金融,顾名思义,SocialFi 即是 Social 和 Finance 的结合体,是指利用区块链技术并引入通证激励来搭建去中心化的社交平台。

早在2017年,SocialFi项目便已开始探路。2017年前后,大批区块链+社交方向的项目曾经批量涌现,ONO、QunQun、GSC、火信、TTC Protocol相继被推出。但由于当时市场的关注方向以及技术都不完善,受限于早期的基础环境、参与用户数量不足、经济模式不成熟等因素,很多项目都无法得到长足的发展。

随着DeFi的发展,更多市场热点被发掘,加密行业用户对于Web3.0和去中心化理念的理解越发清晰和深刻,如今我们已经能够用更丰富的视角去看待SocialFi的发展方向,并构建出更多具有想象力的协议。

NFT,全称为Non-Fungible Token,通常称之为是非同质化代币,实质是区块链网络里具有唯一性特点的可信数字权益凭证,是一个独特的数字资产。

在区块链链上认证后,每个NFT都是独一无二的。NFT被认为是未来元宇宙的重要基础设施,一般基于公链,具有金融属性,可以在加密市场中随意交易。

数字藏品是指使用区块链技术,对应特定的作品、艺术品生成的唯一数字凭证,在保护其数字版权的基础上,实现真实可信的数字化发行、购买、收藏和使用。

两者最本质的区别是是否具备金融属性,NFT是非同质化代币,可以自由进行交易,但数字藏品并不是代币,不具备金融属性,不可以在二级市场进行交易;

国外的NFT基于公链,公链对所有人开放,任何人可参与、读取数据、发送交易等。而国内的数字藏品绝大部分基于联盟链,很多联盟链是由政府搭建的基础设施,我们国家对联盟链进行了管理。

在发行方面,国外的NFT没有经过版权审核,国内规范的数字藏品必须要经过内容审核才能上链进行发布。

币安交易所、火币交易所、OKX交易所、FTX交易所、MEXC交易所、COINBASE交易所、Kucoin交易所、Bitfinex交易所等

当前,国内联盟链既有长安链、国信公链、星火链网、BSN四个“区块链国家队”的代表。也有FISCO BCOS、CITA等开发框架,有蚂蚁链、百度超级链、腾讯云区块链、京东智臻链等互联网巨头代表的区块链应用解决方案。

DAO不是一种技术,而是一种新型组织形式。由于没有中央管理机构,DAO中的每个成员通常都有一个共同的目标,决策是自下而上做出的,参与DAO治理通常需要持有该项目代币。

通证化:Token作为参与条件以及激励机制,来促进DAO的发展等。需要注意的是,这里的Token可以是有价值的通证,也可以是无价值的积分。

公开与透明:大多数DAO都基于区块链技术以及智能合约,其规则以及角色,每个决策从提出,讨论,到投票的过程与结果都有公开记录以及可追溯。

加密货币是一种完全数字化、去中心化并且使用密码学原理来确保交易安全及控制交易单位创造的货币形式,是数字货币的一种。

加密货币是一种数字资产,最初是人们购买商品和服务的交换媒介。随着时间的推移,它们的功能已经扩展。

据CoinGecko统计数据显示,当前活跃加密货币数量为12889个,而所有加密货币数量要远超过这个数字。

主流加密货币占总量的比例较小,当前市值较高、比较有代表性的有BTC(比特币)、ETH(以太币)、BNB(币安币)、USDT(稳定币)、USDC(稳定币)、SOL、BUSD(稳定币)、DOGE(狗狗币)、SHIB(屎币)、MATIC(马蹄)等。

比特币是世界上第一种加密货币。这个想法最初是在比特币白皮书中阐明的,这份白皮书由匿名为中本聪 (Satoshi Nakamoto) 的创作者于 2008 年发表。

该白皮书概述了通过点对点网络交易的去中心化数字货币的优势——不易受到传统金融机构或政府的操纵、透明的即时交易。

2021 年,比特币达到了超过6.8万美元的创纪录价格(尽管到 2022 年 1 月跌至该价格的近一半)。加密货币在全球广受欢迎,据报道,如今约有 22% 的美国人拥有一些加密货币。

比特币供应总量为2100万枚,根据设计,每开采21万个区块(大约每四年)后,每块铸造的比特币数量就会减半(减少50%),2009年比特币创世时,每个区块可以挖掘50个比特币,2012年第一次减半为每区块可挖掘25个比特币,2016年第二次减半为每区块12.5个比特币,2020年第三次减半为每区块6.25比特币,据估算,第四次减半时间大概为2024年3月份。

然而发行的比特币总数不会达到 2100 万枚,而是会略低于2100万枚。这是因为比特币网络使用位移运算符——将一些小数点向下舍入到最接近的最小整数的算术运算符。

比特币地址是一串由字母和数字组成的26位到34位字符串,比特币地址可以通俗理解为是加密市场里的银行卡卡号。

不同的是,银行卡的转账、账户余额等信息只有特定有权限的人才能看到,而通过区块浏览器,任何人都可以查看某一个比特币地址下的各种信息,包括转账详细信息。

数字货币简称为DC,是英文“Digital Currency”(数字货币)的缩写,是电子货币形式的替代货币。

稳定币是加密货币中极为重要的币种,通常是指通过资产抵押或者算法机制与美元保持锚定,不波动或波动极小的币种。

目前,通过资产抵押而锚定美元的稳定币广泛被使用,代表币种有USDT、USDC、BUSD等,而算法稳定币仍然处于探索的早期阶段,其中代币币种UST于2021年严重脱锚并致使整个TERRA生态的崩塌,算法稳定币由此步入低谷。

其中典型代表有基于CoinJoin技术的Dash,基于环签名和一次性地址技术的门罗币,基于zk-SNARKs技术的大零币以及基于承认协议的Grin等。

山寨币即Altcoins,全称为Alternative coin,山寨币是指比特币之外的加密货币,与比特币有相同的特征,但使用不同的共识机制来生成区块或者验证交易。又或者,它们的不同之处在于智能合约或者更低的交易费用。

流通市值是指某个代币在特定时间点市场上流通可交易的代币总量乘以当时代币价格的总价值,流动市值是实时变化的。

加密货币币价在遇到急速暴跌行情时,代币的K线会呈现和自然界“瀑布”一样的直线向下的态势,这种情况通常被形象生动地称之为“瀑布”。

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