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Layer1 是区块链的第一层,是所有区块链活动发生的地方,包括交易的处理、验证和记录。
共识机制是 Layer1 的核心。它就像是城市中的交通信号灯,协调着所有数据流动和交易处理的顺序。
Layer1 的网络结构决定了信息在区块链中的传播方式。它就像是城市的道路系统,决定了数据如何高效、安全地流动。有的网络设计重视速度和效率,而有的则更加强调安全和去中心化。
公链是 Layer1 技术的最广泛应用形式,代表着区块链技术的核心特质:开放性、去中心化和透明性。公链(如比特币和以太坊)就像是开放给所有人的大道。在这些网络中,任何人都可以参与验证交易,加强了网络的去中心化和透明性。
公链的代表
比特币(Bitcoin):作为第一个和最著名的公链,比特币引领了数字货币的革命。
以太坊(Ethereum):不仅作为货币,还通过其智能合约功能扩展了区块链的应用范围。
莱特币(Litecoin)、卡尔达诺(Cardano)等:这些公链通过不同的技术和特性,进一步丰富了公链生态系统。
联盟链是一种介于公链和私链之间的区块链形式,它在特定的组织群体之间建立起了信任和合作的桥梁。
联盟链的应用
R3 Corda:金融服务行业中的联盟链,旨在提高银行间交易的效率。
Hyperledger Fabric:由Linux基金会发起,用于企业级区块链解决方案。
Quorum:由摩根大通开发,是一个基于以太坊的企业焦点的区块链平台。
联盟链的优势
高效率和低成本:较少的节点数量意味着更快的交易处理速度和更低的运行成本。
更好的隐私保护:适用于需要保护敏感数据的场景。
私链更加封闭,像是个人的秘密花园,只有拥有者才能访问和控制。
私链在 Layer1 的世界里就像是被高墙围绕的私人领地。在这种类型的区块链中,访问和参与都受到严格的控制。私链主要用于特定的组织或企业内部,提供了一种既安全又高效的数据管理方式。
私链的特点
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受限访问:只有经过授权的个人或实体才能参与网络。
---这种受限的参与方式保障了网络的私密性和专属性。
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更高的效率:参与者数量有限。
---私链通常能够更快速地处理交易和数据。
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定制化的控制:组织可以根据自己的需要定制网络规则和协议。
---这种灵活性使私链成为特定需求的理想选择。
私链的应用场景
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企业数据管理:利用私链安全地存储和管理敏感数据。
---特别适用于对数据保密性有高要求的企业。
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内部记录保持: 记录内部交易和日常操作。
---确保数据不被外界访问,增加业务操作的透明度。
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供应链跟踪:虽然公链和联盟链在此领域也有应用,但私链提供了额外的安全性。
---对于需要严格数据控制和隐私的企业尤其重要。
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私链的挑战:去中心化程度较低,控制集中在单一实体手中,降低了去中心化程度。
---这可能影响网络的透明度和公正性。
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安全性考量:尽管控制严格,但私链可能更容易受到内部威胁的影响。
---需要强化内部安全措施和协议,以防止内部风险。
工作量证明(Proof of Work, PoW)类的共识算法;
Po*的凭证类共识算法;
拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance, BFT)类算法;
结合可信执行环境的共识算法。
POW共识算法:这类共识算法的核心思想实际是所有节点竞争记账权,而对于每一批次的记账(或者说,挖出一个区块)都赋予一个 难题,要求只有能够解出这个难题的节点挖出的区块才是有效的。同时,所有节点都不断地通过试图解决难题来产生自己的区块并将自己的区块追加在现有的区块链之后,但全网络中只有最长的链才被认为是合法且正确的。它采用的 难题 具有难以解答,但很容易验证答案的正确性的特点,同时这些难题的 难度,或者说全网节点平均解出一个难题所消耗时间,是可以很方便地通过调整难题中的部分参数来进行控制的,因此它可以很好地控制链增长的速度。通过控制区块链的增长速度,它还保证了若有一个节点成功解决难题完成了出块,该区块能够以(与其他节点解决难题速度相比)更快的速度在全部节点之间传播,并且得到其他节点的验证的特性,一旦解决了 难题 并生成了区块,就会在很快的时间内告知全网其他节点,而全网的其他节点在验证完毕该区块后,便会基于该区块继续解下一个难题以生成后续的区块。PoW 类算法给参与节点带来的计算开销,除了延续区块链生长外无任何其他意义,却需要耗费巨大的能源,并且该开销会随着参与的节点数目的上升而上升,是对能源的巨大浪费。
Po*的凭证类共识算法:根据每个节点的某些属性(拥有的币数、持币时间、可贡献的计算资源、声誉等),定义每个节点进行出块的难度或优先级,并且取凭证排序最优的节点,或是取凭证最高的小部分节点进行加权随机抽取某一节点,进行下一段时间的记账出块。这种类型的共识算法在一定程度上降低了整体的出块开销,同时能够有选择地分配出块资源,即可根据应用场景选择 凭证 的获取来源,是一个较大的改进。然而,凭证的引入提高了算法的中心化程度,一定程度上有悖于区块链 去中心化 的思想,且多数该类型的算法都未经过大规模的正确性验证实验,部分该类算法的矿工激励不够明确,节点缺乏参与该类共识的动力。
POW共识算法:采取了不同的思路,它希望所有节点协同工作,通过协商的方式来产生能被所有(诚实)节点认可的区块。BFT 类共识算法一般都会定期选出一个领导者,由领导者来接收并排序区块链系统中的交易,领导者产生区块并递交给所有其他节点对区块进行验证,进而其他节点“举手”表决时接受或拒绝该领导者的提议。如果大部分节点认为当前领导者存在问题,这些节点也可以通过多轮的投票协商过程将现有领导者推翻,再以某种预先定好的协议协商产生出新的领导者节点。BFT 类算法一般都有完备的安全性证明,能在算法流程上保证在群体中恶意节点数量不超过三分之一时,诚实节点的账本保持一致。然而,这类算法的协商轮次也很多,协商的通信开销也比较大,导致这类算法普遍不适用于节点数目较大的系统。业界普遍认为,BFT 算法所能承受的最大节点数目不超过100。
结合可信执行环境的共识算法:软硬件结合的共识算法,可信执行环境是一类能够保证在该类环境中执行的操作绝对安全可信、无法被外界干预修改的运行环境,它与设备上的普通操作系统(Rich OS)并存,并且能给Rich OS提供安全服务。可信执行环境所能够访问的软硬件资源是与Rich OS完全分离的,从而保证了可信执行环境的安全性。利用可信执行环境,可以对区块链系统中参与共识的节点进行限制,很大程度上可以消除恶意节点的不规范或恶意操作,从而能够减少共识算法在设计时需要考虑的异常场景,一般来说能够大幅提升共识算法的性能。
智能合约是一种在满足一定条件时,就自动执行的计算机程序。一个基于区块链的智能合约需要包括事务处理机制、数据存储机制以及完备的状态机,用于接收和处理各种条件。并且事务的触发、处理及数据保存都必须在链上进行。当满足触发条件后,智能合约即会根据预设逻辑,读取相应数据并进行计算,最后将计算结果永久保存在链式结构中。
区块链(blockchain) 是一种数据以 区块(block) 为单位产生和存储,并按照时间顺序首尾相连形成 链式(chain) 结构,同时通过密码学保证不可篡改、不可伪造及数据传输访问安全的去中心化分布式账本。区块链中所谓的账本,其作用和现实生活中的账本基本一致,按照一定的格式记录流水等交易信息。特别是在各种数字货币中,交易内容就是各种转账信息。只是随着区块链的发展,记录的交易内容由各种转账记录扩展至各个领域的数据。比如,在供应链溯源应用中,区块中记录了供应链各个环节中物品所处的责任方、位置等信息。
区块是链式结构的基本数据单元,聚合了所有交易相关信息,主要包含区块头和区块主体两部分。区块头主要由父区块哈希值(Previous Hash)、时间戳(Timestamp)、默克尔树根(Merkle TreeRoot)等信息构成;区块主体一般包含一串交易的列表。每个区块中的区块头所保存的父区块的哈希值,便唯一地指定了该区块的父区块,在区块间构成了连接关系,从而组成了区块链的基本数据结构。
内容改变的快速检测
在区块链中,我们只需要保留对自己有用的交易信息,删除或者在其他设备备份其余交易信息。如果需要验证交易内容,只需验证默克尔树即可。若根哈希验证不通过,则验证两个叶子节点,再验证其中哈希验证不通过的节点的叶子节点,最终可以准确识别被篡改的交易。
数字签名
在密码学领域,一套数字签名算法一般包含签名和验签两种运算,数据经过签名后,非常容易验证完整性,并且不可抵赖。只需要使用配套的验签方法验证即可,不必像传统物理签名一样需要专业手段鉴别。数字签名通常采用非对称加密算法,即每个节点需要一对私钥、公钥密钥对。所谓私钥即只有本人可以拥有的密钥,签名时需要使用私钥。不同的私钥对同一段数据的签名是完全不同的,类似物理签名的字迹。数字签名一般作为额外信息附加在原消息中,以此证明消息发送者的身份。公钥即所有人都可以获取的密钥,验签时需要使用公钥。因为公钥人人可以获取,所以所有节点均可以校验身份的合法性。
山寨币:最初用于指任何不是比特币的加密货币,现在山寨币可能指任何市值相对较小的新加密货币。
Arbitrum:一个以太坊第二层的扩展解决方案,通过计算以太坊主网之外的交易,减少费用和网络堵塞。Arbitrum的滚动使用多轮欺骗证明来验证一致性的正确执行。
燃烧:召回NFT。例如,如果原定由1万枚NFT组成的收藏品只售出5千枚,开发团队可能会决定“燃烧”剩余五千枚NFT。
Bridge:桥接。一种允许独立的区块链通信的协议,使数据、代币和其他信息在系统之间转移。
共识机制:共识机制。区块链上的节点就交易或网络的状态达成的过程。如工作证明(POW)、股权证明(POS)。
Defi:去中心化金融缩短,正在公共区块链上构建无边界、无信任、点对点金融工具的生态系统,无需使用银行。DeFi应用程序被构建为开放和互连的,允许它们相互结合使用。
DAO:去中心化的自治组织,一个基于开源代码并由其用户管理的组织。DAO通常专注于一个特定的项目或任务,将传统企业的等级制度换写成区块链上的基准。
Dapp:去中心化应用,去中心化的应用程序,一种建立在区块链上的开源代码上的应用程序。Dapp独立于中心化的群体或人物而存在,通常通过奖励代币来激励用户维护它们。
FOMO:Fear Of Missing Out,失败,一般指未能失败行情而盲目跟风。
分叉:分叉,对一个区块链协议的改变。当这些变化较小时,将导致软分叉。当这些变化根本上时,将会导致硬分叉,形成一个具有不同规则的独立链。
FUD:Fear,Uncertainty,Doubt。恐惧、不确定、怀疑。围绕某项资产的消息,看似是负面的,但结果是错误的或吹得不成比例。
ICO:Initial Coin Invention,首次代币发行,向公众出售代币,便于为一个基于加密货币的项目募集资金,是一种众筹方式。
IEO:Initial Exchange Offers,首次交易所发行。与ICO概念类似,首次交易所发行是一种出售代币认购资金的方式,但监管力度加大。与ICO直接向公众出售代币不同,IEO是由现有的加密货币交易所管理。
L1:layer1,扩容方案,又称链上扩容,指在区块链底层协议上实现的扩容解决方案。
L2:layer2,扩容方案,又称链下扩容,指不改变区块链底层协议和基础规则,通过状态提高通道、侧链等方案交易处理速度。
Merkle Root:默克尔树根,是默克尔树的单一顶级哈希值。它验证了一个区块内的所有交易。
Merkle Tree:默克尔树,是区块链安全用于验证和汇总大型数据集的一种数据结构。
ZK:Zero-Knowledge Proof,零知识证明,是一种验证方法,其中“证明者”向“验证者”现实拥有秘密知识而不揭露敏感信息本身。可以确保公共区块链上的数据隐私和保密性。
比特币私钥本质上就是一个随机数,是一个256位,由0和1组成的数字
0100101…01010100 (共256位)
聪哥发明了一种特殊编码(Base58)可以将一大串01010转化为较容易备份的样子
例如:
- KwYHFL7WfhJPkfQkp1LsUwHvy1Pd9KynuxjjVDMZvRSV5D9VJq3v
助记词本质也是一串随机数(128—256位)
比特币社区通过了BIP39协议,来允许将随机数通过特定编码转化为词库中的单词(小知识:比特币改进协议 Bitcoin improvement proposals 简称BIP,是为比特币社区提供规范,完善比特币及其运行进程和外部环境特性的设计指导文件)
助记词钱包还有一个好处是,一组助记词可以派生出N个私钥,每个私钥都可以对应一个币种。如果你有30个币种(BTC、ETH、LTC、EOS等等等等),你不需要每个币种都单独记录一下私钥,只需记录好一组助记词就可以掌控所有资产。
私钥/助记词的作用:
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计算收币地址
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签名授权交易
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恢复钱包资产
私钥就是区块链世界的资产的唯一凭证,拥有了私钥的,便拥有了对应地址上的资产
数字资产即是一种存在于数字形式的资产
数字资产的性质:
1、稀缺性
2、去中心化性
3、安全性
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区块链钱包:谁持有私钥,谁就可以访问资金
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软件钱包: 软件钱包可以是基于 Web 的应用、移动应用或桌面应用
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硬件钱包:硬件钱包是一种类似于闪存驱动器的小型设备,可让您离线存储加密货币,私钥远离您的手机或计算机
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纸钱包:是的,你没有听错!这是一个物理纸张,上面印有你的私钥和公钥
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私钥:这是你的钱包的“密码”。它是一个秘密的数字组合,只有你知道。失去它就意味着失去了访问你钱包中资金的能力,所以务必小心保管!
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公钥:你可以把它看作是你的“邮箱地址”。当别人想给你发送加密货币时,他们会发送到你的公钥地址。
区块用于存放一系列的交易信息,连续排列的区块连接在一起构成了区块链。
每当有新的交易发生时,它都会被广播到网络中的所有节点。然后,这些交易会被加入到新的区块中,并通过一系列的复杂计算和验证,最终被添加到链上。区块链上的每笔交易都是公开的,任何人都可以查看。这确保了数据的真实性和透明性。此外,由于每个参与者都有数据的一份拷贝,因此很难对其进行篡改。
WEB1.0:数据只读
WEB2.0:数据读写
WEB3.0:数据去中心化,用户拥有数据。通过智能合约,用户能够直接和程序交互而无需中间人。
WEB3代表了一个更加开放、自由、去中心化的互联网形态,用户所创造的数据信息与数据资产都将归自身所有数据是存储在一个去中心化的网络中,每一个参与节点都拥有所有的数据备份。
去中心化:
1、在去中心化的系统中,没有一个绝对的权威或控制中心。相反,权力、资源或决策被分散到多个节点或参与者手中。
2、由于没有单一的控制点,去中心化的系统通常更难被篡改或攻击。即使部分节点出现问题,整个系统仍能正常运行。
笔记内容