文章合集：區塊鍊原理專欄
數字貨币
eCash（1982）
特點∶使用盲簽名技術支援匿名交易，避免雙重支付問題。
失敗原因∶需要一個中心化機構管理的伺服器才可以運作。
E-gold（1996）
特點∶錨定黃金價格将金本位時代交易模式電子化。
失敗原因∶需要一個中心化機構管理的伺服器才可以運作。
B-money（1998）
特點:第一個有去中心化思想的數字貨币明确了分布式記賬的概念。
失敗原因∶缺乏共識機制，無法解決雙重支付和貨币生成問題。
Bitgold（2005）
特點:引入PoW共識機制。
失敗原因:沒有找到合适的開發者導緻設想沒有成功落地。
Bitcoin（2008）
特點∶結合分布式賬本和PoW共識，首次提出區塊鍊技術并解決零信任之上的共識問題。
取得成功
Altcoins
這些币統稱“Altcoins”，來源Alternatives 即替代币，是以也稱為代币。
比特币BTC（2008）
比特币BTC中本聰發明了首個去中心化數字貨币比特币(BTC)，成功解決了探索階段的各項技術難題。同時，BTC的底層技術區塊鍊也名聲大噪。
萊特币LTC（2011）
山寨币”興起，其中李啟威創造的萊特币在比特币的基礎上做了三處改進,使得交易确認更快、挖礦更加容易、貨币總量更多。并憑借場景優勢脫顧而出。
以太币ETH（2014）
比特币系統拓展性不足，維塔利克·布特林創立以太坊,建立了一個開源、開放的職能合約平台，開啟區塊鍊2.0時代，推動了ICO浪潮。
泰達币USDT（2017）
Tether公司發行USDT，通過錨定美元實作貨币穩定，充當多人數字貨币之間的交易媒介。
柚子币EOS
EOS在以太坊上進行ICO籌資并發行代币,相對于以太坊.EOS主打高性能。提高了轉賬速度、系統可以開發更多小程式。
比特币現金BTH（2017）
比特大陸投資的ViaBTC宣布分叉比特币，用原有的基礎架構和共識機制，增加了區塊的體機.提高了轉賬速月，降低了手續費。
天秤币Libra（2019）
Facebook聯合各行業領先機構釋出了《Libra白皮書》,Libra以區塊鍊技術為基礎，以一籃子銀行存款（包括美元、英鎊、歐元、日元等法币)和短期政府債券為儲備資産，最大限度降低币值波動風險。
區塊鍊技術成功解決了零信任之上的共識問題，開啟了虛拟貨币的新發展。除了虛拟貨币，零信任之上的共識這一需求無處不在，比如物聯網、供應鍊、網絡計算機、元宇宙。
物聯網領域
1、海量新加入裝置不可信: 2020年中國物聯網裝置連接配接量達74億預計2025年突破150億[艾瑞咨詢報告]
相關解決方案的支撐為：
- 形式化NP
- 密碼學：提供可證明安全性。
2、功能控制的信任
- 裝置之間互信問題
- 裝置與伺服器之間的互信問題
3、安全問題帶來的信任危機:[Nozomi,2021年上半年物聯網安全報告]
- 2021年上半年漏洞數量增長了44%
- 使用者對物聯網系統不信任
物聯網在裝置接入、功能控制以及使用者應用三個方面存在信任問題，如何在零信任基礎上達成共識成為挑戰。
供應鍊領域
供應鍊由于利益沖突，成員與成員之間，成員與商品之間存在信任危機嚴重影響了商品的生産品質與流通效率。
元宇宙領域
元宇宙在多主體協作、虛實資料維持一緻性的過程中有着迫切的零信任共識需求。
區塊鍊
P2P兩點中自由度比較高，魯棒性比較好，數學上看是一個完全圖，在建構網絡時也考慮是一個完全圖，如何建構一個分布式的賬本，通過區塊構成的鍊狀結構。區塊鍊的第一個區塊是創世塊即(Genesis Block)。
節點分為全節點和輕節點。
全節點：要存完整的區塊資料（圖中所有顔色）。
輕節點：隻需存一部分資料（其中一個顔色）。
一個賬本中存儲很多資料：
有應用資料App Data：例如轉賬，圖檔等等多樣資料。以交易的形式存在，eg"A -> B 10dollars"。
區塊中還有Hash，生成驗證檔案的hash value。
前一個區塊的哈希，用于驗證。并且可以連接配接。
Order序的概念很重要，對于一緻性非常關鍵。數學上定義有Full Order：在集合中的任意兩個元素都可以排出先後結構。區塊的本質核心是一個排序問題。
序列化：采用gRPC進行遠端調用。
eg：A給B傳個人資訊，若A給B發送的資訊是 419 615 149可能分辨不出對應的是身高體重肺活量。這時就需要序列化，使雙方按照規定好的序列接口對應資料。
如果想要篡改資料，除非從創世塊開始就篡改，然後一直篡改到目前的區塊，非常複雜，區塊鍊的形式具有不可篡改性。
多個區塊本身具有這種特性，而且同時會有很多節點存儲該賬本，相當于備援備份。
同樣備援備份的方式有很多，例如：
- Eraser Code（糾察碼）
- Duplication（複制）區塊鍊采用的方式，比較浪費空間。
新區塊的産生
每一個區塊的到達都需共識（Consensus）算法。共識過程的本質是資訊交換，通信成本的效率直接影響到區塊鍊的性能。
區塊鍊需要滿足兩個特性
- Persistence持久性：所有的節點看到的區塊鍊必須一樣
- Liveness 活性：區塊會長，長度增加
區塊鍊的代價
區塊鍊：區塊鍊是一種分布式對等節點共同維護的去中心化共享賬本，該賬本是由若幹有時序的資料區塊連接配接在一起的“鍊”狀資料結構組成，由密碼學方法保證資料不可篡改。
1.通訊成本高昂
- 優點:通信成本低（單向一次通訊)
- 缺點∶受到攻擊則會面臨網絡崩潰
2.計算存儲成本高昂
單點鍊狀時序保護結構
哈希：将任意長度的資料映射到有限長度的域上，是所有真實資料的唯一真實簽名（指紋），如資料被篡改，則簽名驗證失敗。資料用此保證所有資料未被篡改、未被僞造。
記錄︰此區塊鍊網絡中的資料，可以是交易、合同、事件、智能合約等。資料可溯源。（但驗證和儲存代價大)。計算有一個Gas Limit，不支援太過複雜的合約計算。是以不是圖靈完備的。
區塊鍊的發展階段
目前較新的方向
- 子產品化：一個系統拆解為多個子產品，可以替換子產品。
- 快速建鍊
- 圖式區塊鍊
區塊鍊1.0
核心貢獻︰在開放、不可信環境中，實作可信交易。
無需任何中介進行主觀信用擔保，無需擔保環境是可信環境。而采用密碼學實作客觀可證明安全的可信交易。
- 技術貢獻︰
- UTXO-原子化交易模型
- PoW-基于算力的安全共識方法.
所有這些技術都為完成上述這一簡單而重要的目的。
- 社會貢獻:比特币用密碼學手段改變了人與人之間的信任關系和信用來源。
-
比特币的成功之處∶
消除不可靠的主觀人為因素，利用密碼和安全手段實作客觀事實上的安全可信存儲
區塊鍊2.0
核心貢獻∶在開放不可信環境中，實作可信的合約執行。
無需任何中介進行主觀信用擔保。采用密碼學實作客觀可證明可信的合同執行。
思想與比特币類似，但将可信操作從金融交易拓展到了合約執行。
- 技術貢獻:
- EVM智能合約引擎
- Solidity智能合約語言
- 社會貢獻:以太坊用工程手段進一步改變了人與人之間的契約關系。
-
以太坊的成功之處與比特币的理念不約而同:
消除不可靠的主觀人為因素，利用密碼和安全手段實作客觀事實上的安全可信控制
概念辨析
元宇宙web3.0區塊鍊之間的關系是?
新區塊鍊的産生往往與新的經濟增長點有關。用新的技術激發更活躍的經濟增長。
Web3.0
大部分與NFT相關，核心：資料歸于資料的生産者所有。
- web1.0階段：僅可以已讀。
- web2.0階段：參與内容，使用者可以寫入修改的資訊。資料的權益在平台。eg：資料的收益多數在提供的服務商平台上。
- web3.0階段：更加去中心化的領域，在保證一定的隐私下，資料屬于資料生産者。
元宇宙
- Networking中關鍵的有SDN和NFV：SDN可以通過上層平台對路由下層網絡拓撲結構進行程式設計。
- Ubiquitous computing（普适計算）：裝置進行無感覺的服務
- AI
- Blockchain
- Digital twin（數字孿生）：數字世界和真實世界聯系起來，把實體實體映射到數字世界中，然後把數字世界的結果回報給實體世界。
- lnteractivity（虛拟現實：互動）：VR, AR。與數字孿生不同，實體世界和數字世界是一個重合的狀态。
Metaverse (元宇宙)
Minecraft ：Blocky game 塊狀。原因：計算力不夠。
區塊鍊、Web3.0、元宇宙
元宇宙安全圖譜
Source: A Survey on Metaverse: Fundamentals, Security, and Privacy
如何入門區塊鍊
First Step
Second Step