一、思维导图
二、思维导图文字版
数字货币与区块链原理——廖雪峰
数字货币与区块链简介
比特币
- 概念：通过密码学理论建立的不可伪造的货币系统
- 特点
- 无需信任中心的货币发行机制
- 发行数量固定2100万，防止通货膨胀
- 账本公开不可篡改（Blockchain）
- 密码学理论保证货币防伪造
- 数字签名保证交易完整可信
- P2P网络（PEER TO PEER）
- 矿工节点
- 钱包节点
传统货币
区别：不需要中心化信任机构（银行）
区块链不可篡改原理
简述
区块链是一个不断增长的全网总账本，每个完全节点都拥有完整的区块链；节点总是信任最长的区块链；伪造区块链需要拥有超过51%的全网算力。
哈希算法保证区块链的不可篡改特性
- 哈希算法
- 哈希算法又称散列算法，它是一个单向函数，可以把任意长度的输入数据转化为固定长度的输出
- 安全的哈希算法满足碰撞率低以及输出无规律
- 如何防止篡改
- Merkle Hash Merkle Hash记录在区块头部，保证交易记录永远无法修改 把一系列交易数据的哈希根据一个算法变成汇总哈希
- Block Hash 计算头部哈希得到
去中心化P2P交易
数字签名
- 密码学理论设计
- 私钥（SK/PK）（相当于银行卡密码）
- 公钥（PK）（相当于银行卡卡号）：任何人都可以根据公钥查询余额，但不知道持有人是谁
交易
- 每个区块链都记录了至少一笔交易
- 每次交易一个输出必须一次性花完
- 交易费用即矿工的挖矿所得
工作量证明的挖矿原理
工作量证明
- 原理：不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，它比难度值要小
- 难度值根据bits由一个公式算出来
- 比特币网络的难度值是不断变化的，它的难度值保证大约每10分钟产生一个区块，而难度值在每2015个区块调整一次：如果区块平均生成时间小于10分钟，说明全网算力增加，难度值也会增加，如果区块平均生成时间大于10分钟，说明全网算力减少，难度值也会减少。因此，难度值随着全网算力的增减会动态调整。
- 比特币总量限制为2100万个比特币，初始挖矿奖励为每个区块50个比特币，以后每4年减半
共识算法
两个矿工在同一时间各自找到了有效区块，此时采用最长分叉的共识算法，整个网络上的矿工会在最长的链上继续挖矿
可编程支付原理
支付本质
由程序触发的数字资产转移
智能合约
当一个预先编好的条件被触发时，智能合约可以自动执行相应的程序