比特币区块链学习笔记

学习一个新的知识点最有效的方法就是带着问题主动学习

特别推荐想了解比特币区块链原理的朋友阅读这篇长文：区块链与比特币

比特币系统是去中心化理念和区块链技术的优秀示范项目

然而，比特币有其固有的缺点：

全节点占用存储空间越来越大，个人挖矿几乎不可能； 交易确认时间长； 产量固定，货币紧缩，不能满足日益增长的交易需求； 比特币不能代表区块链比特币英文字母，区块链也不是比特币。

区块链解决的核心问题是信任问题。

比特币基础

数字指纹和非对称加密

如何保证信息的完整性？

二进制（计算机语言）（一个英文字母或数字对应8位或一个字节，1bit=1二进制位，8bit=1byte比特币英文字母，一个汉字对应16bit）缺点：原始信息越长，二进制码越长

哈希值（长度固定，原始信息无法逆向计算，即无法破解）就像我们每个人的指纹一样，手指那么大的地方存储的信息几乎可以对应到我们一个接一个，更准确的是数字摘要

只要稍有改变，结果就完全不同

比特币使用第二代算法SHA-256算法，指纹长度固定为256位，还是太长了

SHA-256 到十六进制指纹进一步缩短

这样，信息完整性的验证就变成了：

原始信息-SHA-256-指纹=接收信息+SHA-256编码？一致则完整； 如果不一致，则可能已被篡改

如何保证信息的真实性？

加密指纹：非对称加密

说到非对称加密，首先要说什么是对称加密。 所谓对称加密，就是加密和解密的方法完全一样。

比特币采用椭圆曲线算法（ECC算法）保证信息的真实性

深入了解比特币原理

两个问题

1.账本同步问题 2.如何防止同一个比特币被重复使用？

为了解决以上两个问题，区块链方案登场！

区块规则（至少包含以下信息）：

前一个区块的数字指纹+固定信息+收到的交易记录+一个随机数

挖矿难度

挖矿过程产生新区块并获得比特币奖励

中本聪规定新区块的数字指纹（256位二进制数）前72位必须全为0

因为二进制数字的每一位只能有0或1两种可能，所以组成奥数的可能性就是组成奥数的可能性是2的1/72，即：1/4722366482869645213696

大约是 4.7 万亿分之一。 也就是说，平均需要进行4.7万亿次SHA计算才能获得一个奥数，可见每一个奥数的珍贵。

如何保证比特币的输出速度大致恒定？

随机数要求前 72 位全为零。 如果改成73位，难度会翻倍。 如果把72位减少到71位，难度就会减半。 不过这个调整比较粗略，只能翻倍或者减半。

交易效率

因为这个随机数太难找了，每个区块平均需要10分钟才能生成一个，所以“什么时候同步账本”的问题基本解决了，只需要三四分钟就够所有在线的电脑了同步到这个区块，以及那些不在线或者第一次运行客户端的电脑，上线后第一件事就是从相邻的节点获取最新的账本。

交易金额越小，手续费率越高。 这是因为，交易手续费除了鼓励矿工挖矿外，还有一个很重要的作用，就是防止有人恶意发布大量小额交易，造成信息拥堵。

如何处理两台矿机同时求随机数，同时完成记账和出块？

系统给出的规则：节点先接收到哪个块，就接收那个块，同时放弃另一个块，然后向全网广播，即比特币网络永远只认时间长的分支。

临时分叉规则：只要分支长度相同，就临时保留。 当两个分支不等长时，短于两个块的将被丢弃，长的将被保留。

综上所述

比特币不是区块链，它只是区块链技术的一种具体应用