区块链技术基本概念总结

我今天很少看技术文章。刚刚整理了近五个月的自学区块链知识体系。看看你能拿到多少分XDD

初步主题

1.什么是块？什么是链？

块：

包含本区块的交易记录、前一个区块的数字签名、随机数

链：

每个块都包含前一个块的 SHA-256 函数值

2.继续，区块链如何使数据不可变？

区块链由每个区块的SHA-256函数依次串联而成。当任何一个区块的交易数据发生变化时，该区块的 SHA-256 函数值都会出错。如果发现被篡改，则需要一段时间来验证交易，然后才能继续正常交易。此时，交易数据被篡改的区块链不会是最长的链，矿工只会识别最长的链，即不识别篡改交易数据的区块链

3.什么是挖矿？为什么要挖矿？

挖矿：一个区块打包成功，矿工获得记账权

挖矿原因：

整个区块链网络需要更多的人获得记账权来保证区块链网络的安全

4.公钥和私钥如何工作？

私钥通过椭圆曲线函数生成公钥

ex：A支付B 10 BTC，A先用“私钥”加密交易记录给节点，节点用A的“公钥”确认这是A用“私钥”加密的消息钥匙”

5.什么是共识算法？

一种解决容错问题的手段，可以在一个独立的过程中达成共识。目前比较常用的是POS、POW

6.什么是公链、联盟链、私链？

公链：对所有人开放，匿名接入网络，无需注册和授权

联盟链：仅限联盟成员，开放全部或部分功能，根据内部规则定制

私有链：只对特定组织开放的网络

中级问题

1.解释比特币和以太坊的区别

比特币网络提供支付系统并在网络上维护一个公共账户，而以太坊提供开源和图灵完备的编程语言，可以部署在区块链上

2.什么是智能合约？

可以在以太坊虚拟机 (EVM) 上运行的程序，即可以在分散的节点网络中运行

3.什么是图灵完备性？

指一种通用的编程语言和指令，理论上可以解决当今的任何算法，以支持各种应用场景，满足各种需求

4.试着解释一下Account和UTXO的区别

账户：普通人常用的账户模型。 A银行账户里有1元，账户余额显示1元。以太坊采用这种模式

UTXO（Unspent Transaction Output）：一种区分账户的金融交易模型，输入=输出的概念，未花费的交易输出是所有将要发行的交易量的总和，比特币采用这种模型

两者的区别在于UTXO的每一笔交易都会追踪之前的交易，对双花和重放攻击有保护作用。与Account相比，信息安全保护更强，Account节省大量存储空间，每笔交易只有一个Input，一个Output，一个Signature，简单且可替代性更强

5.什么是 PoS、PoW、DPoS？

PoS（Proof of Stake），一种共识机制：根据持币数量和持币时间获得记账权

PoW（Proof of Work）工作量证明：根据算力获取记账权

DPoS（Delegated Proof of Stake）股权授权证明机制：选举固定数量的节点作为代表，这些代表根据持币数量和持币时间获得记账权

6.为什么只需要挖公链？

挖矿是工作量证明的重要组成部分，可以保证公链信用体系的维护

7.什么是矿池？为什么会有矿池？

矿池：是矿工算力的总和，提供矿工算力，共同分配矿池中的挖矿收益

为什么会有矿池：随着参与挖矿的人数越来越多，单台矿机打包成功的概率越来越低。因此，可以将挖矿与大家的算力结合起来，增加挖矿成功的概率。分配给更稳定的收入

8.什么是 ERC？

全称Ethereum Request for Comments，让以太坊开发者共同建立一套标准，让开发者按照这个标准编写自己的智能合约

9.请解释一下ERC20和ERC 721的区别

ERC20 提供了一套协议，允许发行者发行实用代币，它们是可替换的代币，代币之间没有区别

ERC 721 是一种代币，可以让人们发行不可替代、可分割的代币，让每一个代币都独一无二，就像不动产的概念，偶像签名一样

10.请说明中心化交易所和去中心化交易所的区别

中心化交易所：

优点：交易过程发生在交易所服务器，自动匹配区块链的五种基础技术，交易速度快

缺点：黑客入侵交易所服务器，可能造成财产损失

去中心化交易所：

优点：交易过程发生在智能合约中。即使交易所服务器被黑，只要用户有私钥，数字资产就可以从智能合约中提取出来

缺点：必须在挂单簿上找到合适的价格才能进行接单动作，交易体验相对不流畅

11.什么是双花攻击？

用户A进行交易，该交易将被写入区块链，用户A想从交易中取回钱，用户A拥有超过51%的算力控制该区域的区块链，拒绝刚才的交易，把钱拿回来就相当于双花。

12.什么是女巫攻击？

同一个人，伪装多个节点，获得区块链网络的控制权，就像一个可以多次投票的人

13.什么是 51% 攻击？

控制超过51%的区块链全网算力，控制区块链，篡改区块链中的交易记录，撤销已支付的交易记录

14.什么是硬分叉，什么是软分叉？

硬分叉：生成一个新版本的区块链，以后只能在新版本执行，不能在旧版本执行，有点像ios11更新到ios12，ios11不能用了

软分叉：生成新版本的区块链，新旧版本都可以执行，有点像ios11更新为iso12区块链的五种基础技术，iso11还能用

高级主题

1.为什么比特币设置为每 10 分钟产生一个区块？

出块时间是根据整个比特币的难度来计算的，平均时间保证出块与出块时间的间隔不会太近。平均而言，一个新生成的块被广播到所有节点。需要两分钟，如果出块时间太短，传输到所有节点就来不及了

2.为什么比特币确认需要一个小时？

比特币交易需要验证。这笔交易将在比特币网络上广播到网络上的所有节点进行验证。等待所有节点验证后，每10分钟生成一个新块，交易打包到达该块后，10分钟生成一个新块，再次验证。一般通过6个区块进行验证，保证交易不可逆，所以6个区块的生成时间为1小时。

3.什么是孤块？

也称为“孤块”，在比特币网络中，最长的区块链是被批准的区块链，如果该块在未被批准的区块链中，则称为孤块

4.以太坊如何解决易分叉问题？

与比特币社区相比，以太坊社区并没有那么大。当存在意见分歧时，通过分叉更容易解决这个问题，社区比比特币社区更容易达成共识。 , 2016年6月，著名的以太坊项目DAO遭到攻击，以太坊通过硬分叉升级对以太坊网络进行了改进。

5.什么是分片、缩放和侧链？

区块链可以处理的交易数量不能超过网络中单个节点的处理能力，

“扩容”是提高整体区块链的交易速度，当前主流技术未来增加扩展性提出两种解决方案

(1)“分片”是为了提高交易速度，过去一个交易需要全网节点处理，每个节点只处理一部分分片，然后完成交易验证通过网络与其他节点。

(2)“侧链”（Sidechain），可以将数据从主链传输到其他区块链，其他区块链可以返回主链协议，所以一些高频交易不需要主链处理，侧链处理，缓解交易拥塞。

6.现有区块链应用面临哪些问题？

区块链技术具有“不可能三角关系”，同时无法满足去中心化、安全性和高效性，其自身的技术局限会导致不同领域的问题。

另外，不同领域的人对区块链的理解存在差距，所以在结合自己的领域时，往往会出现意想不到的问题，或者衍生出更多的问题。

7.解释拜占庭将军问题

用一个简单的例子来说明，今天拜占庭帝国派出几名将军联手攻打一座城堡，而且人数比较多的将军必须同意进攻才能一起进攻，但假设将军人数是奇数，比如7位将军，有3位同意进攻，3位不同意进攻，其中一位将军是叛军，明白对拜占庭不利的决定就是不进攻，他会影响所有将军的最终决定，这个概念大致就是拜占庭一般问题

在计算机科学中，想象这个反叛者就像一个恶意节点，网络中彼此节点的决策也可能受到恶意节点的影响。中本聪设计的比特币网络，通过工作量证明共识机制，大大增加了充当恶意节点的难度。

8.什么是 IPFS？

Inter Planetary File System 是一个点对点的分布式文件系统。连接到本系统的计算机具有相同的文件管理方法。概念与 HTTP 类似，但它希望取代传统的 HTTP 本身。中心化问题

9.什么是 DAG？

直接无环图（Direct Acyclic Graph），是一种数据结构，想象一下顶点和顶点之间有连接，每个连接都有一个单一的固定方向，从任何顶点开始都不能通过这些有向线回到它们的原始顶点

应用于区块链的节点设计，每笔交易都是一个区块，大大提高了交易吞吐量。交易者本身也是矿工，交易过程参与了区块的共识，因此无需为交易程序付费。费用。

10.什么是默克尔树？

用来表示Hash值（散列值）的数据结构。哈希是任何值到固定长度值的映射。在默克尔树的底部，数据被切割成许多小的数据块，默克尔树向上。 , 成为对应的 Hash 值，继续向上，两个相邻组合字符串的 Hash 值，以此类推，最终得到一个 Root Hash 值（根哈希值）。

在区块链的设计中，确认一笔交易的状态，并不需要读取区块中的所有数据，只有Merkle Tree中的Root Hash值才能确定这笔交易的真实存在

12.什么是CAP原则？ CAP 代表什么？

在分布式存储系统中，不能同时满足一致性、可用性和分区容错性

一致性：保证系统中所有存储的数据同时内容相同

可用性：即使部分节点发生故障，系统仍然接受客户端请求并继续正常运行

分区容限（Partition）：是否允许在当前时间约束下要求数据一致性

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