区块链必学的基础概念

Posted 2021-07-27 ulam国产公链

区块链必学的基础概念

世界上唯一不变的就是变化的存在。

时代的发展变化在互联网革命后变得更加迅猛——人工智能刚刚热了几年，虚拟现实、大数据和金融科技等一波波新技术概念不断涌现，让我们眼花缭乱。

在不断鼓噪的创新颠覆中，莫名的焦虑感笼罩着所有人，我们都害怕被时代抛下。所以我们时刻保持对新事物的好奇心。但要始终铭记的是，投资不一定能增值，但知识必能让我们升值。

一、什么是区块链？

事实上，区块链是多种计算机技术的新型应用模式。简单来说，它本质上是一个去中心化的分布式数据库。区块链与人工智能、大数据并称为金融科技的三大巨头。

区块链通过让散落在网络中的每一个节点（你我皆可为节点）以某一确定的共识共同参与数据库的管理，实现数据信息的去中心化分布式存储。在不需要各节点互相信任的情况下，区块链可以保证系统内数据记录的完整性和安全性。相比于过去的中心化世界，区块链率先攻破的便是他们的不透明性，杜绝暗箱操作。

「区块」指的是数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性和生成下一个区块。区块链就是由这一个个区块根据时间顺序连接起来的一根链条，就像成语接龙一样，相邻的成语之间必然存在某种联系才能形成成语链条。

可以把区块链想象成一份公开的「流水账」账本，每个节点都有同一个账本，大家共同参与记账，有交易发生时需将交易细节广播出来，保持各节点账本数据的同步更新。如果说区块链是一个账本，那么每一个「区块」就是账本里的每一页纸。

「区块头」指的是区块头里面存储着区块的头信息，包含上一个区块的哈希值，本区块体的哈希值，以及时间戳等等

「时间戳」指的是字符串或编码信息用于辨识记录下来的时间日期。国际标准为ISO 8601

区块链技术的主要特性：去中心化，不可篡改，可信体系，数据共享，可扩展性以及匿名性。

二、什么是去中心化？

去中心化的概念很早以前就已经存在，他的含义是指去掉中心媒介实现人与人之间直接交流沟通的一种方式。在去中心化系统里，任何人都是一个节点，没有任何中心，任何人都可以成为一个中心，每一个节点都处于绝对平等的地位。

人类对去中心化的向往和诉求始终在不懈努力着。从更早期的时候来看，民主主义制度的诞生和发展就是人们争取去中心化政权的象征。再到现代互联网来看，UGC产品例如微博，所有的内容和信息不是某一个中心散发出来的，而是由全体的网民共同创造出来的，我们每一个体都是一个独立的创造的节点。

三、什么是分布式？

分布式是指由多个分散在不同地域的网络资源组成，用于实现数据和资源共享的系统。

迅雷早期做的P2P下载，实质上就是一种硬盘的共享，把每个人电脑上的一部分硬盘拿来存储电影文件，需要时再彼此共享。

分布式计算则是一种CPU资源的共享，当需要大量计算工作时再分摊给一个个普通计算机，大家共同参与并最终得到计算结果，极大地提升了计算速度和资源利用。

分布式账本的概念便随之自然可以推导得出，每个节点都有一份实时同步的账本数据库，节点共同参与记账，维护账本的准确性。

四、什么是点对点传输？

区块链技术是基于P2P网络而建立的，P2P就是点对点的意思，因此P2P网络，我们也称之为点对点传输网络。

所谓点对点传输也就是存储-转发-传输。它是以点对点的连接方式，把各个计算机连接起来，这种点对点传输的网络结构形式通常为远程网络和大城市网络所采用，网络的拓扑结构有星形、环形、树形和网状形等。

纯点对点P2P网络没有客户端或服务器的概念，只有平等的同级节点，同时对网络上的其它节点充当客户端和服务器。

五、什么是ULAM？

2019年4月8号ULAM主网上线。ULAM是由清华大学密码学博士吴彦冰研发的底层共识算法创新项目，是即POW，POS，DPOS, PBFT类共识算法之后的第五个在共识算法上有重大创新的区块链项目。

ULAM公链的特点：

1.ULAM 共识可以做到超级碎片化节点（任何智能手机，手表等智能设备均可以参与）

2.完全去中心化：ULAM公链上可以承受百万级以上节点

3.永不产生比特币一样的算力集中化，我们采用的是概率进行挖矿

4.49%恶意节点容错（目前所有共识算法中的最大容错率）

5.TPS 可达 10000+，确认时间 5s，不会产生分叉

6.可以证明安全共识协议；（是有数学论文进行支撑的） 同时我们也在进行抗量子攻击研究。

六、什么是挖矿？

挖矿是获取比特币的勘探方式的昵称

当用户发布交易后，需要有人将交易进行确认，写到区块链中，形成新的区块

挖矿就是通过参与维护比特币网络的节点，协助生成新区块来获取一定量新增的比特币。

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而ULAM是根据节点的幸运值来决定挖矿概率的，不需要进行 hash 值的计算。每个节点根据幸 运数的大小，决定拥有的随机数就会有不同，节点的幸运值越大拥有的随机数越多，在每次 出块的时候被选为记账节点的几率也就越高。ULAM 算法类似于乐透开奖的方式，幸运值越 大拥有的随机号码越大，中奖的机会越大。 举个例子 如果 Alice 的幸运数是 3 就会有 3 个随机数 比如 1，3，4 Bob 的幸运数是 5 就 会有对应的 5 个随机数比如 1，2，5，7，8 出块的时候会根据链上之前的信息计算出一个 随机数 比如说 5 这样 Bob 就拥有记账权获得挖矿奖励。

七、算力/矿机/矿池

算力，也可称为哈希率，是比特币网络处理能力的度量单位，即为计算机CPU计算哈希函数输出的速度。

在通过“挖矿”得到比特币的过程中，我们的核心任务便是找到其相应的解，而对于任何一个六十四位的哈希值，求解都没有固定算法，只能靠计算机随机的哈希碰撞，而一个挖矿机每秒钟能做多少次哈希碰撞，就是其“算力”的代表，单位为hash/s。算力值的大小反映了计算机挖矿的速率大小。

矿机，是专门用于挖取比特币的计算机，这类计算机与普通电脑不同的是会配置上专业的挖矿晶元，多采用烧显卡的方式工作，耗电量较大，挖矿效率较高。根据「中关村在线」上矿机的销售数据来看，一台额定算力18TH/s的阿瓦隆矿机售价在1700元左右。

随着挖矿参与人数越来越多，挖矿的难度也随之增大，不少个人矿工依靠自己的算力挖出比特币的可能性越来越低，因此他们组建了「矿池」，将每人的计算机算力集中进入矿池一齐发力，矿池挖到比特币后根据矿场的算力占比分配收益，以此反而保证了中小算力的投入产出。

而ULAM的诞生，很好的解决了挖矿难，门槛高，浪费资源等问题。ULAM不需要进行哈希计算竞赛，可以允许低功耗的手机、智能手表、路由器等参与“开垦”。ULAM可以做到人人参与挖矿，不限场地，不浪费资源。

ULAM矿池是一款结合资讯、文章、社区、商城、聊天、直播等综合性应用，应该是中国最全的一个应用。

现在市面上各种类型的APP很多，占据我们的各种时间，ULAM矿池APP只要你拥有就能节省时间、内存、减少手机软件。

基础服务信息：

1、商城

1）更优质的购物入口

2）更简单的操作流程

3）更放心的购物体验

2、聊天（正在开发）

1）可以发语音、文字、表情、图片、视频

2）扫一扫，扫描添加朋友

3）文件传输：手机互传，方便快捷

3、朋友圈

分享生活中的点点滴滴，更快获知好友动态

4、直播

1）热门直播：精选优质直播内容，轻松发现热门主播

5、资讯

1）链圈币圈新闻资讯、深度解读

2）全球区块链快讯，消息快人一步

八、什么是加密算法？

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区块链使用哈希算法加密，哈希算法是区块链中保证交易信息无法被篡改的单向密码机制。

哈希算法会在接收一段明文（指没有加密的文字或字符串）后，以一种不可逆的方式将其转化为一段位数固定的较小二进制值记录进区块里，这个二进制值就是哈希值。

哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式，倘若只更改一段明文中的一个字母，产生的哈希值都将千差万别。要找到对应同一哈希值的两个不同的输入，从计算系统的角度来说基本是不可能的。

区块链的不可篡改特性由此而来。

九、什么是共识机制？

为确保区块链上的每一个节点都能按照同样统一的行为标准记录和存储数据，达成全网共识就显得至关重要。区块链作为一种按时间顺序存储数据的数据结构，可支持不同的共识机制。目前主流的共识机制共有三种：

PoW：工作量证明机制

比特币网络采用的正是Pow共识算法。在基于Pow构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块从而获得挖矿奖励。顾名思义，工作量越大则获得记账权的几率也越大。Pow在实现完全去中心化的同时，却造成了大量的计算机资源浪费。

PoS：权益证明机制

为降低挖矿难度和提升效率，在2012年，网友Sunny King提出了权益证明机制。在PoS构建的区块链网络中，通过评估节点持有代币的数量和时长，依照比例来决定节点获得记账权的概率。持有代币越多且时间越长，获得记账权的几率就越大。PoS机制对代币经济模型产生了激励作用，整个网络生态变得更加良性。但仍然难以运用于真正的商业应用场景中。

DPoS：股份授权证明机制

DPoS机制与董事会投票类似，拥有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。

在这样的区块链中，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。DPoS与PoS最主要的区别在于节点选择若干代理人进行验证和记账，因此大大缩小参与验证和记账节点的数量，从而达到秒级的共识验证。

十、公有链/联盟链/私有链

区块链共有三种链类型：公有链、联盟链以及私有链。公有链是指全世界任何人都可读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程的区块链，即每个人都可以成为其中的节点，各节点均可自由加入和退出网络，并参加链上数据的读写。

联盟链是指由多个机构共同参与管理的区块链，每个组织或机构管理一个或多个节点，其数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送。通常情况下，联盟链常用于组织机构间的交易和结算。

私有链，指的是需要授权才能加入节点的区块链。私有链中各个节点的写入权限被严格控制，读取权限也可视需求有选择性地对外开放。私有链一般适用于企业内部的应用，以及特定机构的内部数据管理与审计等金融场景的应用。蚂蚁金服就是应用私有链的显著代表。

十一、扩容/分叉

扩容即扩充区块容量。比特币诞生时，中本聪一时也无法决定每个区块的大小，因为区块的容量大小决定每个区块可以记载数据量的多少，区块容量过小就会导致网络拥堵和交易费用过高等问题，而区块容量过大则会引起更多的计算资源浪费。基于早期比特币网络的参与人数较少，中本聪最后临时将区块大小限制在1MB。

但从2013年以来，比特币网络的参与人数和交易量不断攀升，原本设定的容量已经愈发满足不了实际的需求。所以比特币社区开始探索如何给比特币“扩容”，即通过修改比特币底层代码，从而达到提高交易处理能力的目的。

再说分叉。分叉是指区块链在进行代码迭代时，节点之间发生了意见分歧，从而导致区块链分叉。因为没有中心化机构，比特币等数字资产每次代码升级都需要获得比特币社区的一致认可，如果比特币社区无法达成一致，区块链很可能形成分叉。

根据分叉后的区块链是否能兼容旧区块链，分叉又分为“硬分叉”和“软分叉”。硬分叉是指当比特币代码发生改变后，旧节点拒接接受由新节点创造的区块从而分叉出另外一条链。而软分叉是指旧的节点愿意继续接受由新节点创造的区块，所以他们仍然维持在同一条链上。

十二、什么是智能合约？

智能合约（Smart Contract ）是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合约规定的计算机协议。智能合约的协议可以由一个计算系统自动执行，允许在没有第三方情况下进行可信交易。它带来的直接好处就是极大地降低了交易成本，应用于在区块链世界里，智能合约甚至可以帮你“完成交易”。

比方说我们熟悉的自动贩卖机就是由多个智能合约组成的系统：购买者投入一定数量的货币，选择商品后，贩卖机根据内置逻辑提供商品和找零，两者间建立了一种强制执行的合约，按照合约规定的协议完成交易流程，隐去了人力成本。

十三、什么是公钥/私钥？

在创建钱包时，比特币系统会生成一对独一无二的公钥和私钥。公钥经过一定的算法可以得到钱包地址，通过钱包地址我们便可进行资产交易，而私钥就是交易时对这笔交易进行数字签名，从而证明你拥有交易的输出权。

私钥是由32个字节组成的数组，根据私钥是可以算出公钥的，也能间接算出地址，有了私钥就能使用对应地址上的比特币。所以私钥具有极强的隐私特点，因为谁拥有了私钥，谁就拥有了对钱包资产的掌控权。

公钥与私钥组成了一个密钥对，公钥是密钥对中公开的部分，私钥则是非公开的部分。使用这个密钥对的时候，如果用其中一个密钥加密一段数据，必须用另一个密钥解密。比如用公钥加密的数据就必须用私钥解密，如果用私钥加密也必须用公钥解密，否则解密将不会成功。它们的组合就是俗称的非对称加密方式，是对互联网世界使用的对称加密方式（如用户账号与密码）的提升。

十四、什么是数字货币钱包？

表象上看，数字货币钱包类似我们常用的实体钱包，是用来存储我们个人比特币、以太坊等数字货币资产的。然而钱包的核心应是进行安全的密钥管理，通过对私钥的防护，间接保护资产安全。因为我们的数字货币是存放在密钥里而不是钱包里的，即使钱包丢失，只要我们还记得密钥就能找回资产，就能创建新的钱包继续管理资产。

根据钱包对私钥的存储方式又可分为冷钱包和热钱包。热钱包通俗来讲就是在线钱包，指的是可以通过互联网访问私钥的钱包。而冷钱包是指网络无法触达到私钥的钱包，意即离线钱包，具体形态例如没联网的手机或电脑、摘抄了私钥的笔记本等等。

十五、主链

主链一词源于主网（mainnet，相对于测试网testnet），即正式上线的、独立的区块链网络

十六、侧链

楔入式侧链技术（pegged sidechains），它将实现比特币和其他数字资产在多个区块链间的转移

这就意味着用户在使用他们已有资产的情况下，就可以访问新的加密货币系统

十七、跨链技术

跨链技术可以理解为连接各区块链的桥梁，其主要应用是实现各区块链之间的原子交易、资产转换、区块链内部信息互通，或解决Oracle的问题等

十八、51%攻击

当一个单一个体或者一个组超过一半的计算能力时，这个个体或组就可以控制整个加密货币网络，如果他们有一些恶意的想法，他们就有可能发出一些冲突的交易来损坏整个网络

十九、零知识证明

零知识证明指的是证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的

二十、非对称性加密

非对称性加密，是跟对称性加密相对应的存在

两者的区别是这样的：

对称性加密，是我把数据进行加密以后，我必须告诉你我用什么密码进行加密，你才能够进行解密，这个是对称性

那么非对称性的加密，就是你与我之间，我把这个数据进行加密，你可以用不同的密码或者说我们称为公钥，公开的公钥进行解密

二十一、同态加密

同态加密，是指我对这个加密的数据，可以直接进行运算处理，不需要解密进行处理

处理的结果，我可以给数据的拥有者

然后他进行解密，解密的结果跟数据没有经过加密进行运算的结果是一样的，这就是同态加密

二十二、到目前为止，区块链的发展经历了几个阶段？

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目前普遍认为有三个阶段：

第一个阶段，或称区块链1.0，以比特币为代表的数字货币领域创新，如货币转移、兑付和支付系统等。

第二个阶段，或称区块链2.0，以智能合约为代表的企业级应用领域，此时更多的是做一些合约方面的创新，是涉及交易方面的商业合同，比如股票、证券的登记、期货、贷款、清算结算等。

第三个阶段，或称区块链3.0，区块链进入社会治理领域，包括了身份认证、公证、仲裁、审计、物流、医疗、签证、投票等领域，应用范围扩大到了整个社会，区块链技术有可能成为“万物互联”的一种最底层的协议。

当变化来临时，把头埋进沙子解决不了任何问题。兴许我们一辈子也不需要真正掌握这些高深莫测的技术，但当身边一切的信息应用和金融产品服务都建立在区块链之上时，我们的阅读和学习都将帮助我们更好的拥抱一个新世界，认识一个新的价值转移、无需信任、权利证明的方式。