2008年，化名为中本聪的人发表了论文《Bitcoin：APeer-to-PeerElectronicCashSystem》
2009年1月3日，中本聪开发运行了比特币客户端程序并进行了首次挖矿，获得了第一批的50比特币
比特币一种基于密码学原理，无需第三方介入的电子支付系统。
在区块链技术中，存在三种主要类型的链：公有链、联盟链和私有链。它们在许多方面有所不同，包括访问权限、去中心化程度和用例。
区块链不可能三角：去中心化、效率以及安全性不可能同时做到最优，需要在三者之间兼容均衡！
根据不可能三角原理，在区块链系统中，难以同时实现这三个目标的最佳状态。改进某一个方面通常会对其他方面产生影响。例如：
区块链由应用层、合约层、激励层、共识层、网络层以及数据层组成；
应用层：最顶层的应用
合约层：即智能合约、脚本代码
激励层：数字货币的发行机制等
共识层：PoW、PoS共识机制
网络层：P2P网络、验证机制
P2P即，Peer-to-Peer，对等网络，相对于CS架构，P2P有以下特点：
1.没有服务器
2.任意端系统之间直接通信
3.节点阶段性接入Internet
4.节点可能更换IP
如果使用P2P网络，就失去了中心化服务器，那怎么知道去哪里下载文件呢？如何索引呢？
P2P网络中一般有三种索引方式，分别对应着P2P网络架构：
1.集中式索引，在集中式索引中，内容和文件传输是分布式的，但是内容定位趋势高度集中化的。
2.洪泛式索引，洪泛式查询是完全的分布式架构，每个节点对它共享的文件进行索引，且只对它共享的文件进行索引，一定查询命中，则利用反向路径返回查询节点地址。
3.层次式覆盖网络，层次式覆盖介于集中式和洪泛查询之间的方法
哈希函数是密码学中的一个特殊而重要的密码算法，是一个单向函数，其运算过程中会有信息熵的丢失！
此外，网上也有很多在线哈希计算的工具，例如：在线哈希计算
一个优秀的哈希函数应具备以下性质：
1.可以作用于任意长度的数据块
2.可以产生固定长度的输出
3.给定任意长度输入，输出的计算相对容易
4.对于给定的哈希值，要找到原数据在计算上是不可行的（单向性）
5.对于一条消息及其哈希值，无法找到另一条消息使其计算出同样的哈希值（抗碰撞性）
哈希函数常用于数字签名和检查文件完整性方面。
对称加密指的是加密解密使用同一个密钥，主要加密算法代码是DES和AES
DES密钥长度是64位，但是实际有效位数是56位，因为每个第八位用于奇偶校验，由于其长度较短，容易被暴力破解，目前已经认为不在安全；
AES密钥长度是128、192等长度，比DES更安全，目前被广泛使用。
因此：虽然DES和AES都是对称加密算法，但由于DES密钥长度较短且易受到暴力破解攻击的影响，因此已被AES所取代。AES具有更长的密钥长度和更高的安全性，因此在实际应用中更为普遍，并被视为更加安全可靠的加密标准。
非对称加密是一种加密方法，与对称加密不同，它使用一对密钥进行加密和解密：公钥（PublicKey）和私钥（PrivateKey）。这种加密方式也被称为公钥加密。
发送方可以使用接收方的公钥对数据进行加密，只有拥有对应私钥的接收方才能解密数据。
但是相对于对称加密，非对称加密的运算速度较慢，效率较低
常见的非对称加密算法：RSA、ECC
定义：环签名是数字签名的一种变种，允许签名者保持匿名性。它允许签名者使用自己的私钥在一组用户中生成一个签名，但不泄露签名者的身份。
工作原理：在环签名中，签名者能够生成一个签名，并且不必暴露自己的身份。签名的验证方仅知道签名来自特定群体的一个成员，而无法确认是其中的哪个成员。
环签名的签名方掌握一组公钥及其中一个公钥的私钥。
应用：环签名可用于匿名投票、隐私保护的交易、身份验证等场景，允许进行匿名签名和验证。
数字签名和环签名的主要区别在于匿名性。数字签名是为了确认消息的真实性和发送者身份，而环签名是为了确保签名的匿名性，即签名者的身份不被披露。
在分布式计算理论中：共识是指在计算过程中需要的某些数据值达成一致
在区块链中：共识是指所有共识节点（参与验证节点）按照相同顺序执行交易，写入账本
我们把存在作恶节点的系统成为拜占庭错误，否则称为非拜占庭错误，相应地，把能够应对拜占庭错误的共识算法称为拜占庭容错的，否则为非拜占庭容错的。
PoW（Proof-of-Work，工作量证明）是比特币中所使用的共识算法
比特币共识的目的是使得每个节点的账本一致。
所有节点通过工作量证明来争夺记账权，最先提供工作量证明的节点向全网广播自己的区块（账单），其他所有节点验证无误后将该区块同步到自己的区块链（账本）中。
可以把工作量证明体现为一个难题，但是这个难题的选取有三个条件：
1.难题的条件比较复杂
2.对计算结果的验证非常方便
3.关于每个区块的难题都不同
PoS（Proof-of-Stack）权益证明
虽然PoW巧妙利用工作量证明成功防止了女巫攻击，但是PoW带来的资源浪费是不可忽视的，在这一背景下，PoS应运而生。
PoS认为：持有货币越多的人越不可能作恶
PoS巧妙的使用币龄的大小来衡量获得记账权的概率，同时，一旦挖出一个区块便将该节点币龄清零
但是PoS仍然有资源浪费，同时容易形成财富中心，不是一个健康的系统，PoS首次在点点币中被使用
DPoS（DelegatedProof-of-Stake，委托权益证明）
在DPoS中，所有节点分为记账节点和普通节点
共识流程：
1.节点申请成为候选记账节点
2.所有持币节点参与投票，选出n个记账节点
3.由n个记账节点轮流参与记账
4.每一轮记账过后调整记账节点，同时剔除作恶节点和未能完成记账的节点
PoW、PoS、DPoS的算法核心都是随机地选取一个节点进行记账打包区块，其他所有节点验证并接受区块。
而VRF本身不是共识算法，其是一种随机机制
随机机制必须满足：
1.能够抵御女巫攻击
2.随机的结果全网统一
3.随机结果不可预测
在区块链中，使用VRF（可验证随机函数）来选择出块节点通常涉及以下过程：
通过使用VRF，区块链网络可以实现一种随机但又可验证的出块机制。这种方法通过随机数确保了公平性和抗攻击性，而其他节点可以验证这个随机数的合法性。VRF被认为是一个有效且安全的方式来选择出块节点，同时避免了中心化的控制。
比特币是由一系列概念和技术作为基础构建的数字货币生态系统
比特币代表了数十年密码学和分布式系统研究的高潮
比特币系统由用户、交易以及旷工组成。
比特币交易的构建一般会经历三个过程：
1.获取交易输入2.创建交易输出3.广播交易
4.交易广播后会通过比特币P2P网络传送到各个节点进行验证计算
交易只有被找到工作量证明的旷工打包到区块中之后，这个交易才会成为区块链的一部分。
此外，一般认为一个区块经过六次以上确认就被认为是不可撤销的！
区块链深度与高度的区别：
“深度”通常指的是一个特定区块相对于区块链中的最新区块的距离。它表示某个特定区块相对于当前最新区块的区块数。例如，如果最新区块的高度是100，而某个特定区块的高度是90，那么这个特定区块的深度就是10（最新区块的高度减去该特定区块的高度）。
深度可以用于描述交易的确认次数或确定交易在区块链上的位置。当一个交易被包含在区块链中越来越多的区块中，它的深度也会不断增加，这通常表示交易被越来越多的区块确认。
“高度”通常是指区块链中特定区块在整个区块链中的位置或编号。它代表着区块在区块链中的顺序或序号。例如，第一个区块（创世块）的高度是0，而每新增一个区块，区块链的高度就加一。
因此，区块链的高度表示了区块链的长度，即当前区块链中已经包含的区块数量。
总结：深度指的是特定区块相对于最新区块的距离，而高度表示了区块在整个区块链中的顺序或编号。深度用于描述区块或交易在区块链中的相对位置，而高度表示区块链中的绝对位置。
1.获取指定高度区块的哈希值
bitcoin-cligetblockhash
2.获取指定区块的信息
bitcoin-cligetblock
3.查看核心客户端状态信息
bitcoin-cligetinfo
4.查看命令列表
bitcoin-clihelp
5.以十六进制返回交易信息
bitcoin-cligetrawtransaction
6.解码序列化后的交易信息
bitcoin-clidecoderawtransaction
7.创建新的比特币地址
bitcoin-cligetnewaddress
8.获取指定地址对应的私钥
bitcoin-clidumpprivkey
9.获取全部对等节点的连接信息
bitcoin-cligetpeerinfo
私钥通过椭圆曲线乘法计算得到公钥。
椭圆曲线乘法特点就是向一个方向计算很容易，但是不可以向反方向推导！
每个比特币账户包括一个私钥和一个公钥。私钥（k）是一个随机产生的数字。有了私
钥，我们就可以使用椭圆曲线数乘这个单向加密函数产生一个公钥（K）。有了公钥（K），
我们就可以使用一个单向加密哈希函数生成比特币地址（A）。私钥、公钥和比特币地址之
生成一个比特币私钥在本质上是在1-22562^{256}2256之间随机选一个数字
原始生成私钥方法：可以用硬币来随机生成私钥：抛硬币256次，正面记1，反面记0。
这样就可以得到一个256位的二进制数字，作为比特币私钥。
WIF格式私钥：
WIF（WalletImportFormat）是一种用于在各种比特币钱包之间导入私钥的标准格式。WIF格式的私钥是对原始私钥的编码，以便更容易地管理和传输私钥信息。
WIF格式私钥的主要特征是，它以一种易于识别和使用的格式表示私钥。通常它以一个字母开头，表明私钥的网络（如主网或测试网），后面接着一个私钥的哈希值（Base58编码）。此格式不仅包含私钥，还包含校验和和其他信息，使其更容易识别和转换为十六进制私钥。
使用WIF格式的私钥使得用户能够在不暴露私钥的情况下更方便地导入到比特币钱包中，并在比特币交易中使用。
比特币公钥是通过密码学算法生成的
K=k?GK=k*GK=k?G
毕竟x与y满足椭圆曲线关系式，因此只需要存储x即可计算出y坐标，但是还需要保留y的符号。
因此，压缩办法就出来了！
如果y坐标是奇数，压缩公钥的前缀是03
如果y坐标是偶数，压缩公钥的前缀是02
而Base58是Base64的子集，但是Base58舍弃了Base64中容易读错和混淆的子串，简而言之，Base就是由不包括0（零）、O（大写O）、l（小写字母L）、I（大写字母i）四个字符的大小写和数字组成。
假设你穿越到10年前，购买了一大笔bitcoin后，如何安全地保管私钥，等待多年后的升值？
1.可以使用一个长密码对经过WIF编码的私钥进行加密，然后将WIF格式私钥和长密码分别存储在不同的纸钱包中
3.不要在公开的网络上公布私钥或让其暴露在未经加密的环境中
UTXO：为花费交易输出
其实，比特币系统中是没有余额的概念的，实际上一个钱包地址对应的所有可用的UTXO
比特币存储的实际上是一笔又一笔的交易，最后永远只有未花费过的交易输出，也就是UTXO
交易包括交易输入和交易输出
此外，可以在比特币核心客户端中经过解码查看具体的交易结构，步骤如下：
bitcoin-cligetrawtransactiontxid#查看txid对应的系列化后的原始交易数据bitcoin-clidecoderawtransaction
比特币交易脚本语言称为脚本，是一种基于栈执行的逆波兰表达式语言，其是非图灵完备的，每一笔交易被验证时，每一个输入中的解锁脚本scriptSig与对应的输出中的锁定脚本scriptPubKey一起执行，以确定交易是否满足支付条件。
同一网络中的每台计算机都彼此对等，每个节点共同提供网络服务，不存在任何特殊节点
比特币为什么要使用P2P模型：
1.拓扑结构简单
2.比特币本身设计就是一种点对点的数字现金系统
节点的功能：钱包、挖矿、保存完整区块链以及路由
Miner：收集交易、制作区块头获得出块奖励和交易费
Network：路由功能，所有的节点都有这个功能，其实验证和传播交易
1.普通全节点
只要是下载了完整且最新的区块链数据，那它就是一个全节点
2.比特币核心全节点
是功能最全的节点，首先是一个全节点，另外还有钱包Wallet和Miner功能
3.SPV节点
前面谈到了四个节点类型，那么新入网的节点，如何接入比特币网络呢？需要哪些条件呢？
通信过程如下所示：
1.通过DNS种子节点发现对等节点
2.与其中一个对等节点建立TCP连接，端口在8333（这个端口通过被当做比特币使用的）
4.对等节点收到版本信息后检查其版本信息是否与本地兼容，如果兼容的话便会发送一个verack确认连接的信息
此外，每一个在线节点都必须定时进行两项工作：
1.新节点加入时引荐工作
2.定时发送消息，90分钟内通信消息，认为已经断开连接
这里需要注意，SPV节点只会收集并验证涉及它们钱包地址的交易，而不存储整个区块链，这样它们可以验证支付和余额而无需下载整个区块链。
那SPV节点没有完整区块链信息是如何验证交易的存在以及合法的呢？
当SPV接受到某个交易信息时，会先使用布隆过滤器来筛选，看看是不是自己感兴趣的地址，如果成功通过布隆过滤器筛选，则向全节点请求默克尔路径来验证某个交易的合法性，此外使用布隆过滤器还可以极大的保护SPV节点的隐私，不需要对外暴露自己感兴趣的地址。
Bloom过滤器被SPV节点用来过滤从它的对等节点接收到的交易，仅选择SPV节点感兴趣的交易，而不用暴露它感兴趣的地址或者密钥。
布隆过滤器（BloomFilter）是一种数据结构，用于快速检查一个元素是否属于某个集合，其设计基于哈希函数和位数组。
布隆过滤器具有以下特点：
基本操作包括插入和检查：
布隆过滤器常见的应用包括网络缓存、拼写检查、防止重复提交等场景，其中对于误判率的容忍度是一个需要权衡的因素。
区块是一种被包含在区块链里的聚合了交易信息的容器数据结构。
区块有区块头和区块体组成，区块头只有80Byte，而区块体大小不确定，其主要记录交易信息，同时每个区块大小不超过1MB。
区块标识符主要包括区块头哈希值和区块高度。
区块哈希值可以唯一、明确地标识一个区块，并且任何节点通过简单对区块头进行哈希计算都可以获取该区块的哈希值。此外，需要注意的是，区块头哈希值通过不包含在本区块的数据结构里，但通常作为元数据存储在一个索引数据库表中，以便于快速检索。
区块高度：通过该区块在区块链中的位置进行识别。
虽然一个单一的区块总是会有一个明确的、固定的区块高度，但是反过来不成立，一个区块高度并不总是识别一个单一的区块。
那这里思考一下，区块哈希值可以唯一标识一个区块，那么区块高度可以唯一标识一个区块吗？
哈哈，这里当然是不能，因为可能会有多个旷工同时挖出一个合法的区块，那么这样就会出现分叉的情况，就会导致多个区块拥有同一个区块高度，况且区块链中本身也有区块主链和备用链等。
区块链中的第一个区块被称为创世区块，它是所有区块的共同祖先，也就是说，无论从任何区块高度出发回溯，最终都可以找到创世区块。
每个区块中的第一笔交易都是Coinbase交易，其因为是发行比特币，所以其中没有交易输入，因此可以在交易输入中添加自定义的数据，早先也有人在里面示爱表白等。
此外，为了证明一个块中包含一个特定的交易，一个交易只要计算log2Nlog_{2}Nlog2N*32字节的哈希值，形成一条从特定交易到树根的认证路径或者默克尔路径，随着交易数量的增长，这样的计算量显得尤为重要。
有了默克尔树，一个节点能够仅下载区块头（80Byte/区块），然后通过一个全节点会是一条默克尔路径就能认证一条交易的存在，而不需要存储或者传输大量区块链中大多数内容了。
其实挖矿这个词有点误导，一般意义的挖矿类似于贵金属的提取，于是人们将更多的注意力集中到创造每个区块后获得的奖励。虽然挖矿的行为会被这种奖励所激励，但挖矿的主要目的不是这个奖励或者产生的新币。挖矿的过程会创建新币，但是挖矿不是最终目的，而是一种激励手段，通过挖矿能够实现去中心化的安全。
挖矿是一种去中心化的交易清算机制，通过这种机制，交易得到验证和清算。
挖矿保证了系统的安全，旷工们在挖矿过程中会得到两种类型的奖励：创建新区块的新币奖励以及该区块中所有交易的交易费。
为了得到这些奖励，旷工们争相完成一种基于加密散列算法的数学难题。这些被称为工作量证明的难题的答案会放在新区块中，作为旷工付出大量计算工作的证明。在工作量证明的竞争中，获胜者会得到奖励并且拥有在区块链上的记账权，这是比特币安全模型的基础。
挖矿经历了四个过程，从最初的CPU挖矿到GUP挖矿，然后到ASIC矿机挖矿，目前使用运算力挖矿了！、
由于比特币全网的运算水准在不断的呈指数级别上涨，单个设备或少量的算力都无法在比特币网络上获取到比特币网络提供的区块奖励。在全网算力提升到一定程度后，过低的获取奖励的概率，促使一些人开发出一种可以将少量算力合并联合运作的方法，使用这种方式建立的网站便称为矿池！
如果旷工加入矿池，成功出块的奖励支付到矿池的比特币地址，而不是单个旷工的。参加矿池的旷工把搜寻候选区块的工作量分割，并根据他们挖矿的贡献赚取份额，矿池为赚取份额设置了一个较高的目标值（较低难题），通常比比特币网络的难度低1000倍以上。
通过设置一个较低的取得份额的难度，矿池可以计量出每个旷工完成的工作量，每当旷工发现一个小于矿池难度的区块头散列值，就证明它已经完成了分配给自己的寻找结果所需的散列计算。
为了使应用程序能正常且长期运行，比特币提供了一系列的保证，可以作为基础模块来创建应用程序。
这些包括：
1.杜绝双重支付：确保UTXO不会被花费两次
2.不可篡改：一旦交易被记录到区块，并随后添加足够多的确认区块（超过6个），则交易数据可以认为不可篡改
3.中立：任何节点都可以支付足够多的费用来创建有效的交易
6.可审计性：所有交易公开、可审计
7.可核算：交易输入=交易输出+交易费
8.永不过期：有效的交易永不过期
9.公正性：无法通过破坏签名来修改交易
10.交易原子性：交易要么经过验证并被确认，要么不是
11**.面值固定**：交易输出是固定面值和不可分割的单位
14.复制性：交易被创建并验证有效后会被全网复制广播
15.防伪保护：无法凭空创建或伪造比特币
16.一致性：区块深度越深就与不可能被改变
17.可记录外部状态：每个交易可以通过OP_RETURN提交一个数据，来表示外部系统的状态改变
18.可预测发行量：总计不到2100万比特币
基于这些基础模块，有一些典型的应用：
染色币是指利用比特币交易来记录除比特币之外的外部资产以及外部资产的创建、所有权确认和转让的这类技术。
染色币用于跟踪第三方持有的数字资产和实物资产，并通过染色币所有权证书来进行交易。
例如：
可以在一张纸币上记录下，这是一张汽车兑换券，那么这张纸币就包含了一辆车的资产信息，可以通过交易这张纸币，达到车辆所有权买卖的目的。同样的，可以在一笔比特币交易上，记录类型的信息，以达到外部资产的转移。
当今主流的染色币：OpenAssets和Colu两种
此外，这两种系统对染色币的使用是相互隔离的，并不兼容，并且在普通系统中无法使用染色币
染色币的本质：
染色币交易本质上就是一笔合法的比特币交易，特殊之处在于交易的输出中包含一笔OP_RETURN交易，其中包含一块数据域，可以填入任意数据，染色币就是在这块数据域内记录数据的。
另外，一般的区块链浏览器不支持染色币协议，因此无法解析这块数据，而染色币浏览器中可以使用相应的染色币协议解析。
由于比特币系统10分钟出一个区块，每个区块的大小是1MB，最多有2000-3000笔交易，一次比特币每秒的交易量最多只有7次，这远远不能满足大众的需求。因此便诞生了支付通道。
支付通道：比特币区块链之外双方之间交换比特币交易的一种无须双方相互信任的机制。
状态通道：支付通道就是一种状态通道，其中被改变的状态是虚拟货币余额。
支付通道建立的过程如下所示:
1.资金交易：在交易双方之间建立一个状态通道，锁定的状态即为通道的初始余额
2.承诺交易：双方交换已签名的交易，任何一方都可提交结算到区块链上，但是等到通道关闭后再做结算。可以有多笔承诺交易，最新的承诺交易可以废止之前的。
简单支付通道是在理想情况下建立的，即双方均在合作，没有任何交易失败或者企图作弊的情况下工作。
但是真实情况下不能这么顺利，例如：
如果有人给支付通道付款后，某人掉线后，那么在通道中的资金就无法取出。此外，任何一方都可以向区块链上提交有利于自己的交易，例如，我买了1个小时的视频，但是我向区块链上提交的却是半个小时的费用，那该如何避免这样的情况呢？
3.双方之间的承诺交易也有数量限制
其核心思想是通过撤销密钥和承诺交易来异步控制比特币和交易所有权
此外：还有一个撤销密钥，因为撤销密钥的存在，允许被欺诈的一方通过占有通道的所有余额来惩罚不守信用的骗子。
通过这种设计结构，通道可以无限期地保持开放，并且可以拥有数十亿的中间承诺交易。
区块链技术，作为数字化时代的一项颠覆性创新，已经成为当今世界最令人瞩目的技术之一。自比特币的问世以来，区块链技术已经从仅仅支持加密货币发展成为一种具有广泛应用前景的分布式账本技术。其核心优势在于提供了一种安全、透明、不可篡改的数据存储和传输方式，这在金融服务、供应链管理、智能合约、身份验证等领域展现出巨大的潜力。
区块链技术做一个食品溯源系统
Libra是facebook发起的一个区块链项目，其使命是建立一套简单的、无国界的货币和为数十亿人服务的金融基础设施。
什么是Solidity语言？Solidity是一种智能合约高级语言，运行在Ethereum虚拟机（EVM）上。Solidity与其他语言
#C/C++实现区块链（下）之区块链实现（原创代码，转载必究）###看了上面的算法，相信大家基本可以猜到，相对于比特币的限量的性质，对于本算法来说，难解程度的根本原因即为向量环路的迭代次数。迭代次数越多，则算法越难解，从而导致解题需要花费更
#C/C++实现区块链（上）之加密算法（原创算法，转载必究）###本算法基于椭圆标准方程、线性代数、数据结构，纯属自制。仅供学习参考，不得用于商业用途。#####首先了解下椭圆标准方程：我们先模拟下长轴为Y轴时（即焦点F在Y轴上，F的横坐标
#C/C++区块链实现代码优化###你有多少电力，算完这道哈希，###比特币的共识太给力，随处可藏，无问东西。###因你的梦太美，我已不想再退，###算法来的信任太纯粹，好想带你全世界都走一回###分布式的记帐，多简单多抽象，###可中本聪