区块链100问之交易机制/账户

区块链100问之交易机制、账户


  
比特币和以太坊的交易机制分别是什么？

答：

• 比特币交易模型是UTXO
  
• 以太坊交易模型是Account —>同盟链也是
  更多是用在智能合约型的区块链上
  

Account模型运行机制？

答：
Account：Account Based

• 传统账户模型：余额作为状态
  
• 中心化体系中，甚至在同一个数据库中，会直接退化成一个事件
  
• 特点：交易只是事件自己，不包含结果，交易的共识和状态的共识本质上可以隔离的。
  
• 缺点:
  
  
  • Account 模型交易之间没有依靠性，需要解决重放问题
    
  • 实现闪电网络/雷电网络，Plasma 等，用户举证需要更复杂的 Proof 证明机制
    
  
  

UTXO模型运行机制？

UTXO：“Unspent Transaction Output“

• 思路：无状态，只记录交易事件而不记录最终状态，需要用户自行计算余额。
  
• 输入输出满足条件：
  
  
  • 任意交易至少一个输入、一个输出
    
  • 输入全部移动 输入金额= 输出金额之和 + 交易手续费
    
  
  
• 构造交易之后广播到全网
  

​ 上述交易TX中，每笔交易都可以找到向前交易，TX4的向前交易是TX2，TX2的向前交易是TX0；可以发现TX6的收款人未花费，则output0就是UTXO的真正语义---->Unspent Transaction Output，未花费的交易输出。

• 特点：
  
  
  
  • 较好的并行支付能力，一笔交易可以包含任意笔输入输出，同时也没有序次要求
    
  • UTXO 具有较好的可裁剪特性，可以压缩数据。在任意位置截断，记录 UTXO 对应的交易哈希即可，然后从其他节点获取并校验 UTXO，这也是 SPV 轻钱包工作的基础之一
    
  
  
• 缺点：
  
  
  
  • Blockchain-blindness：只能查看自己的历史轨迹
    将比特币体系上的所有交易执行一遍，将所有由自己解锁的，同时还没有被“花费”的交易输出收集得到自己余额
    
  • Value-blindness：不能提供非常精细的金额控制
    
  
  

矿工上块时就会验证。
交易是怎样确认的？怎样评估？怎样上链？

答：

• 假如请求少，则等10min，下一个区块就确认上链；假如请求多，拥堵就需要列队，矿工不断从等候记录的转账交易选手续高的举行转账；一旦已经交易确认，已被网络处理，不太大概被打消(后续的每一个区块都是对这个交易的确认)。
  
• 小额交易，则单块确认；大额交易，需要6个区块举行确认(也就是1小时)
  

什么是SPV？怎样运作？

答：轻钱包SPV(Simplified Payment Vertification)

• 未存储交易数据的节点，判断交易真实性，发请求Merkle Block Message
  
• 存储交易数据的客户端收到请求，将验证路径返回
  
  
  • 查交易，找区块TX1
    
    
    
    • 数据结构=>关系型数据库，用sql查询
      
    • 时间戳定位区块位置
      
    • 可以借助中介(第三方网站)
      
    
    
  • 查抄区块是否在网络的最长链条里
    
  • 取出所有交易天生的Merkle Tree，get Proof方法得到交易验证路径
    
  • 验证路径发送回请求端
    
  
  
• SPV得到路径，做merkle校验，确认无误认为可信
  

除了SPV验证，Merkle Tree还有什么作用？

答：

• 最直接的就是判断数据是否被篡改
  在区块内部存放各层各交易的哈希值以及root哈希值，由于高一级的hash被下层交易锁影响，下层交易修改，高一级哈希不再匹配
  

• P2P下载
  从多个节点下载的数据块，怎样验证未被修改？
  
  
  
  • Hash List：计算每个数据块的哈希值作为一个列表，并做一个根哈希，雷同merkle tree 的逻辑结构
    
  • 下载方吸收到根哈希和哈希列表(种子文件)，来验证自己下载的区块完备性
    
  
  
• 成员从属证明(Proof of Membership)
  整棵树不完备的情况下快速判断数据块是否正当
  

                                         总结点数                            n                                     T                            r                            e                            e                            _                            h                            e                            i                            g                            h                            t                            −                            1                            =                            ⌈                            l                            o                                       g                               2                                      n                            ⌉                            =                            验证需要的                            H                            a                            s                            h                            值个数                                     时间复杂度为                            O                            (                            l                            o                            g                            (                            n                            )                            )                                  总结点数n \\ Tree\_height-1=\lceil log_2n\rceil=验证需要的Hash值个数\\ 时间复杂度为O(log(n))                     总结点数nTree_height−1=⌈log2​n⌉=验证需要的Hash值个数时间复杂度为O(log(n))
交易的分类？

答：

• 发行铸币(50BTC)
  
• 转账
  

没有销毁机制
怎样解决双花问题？

答：双花指的是double spent，攻击者同时将一笔钱作为不同的交易或抹掉自己给别人的转账记录。
中本聪提出==>

• 每次交易都要向整个网络广播
  
• 在P2P网络中最早打上时间戳并挖矿成功的那个交易为交易成功
  
• 等候多次确认
  

比特币上账户地址天生用什么哈希算法？

极客时间版权所有: https://time.geekbang.org/column/article/6224
答：

• 在非对称算法中，私钥一般是通过一个随机数产生的，这个随机数也叫做种子，从这个角度来说，知道了这个随机数也就等于知道了私钥，不过私钥的产生范围非常大，在比特币中是 2 的 256 次方，差不多在 10 的 70 方数量级上。
  
• 假如你产生随机数的算法富足均匀分布，私钥碰撞的大概性比中了 1 亿大奖同时被雷劈中的概率还要小数亿倍。所以区块链对产生随机数的算法要求比较高，它要求真实的均匀随机分布，而不是计算机伪随机数。
  

假如我们有了私钥，接下来就如图所示：

• 从私钥到公钥，是由非对称加密算法保证的，这种算法在比特币中选择的是 ECDSA 算法，ECDSA 算法中选择的椭圆曲线名为 secp256k1。
  
• 从公钥到地址，是由哈希算法保证的，在这一步使用了 SHA256 和 RIPEMD160。椭圆曲线加密算法 ECC 使用了“寻找离散对数”的难解性提供了单向不可逆性
  
• 58base编码得到最闭幕果
  

比特币和以太坊对比？

比特币以太坊编程不支持循环支持智能合约(solidity)哈希函数SHA256、RIPEMD-160、ECDSA(Secp256k1)Keccak-256交易模型UTXO(不可分，缺少状态)Account难度2016块调整(≈2weeks)自反馈机制 PS

Token：Token 确实是数字资产的承载情势，但交易并不是数字资产的唯一资产。
区块链基础技能：P2P 网络、共识机制、哈希与加密算法、记账模型（UTXO）
PoS 共识机制改变了 PoW 工作量证明的验证方式，验证区块Token 对应的 Stake，用以替代 PoW 的工作量证明
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