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区块链100问之交易机制、账户

文章目录

- 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？
    - Account模型运行机制？
    - UTXO模型运行机制？
    - 交易是如何确认的？如何评估？如何上链？
    - 什么是SPV？如何运作？
    - 除了SPV验证，Merkle Tree还有什么作用？
    - 交易的分类？
    - 如何解决双花问题？
    - 比特币上账户地址生成用什么哈希算法？
    - 比特币和以太坊对比？
    - PS

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 —>联盟链也是

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
中心化系统中，甚至在同一个数据库中，会直接退化成一个事务
特点：交易只是事件本身，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:
1. Account 模型交易之间没有依赖性，需要解决重放问题
2. 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：
1. 任意交易至少一个输入、一个输出
2. 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：
1. 较好的并行支付能力，一笔交易可以包含任意笔输入输出，同时也没有次序要求
2. 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：
1. Blockchain-blindness：只能查看自己的历史轨迹
  
  将比特币系统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
2. Value-blindness：不能提供非常精细的金额控制

在这里插入图片描述

矿工上块时就会验证。

交易是如何确认的？如何评估？如何上链？

答：

如果请求少，则等10min，下一个区块就确认上链；如果请求多，拥堵就需要排队，矿工不断从等待记录的转账交易选手续高的进行转账；一旦已经交易确认，已被网络处理，不太可能被撤销(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个区块进行确认(也就是1小时)

什么是SPV？如何运作？

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
1. 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)
2. 检查区块是否在网络的最长链条里
3. 取出所有交易生成的Merkle Tree，get Proof方法得到交易验证路径
4. 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

在这里插入图片描述

P2P下载

从多个节点下载的数据块，如何验证未被修改？
- 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，类似merkle tree 的逻辑结构
- 下载方接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整性
成员隶属证明(Proof of Membership)

整棵树不完整的情况下快速判断数据块是否合法

在这里插入图片描述

$\\ Tree\_height-1=\lceil log_2n\rceil=验证需要的Hash值个数\\ 时间复杂度为O(log(n))$

交易的分类？

答：

发行铸币(50BTC)
转账

没有销毁机制

如何解决双花问题？

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
等待多次确认

比特币上账户地址生成用什么哈希算法？

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。
如果你产生随机数的算法足够均匀分布，私钥碰撞的可能性比中了 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。

如果我们有了私钥，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 利用了“寻找离散对数”的难解性提供了单向不可逆性
58base编码得到最终结果

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形式，但交易并不是数字资产的唯一资产。

区块链基础技术：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