比特币和区块链
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Bitcoin & Blockchain
年月号
Leabharlann Baidu
derek
2016年6月
目录 Contents
bitcoin的简 介
bitcoin与 blockchain
对blockchain 的思考
1
1. bitcoin的简介
白皮书诞生于2008 2009年3月创世纪块诞生
Satoshi Nakamoto
中本聪 日裔美国人
2. bitcoin与blockchain
（1） 交易
什么是交易
···
• 内容：一系列的数据转换
• 格式 输入与输出 • 输入：收入来源 • 输出：此次交易的金额
2. bitcoin与blockchain——
(1)交易
（1） 交易
In: Previous tx: f5d8ee39a430901c91a5917b9f2dc19d6d1a0e9cea205b009ca73dd04 470b9a6 Index: 0 scriptSig: 304502206e21798a42fae0e854281abd38bacd1aeed3ee3738d9e144 6618c4571d1090db022100e2ac980643b0b82c0e88ffdfec6b64e3e6b a35e7ba5fdd7d5d6cc8d25c6b241501
存在的攻击
···
Selfish mining doublespending attack
51 attack
Bitcoin attacks
……
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（3） 通信网络
Peer-to peer Communication network
···
洪泛法
广而告之
快速扩散
2. bitcoin与blockchain——
(3)通信网络
（3） 通信网络
···
网络的性能和稳定性对共识协议的影响： • 从一个区块产生到被其他所有节点所接受的时间 段内，任何网络延迟都会增加分叉的概率（分叉 的概率越高，stale blocks的数量越多） • 这些不一致的状态会降低main chain的增长， 增加网络中的敌手攻击的优势，例如doublespending attack； • 还会导致额外的带宽开销。
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
挖矿
···
计算难题 （hash）
广播
block
验证
矿工
奖励 小费
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
分叉与stale block
···
在产生区块的时候会出现两个或多个节点计算 出区块，这称之为分叉（fork），中间节点在确认 这些区块的时候会选择链最长的区块，而其他的区 块（称之为stale block）直接被丢弃。
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
2. bitcoin与blockchain——
(3)通信网络
03
对 blockchain 的思考
3 区块链
···
3. 对 blockchain 的思 考
·· ·
存入区块的数据是什么 ？ 激励机制如何确定？ 数学难题难度把握？ ……
怎么用
···
Out: Value: 5000000000 （发送的币值,以Satoshi 为单位,1BTC = 108 Satoshi） scriptPubKey: OP_DUP OP_HASH160 404371705fa9bd789a2fcd52d2c580b65d35549d OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG 2. bitcoin与blockchain—— (1)交易
特性： • 去中心化 • 交易记录防篡改 • 防伪造… 用途： • 无法通过交易追踪用户 • 勒索软件 • 洗黑钱…
电子货币 : 莱特币，狗狗币 ，未来币，……
1 bitcoin约兑换3,500.00元人 民币
1. Bitcoin的简介
Bitcoin 与 blockchain
2
交易 网络 共识
比特币的三大技术组件
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
共识协议
•
•
···
交易须由全局确认才能添加到区块链中
中本聪发明了Nakamoto consensus mechanism
挖矿
• • 矿工计算复杂难题（hash）获得区块 激励机制
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
共识协议
每个全节点依据综合标准对每个交易进行独立验证 ；
···
通过完成工作量证明算法的验算，挖矿节点将交易记录独立打包进新区块；
每个节点独立的对新区块进行校验并组装进区块链；
每个节点对区块链进行独立选择，在工作量证明机制下选择最长的区块链。
年月号
Leabharlann Baidu
derek
2016年6月
目录 Contents
bitcoin的简 介
bitcoin与 blockchain
对blockchain 的思考
1
1. bitcoin的简介
白皮书诞生于2008 2009年3月创世纪块诞生
Satoshi Nakamoto
中本聪 日裔美国人
2. bitcoin与blockchain
（1） 交易
什么是交易
···
• 内容：一系列的数据转换
• 格式 输入与输出 • 输入：收入来源 • 输出：此次交易的金额
2. bitcoin与blockchain——
(1)交易
（1） 交易
In: Previous tx: f5d8ee39a430901c91a5917b9f2dc19d6d1a0e9cea205b009ca73dd04 470b9a6 Index: 0 scriptSig: 304502206e21798a42fae0e854281abd38bacd1aeed3ee3738d9e144 6618c4571d1090db022100e2ac980643b0b82c0e88ffdfec6b64e3e6b a35e7ba5fdd7d5d6cc8d25c6b241501
存在的攻击
···
Selfish mining doublespending attack
51 attack
Bitcoin attacks
……
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（3） 通信网络
Peer-to peer Communication network
···
洪泛法
广而告之
快速扩散
2. bitcoin与blockchain——
(3)通信网络
（3） 通信网络
···
网络的性能和稳定性对共识协议的影响： • 从一个区块产生到被其他所有节点所接受的时间 段内，任何网络延迟都会增加分叉的概率（分叉 的概率越高，stale blocks的数量越多） • 这些不一致的状态会降低main chain的增长， 增加网络中的敌手攻击的优势，例如doublespending attack； • 还会导致额外的带宽开销。
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
挖矿
···
计算难题 （hash）
广播
block
验证
矿工
奖励 小费
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
分叉与stale block
···
在产生区块的时候会出现两个或多个节点计算 出区块，这称之为分叉（fork），中间节点在确认 这些区块的时候会选择链最长的区块，而其他的区 块（称之为stale block）直接被丢弃。
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
2. bitcoin与blockchain——
(3)通信网络
03
对 blockchain 的思考
3 区块链
···
3. 对 blockchain 的思 考
·· ·
存入区块的数据是什么 ？ 激励机制如何确定？ 数学难题难度把握？ ……
怎么用
···
Out: Value: 5000000000 （发送的币值,以Satoshi 为单位,1BTC = 108 Satoshi） scriptPubKey: OP_DUP OP_HASH160 404371705fa9bd789a2fcd52d2c580b65d35549d OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG 2. bitcoin与blockchain—— (1)交易
特性： • 去中心化 • 交易记录防篡改 • 防伪造… 用途： • 无法通过交易追踪用户 • 勒索软件 • 洗黑钱…
电子货币 : 莱特币，狗狗币 ，未来币，……
1 bitcoin约兑换3,500.00元人 民币
1. Bitcoin的简介
Bitcoin 与 blockchain
2
交易 网络 共识
比特币的三大技术组件
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
共识协议
•
•
···
交易须由全局确认才能添加到区块链中
中本聪发明了Nakamoto consensus mechanism
挖矿
• • 矿工计算复杂难题（hash）获得区块 激励机制
2. bitcoin与blockchain——
(2)共识协议与挖矿
（2） 共识协议与挖矿（consensus protocol and mining）
共识协议
每个全节点依据综合标准对每个交易进行独立验证 ；
···
通过完成工作量证明算法的验算，挖矿节点将交易记录独立打包进新区块；
每个节点独立的对新区块进行校验并组装进区块链；
每个节点对区块链进行独立选择，在工作量证明机制下选择最长的区块链。