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比特币有哪些精妙的设计?

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  • 乔延宏

    《精通比特币第二版》译者,微信公众号:云天明

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    比特币代表了数十年密码学和分布式系统研究的结果,包括四个关键创新,这四个创新以独特和强大的组合结合在一起。这四个创新中凝聚了中本聪许多精妙的设计。

    比特币这四个创新包括:



    * 去中心化的对等网络(比特币协议)

    就是这个系统是没有中心化的管理部门进行维护,它是完全依赖世界各地的,存在于互联网上的计算机,大家遵守一定的规则共同进行维护的。随着规模的扩大,这样的系统很难被政府机构或者其他势力彻底销毁。比特币网络节点中的SPV节点,采用布隆过滤器实现只关注自己相关的交易,放弃数据库遍历查询,非常精妙。节点将交易放入内存池,utxo放入单独使用永久存放数据库,也大大提高效率。



    * 公共交易总帐(区块链)

    比特币系统中的交易打包成为一个一个的区块,相当于一页一页的账本,所有页面和账本之间是通过加密算法连接起来的,随着账本越来越厚,修改某个页面或者交易,几户不可能。区块头只记录父区块哈希,节省空间,默克尔树根非常精妙解决确认交易是否存在于区块中。



    * 独立交易确认和货币发行的一套规则(共识规则)

    所有挖矿节点独立验证交易,区块,独立入链,独立选择自己认为的主链。这种独立性,虽然会造成分叉,但是由于共识规则的约束,又会使大部分分叉自动回归主链。



    * 实现有效的区块链全球去中心化共识的机制(工作量证明算法)

    比特币发行总量是2100万个,货币发行规则是矿工挖矿产生,矿工挖矿的过程就是相互之间竞争,争夺记账权,获得记账权的矿工得到系统的奖励,这样即保证了系统安全,又实现了货币发行。pow是比特币最大的贡献,通过target值,引导矿工对区块头和随机数一起进行哈希,实现调整难度和效率之间的平衡。



    如果深入细节,比特币当中还有一些巧妙运用前人成就的设计,比如从私钥到公钥到地址,引入非对称加密算法和椭圆曲线实现签名,hd钱包中一组主密钥衍生子密钥,使钱包地址几乎无限。理解比特币这些设计,让人不得不佩服中本聪的智慧。

     

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  • baidang201

    区块链技术探索者,精通C++,研究区块链技术. 区块链研习社成员,007er,简书 剑有偏锋 yoyow=409599711

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    1 使用区块哈希指针来连接上一个区块,不但可以告诉你数据存储的位置,也可以有一种方式来验证数据能不能被篡改

    2 使用了椭圆曲线密码体系,不小心避开了NSA留在RSA等加密算法的后门

    3 默克尔树,可以对这个区块的所有交易,进行快速的数据验证

    4 pow机制,开创性的解决了占拜庭将军问题。在不信任的网络进行信息传递。引入经济学原理有交易费用和挖矿奖励,使用矿工解决网络安全。

     

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  • Fintech观察家

    公众号:Fintech观察家—yoyow:477960801

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    1. 去掉账户概念,利用UTXO动态实时校验交易余额。

    2. 算力动态调整,保持区块约10分钟产生一个。

    3. 根据投入的算力,建立POW共识,解决了拜占庭将军问题。

     

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