区块链技术与应用学习笔记(持续更新中)

区块链

前言

  • 区块链是一门金融与计算机的交叉学科 它并不是一门最近才兴起的 而是早在很多年前就火爆起来了 反而是现在逐渐趋于平静 其实对于区块链很多不学计算机的朋友应该是不太熟悉的 但是 一提到比特币 以太坊 挖矿 基本上大家都有所耳闻 其实比特币当时的发行是跟黄金的政策有很大的关系

  • 当时美国政府在很多年前颁布了一个政策 不允许公民私自持有黄金 然后以低价大量收购公民手里的黄金 这时候政府就充当了第三方平台 整个内部的细节其实是对普通公民是不透明的
  • 在过了几年之后 又允许公民持有黄金了 但是当时政府就通过各种手段 去哄抬黄金价格 其实就变相的导致了公民的财产减少了

于是当时就出现了比特币 其实它的核心就是去中心化 就好比原来的政府银行有一个统一的大账本 然后比特币就依托区块链技术实现了一个共享账本 每个人都可以看见 也就意味着没有人可以去轻易的修改它 十分的透明 下面是我的学习笔记

从比特币到区块链

  • 我们可以从最简单的交易说起 其实早在移动支付没有兴起之前 我们一直都是秉持的一种一手交货一手交钱的一种交易模式 但是自从有了银行和支付宝等这种第三方平台 我们就逐渐步入了线上交易 但是其实线上交易时需要付出很大的信任成本的 因为你的钱从实打实的钞票和黄金看得见摸得着 变成了只是一串数字 你得足够信任这个第三方 比如它不会修改你的账户余额
  • 比特币的出现
  • 其实比特币的出现就消除了第三方的影响

区块链如何运行

  • 上面一章我们讲到了区块链技术 其实是一个多人共同记账的一个分布式账本 其实本质上就是因为我们彼此都不信任 所以不希望任何一个人来单独地控制这个账本 这一章主要就是说区块链到底是怎么让多人同时记一个账本

账户体系:公钥与私钥

  • 其实想要建立起一个完全透明的交易体系 我们就需要在数学和密码学上花很多功夫

  • 理解区块链的账户体系,核心就是理解公钥和私钥 这一对非对称加密密钥,以及它们如何构成了一个去中心化、用户完全自主控制的账户。

  • 你可以把它想象成一个高科技的、数学化的"数字保险箱":

  1. 私钥 :这是你的 "万能钥匙""所有权凭证"

    • 它是什么:一长串由随机数生成的、绝密的密码(例如,64位的十六进制字符串)。它也可以表现为12或24个英文单词的"助记词",本质相同。
    • 核心作用生成公钥 ,并对交易进行数字签名。签名证明了"你确实是你,并且授权了这笔交易"。
    • 最重要的规则必须绝对保密,永不泄露。谁拥有了私钥,谁就完全控制了该账户里的一切资产。丢失了私钥,就等于永久丢失了账户。
  2. 公钥 :这是由私钥通过单向数学函数推导出来的,可以看作是保险箱的 "公开账户编号"

    • 它是什么 :一长串公开的字符。从公钥无法反推出私钥,这是数学保证的安全基础。
    • 核心作用 :用来验证签名。当你的交易用私钥签名后,网络上的任何人用你的公钥都能验证这个签名是否有效,从而确认交易确实是你授权的。
  3. 区块链地址:这是公钥经过进一步哈希计算和编码后得到的更短、更易用的字符串。

    • 它是什么 :就像你的银行账号邮箱地址,可以公开告诉别人,用于接收资产。
    • 核心作用:公开的收款地址。它由公钥生成,但通常无法直接反推出公钥(增加了隐私性)。

它们三者的关系和账户运作流程:
私钥 → (单向生成) → 公钥 → (单向哈希/编码) → 区块链地址

  • 开户 :系统随机生成一个私钥 ,然后自动推导出对应的公钥和地址。没有注册中心,你自己生成即开户
  • 收款 :你把你的区块链地址告诉付款人。
  • 支付/授权 :当你需要动用资产时,你用私钥对交易信息(如"从地址A转X币给地址B")进行签名,然后将签名和交易一起广播到网络。
  • 验证 :网络节点用你的公钥来验证这个签名是否有效。如果有效,交易就被确认并记录上链。

与传统银行账户的核心区别:

  • 无中心机构:没有银行帮你保管、找回或冻结账户。你就是自己资产的唯一银行。
  • 自主与控制:账户的控制权100%在于私钥,而非某个公司的数据库记录。
  • 匿名/假名:地址通常是一串字符,不直接绑定你的真实身份(除非主动关联)。
  • 总结一下:
    私钥是所有权和控制权本身,必须像守护生命一样守护它;公钥是验证你身份的凭据;地址是公开的收款标识。 这三者共同构成了一个无需信任第三方、由数学和密码学保障的自主账户体系。

挖矿:竞争记账权

  • 其实我们在之前就总听别人说挖矿 用各种显卡 那时候风靡全球 其实现在有显著降温的核心的就是投入产出比低了很多 比特币每四年奖励就会缩减一半 而且不再增发 目前的奖励其实已经非常少了 等到了2050年其实我们的奖励就真的少的忽略不计了
  • 回到挖矿行为本身 其实我们可以理解为有巨大成本、有严肃奖励、并维护了整个系统安全的猜数字竞赛

区块链的骨骼与灵魂

结语

  • 争取两周学完
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