逐渐打开区块链的神秘的大门
一： 比特币的密码学原理
1.1 哈希函数
1.1.1 哈希碰撞
选取的哈希函数需要 有 collision resistance 即 在常理认为 哈希之后的数不会重复。
1.1.2 哈希单向性
即 x-> f(x) 是 单向性的，即f（x） 不可能 得出 x的 (条件： 输入的值范围要足够大，足够随机）所以阔以在源数据之中拼接一个 nounce 值。
1.1.3 puzzle friendly
知道输出，无法主导输入的值的大致范围，需要一个个 的进行计算，计算出NONCE， 在 block header 中有nonce，我们就需要算出这一个 nonce 值满足以下条件。 难以解决，容易验证。
1.1.4 哈希函数的算法
比特币 使用 SHA-256 哈徐算法
1.2 电子签名
1.2.1 非对称加密
使用公私钥对方式对信息进行加密和解密。
公钥加密，私钥解密。
因此r如果用私钥来 签名，相当于电子签名。
1.2.2 公私钥生成
生成的时候随机，那么随机 选取的随机源要good
二： 比特币的数据结构
2.1 哈希指针
有 指针域和哈希域
哈希域存上一个节点的哈希值。
2.3 莫克尔树
使用莫克尔树，阔以对区块记录下来的交易记录进行错误勘察（查看数据源中有哪一些是被篡改过的）
2.3 莫克尔 证明
需要去验证当前记录已经被打包在了区块中了
节点分轻节点和全节点。 轻节点只储存 block header 部分，一般运用在手机上。u。全节点需要去储存block header 部分和 block body 部分。
当轻节点想要去查找莫一交易记录是否已经记录在区块链中的时候。
那么需要全节点提供 红色部分的哈希值，然后 用要验证的交易记录来取一次哈希，接着用红色部分的哈希再来取一次哈希，不断重复这一个步骤。 最后 验证出来的 根哈希值和轻节点拥有的根哈希值比对 看是否对的上来验证交易记录是否存在区块链中。
2.4 区块结构
三： 比特币的共识算法
3.1 攻击方式
3.1.1 双花攻击
一个货币使用两次
解决方案：
- （中心化 是由央行发行 央行确认）
- （去中心化 使用 区块链方式 双向哈希指针，指向币的 来源和去向。
3.1.2 分叉攻击
六节点确认，一小时确认时间
3.2 分布式共识
FLP： 在一个异步的系统里，网络延迟没有上限，那么只要有一个错误，那么就无法达到共识。
CAP: Consistyncy, Availability, Partiton tolerance 三角形模型，无法满足三者完美。
3.2.1 挖矿
记录账本 -> 矿工 -> 计算nonce -> POW
四： 比特币系统的实现
4.1 激励机制
打包-> 小费 and 出块奖励
4.2 出块
4 年出块奖励减半（挖出21万比特币的时间为4年左右 ） 由一开始的 50个 4年之后变到 25，以及类推 最终比特币的总量为2100个。
transaction-based ledger 维护一个结构 维护 totaloutputs
account-based ledger 账户机制
4.3 挖矿
进行伯努利试验，并且无记忆性 保证了算力与概率之间的比例关系。
四： 比特币挖矿难度调整
