比特币与区块链

一直以来就很喜欢区块链技术，趁着年前的这段时间又重新学习了下，记录下里面的要点。

比特币与区块链

比特币是一种发行总数固定的虚拟货币，其底层依赖的技术就是区块链。通过比特币可以发行不同的虚拟货币，但是这些虚拟货币的底层技术都是区块链

前导知识

1. 加密

在密码学中，加密（英语：Encryption）是将明文信息改变为难以读取的密文内容，使之不可读的过程。只有拥有解密方法的对象，经由解密过程，才能将密文还原为正常可读的内容

2. 公钥与私钥

在密码学中，密钥（key，又常称金钥）是指某个用来完成加密、解密、完整性验证等密码学应用的秘密信息。在对称密码学（或称密钥密码学）中，加密和解密用的是同一个钥匙，因此钥匙需要保密。而在公钥密码学（或称非对称密码学）中，加密和解密用的钥匙不同：通常一个是公开的，称为公钥；另一个保密，称为私钥。

3. 哈希

Hash，一般翻译做散列、杂凑，或音译为哈希，是把任意长度的输入（又叫做预映射pre-image）通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。一般常用的哈希算法有两个算法族，md5和sha,具体见哈希算法与MD5、SHA

4. Merkle Tree

1，首先是它的树的结构，Merkle树常见的结构是二叉树，但它也可以是多叉树，它具有树结构的全部特点。
2，Merkle树的基础数据不是固定的，想存什么数据由你说了算，因为它只要数据经过哈希运算得到的Ｈash值。
3，Merkle树是从下往上逐层计算的，就是说每个中间节点，都是根据相邻的两个叶子节点组合计算得出的，而根节点是根据两个中间节点组合计算得出的，所以叶子节点是基础。

5. Gossip 算法

消息同步算法，又叫流言算法。Gossip 过程是由种子节点发起，当一个种子节点有状态需要更新到网络中的其他节点时，它会随机的选择周围几个节点散播消息，收到消息的节点也会重复该过程，直至最终网络中所有的节点都收到了消息。这个过程可能需要一定的时间，由于不能保证某个时刻所有节点都收到消息，但是理论上最终所有节点都会收到消息，因此它是一个最终一致性协议。

区块链流程

节点加入与启动
节点产生交易，交易包括转账费用与记账权节点（矿工）的手续费，并广播。其中手续费不是必须的
其余节点收到广播并验证交易，合法交易记录到本地
节点执行Mining过程，获取记账权的节点可以打包交易形成区块（区块链会对打包区块的节点发放奖励），会优先选择包含手续费的交易
拥有记账权的节点打包好区块后广播
其余节点收到广播将区块验证后写入到本地

比特币的总数和来源

比特币总量：2100万个。区块链诞生之初，每10分钟产生一个区块，每个区块奖励50枚比特币，之后每隔4年减半，目前每一个区块奖励6.25枚比特币；基于上述机制，比特币前4年一共产生1050万个比特币，第二个4年产生525万枚，依次往后，算出比特币的总数量为2100万个。
比特币网络平均每十分钟打包一个区块，每个区块上限为1M，如果这个区块被填满，该时段内的多出来的交易信息只能等下一个区块。由于交易频率不固定，所以比特币的区块大小不同。

最开始比特币完全来自于区块链对矿工的奖励
后续比特币来于交易和手续费，交易手续费收入：手续费收入来自转账的用户，用户每转账一次，需支付一定的比特币作为手续费。传统金融领域，手续费支付给银行，比特币系统中，手续费支付给矿工；比特币网络手续费可以自行设置，拥堵时可上调手续费，矿工会优先打包手续费高的交易。
最后区块完全挖完后只能来自交易于手续费。