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0101基础知识-区块链-web3

news 来源：原创 2025/7/14 20:03:13

文章目录

    • 1 web3学习路线
    • 2 区块链简史
      • 2.1 区块链
      • 2.2 公共账本
      • 2.3 区块链的设计哲学
        • 2.3.1 去中心化
        • 2.3.2 共识
          • 2.3.2.1 上链
          • 2.3.2.2 共识算法
    • 3 web3面向资产的互联网
      • 3.1 安全性和去中心化的权衡
    • 4 智能合约
      • 4.1 以太坊智能合约
      • 4.2 去中心化应用
    • 5 小结
    • 结语

1 web3学习路线

在这里插入图片描述

参考下面链接1

2 区块链简史

比特币白皮书，全名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System），由化名“中本聪”（Satoshi Nakamoto）的个人或团队于2008年10月31日首次发布。

2.1 区块链

比特币协议将用户在某一段时间内所有的交易（数据），存储在区块（数据结构）中。随着时间推移，每个新区块包含前一个区块的哈希，这些区块按照先后顺序连起来，构建成区块链的存储结构:

在这里插入图片描述

区块链是一个由区块所组成的链式存储结构，区块中包含交易（用户数据）。所有有类似存储结构的协议统称为区块链。

  • 解决问题：现有金融系统资金管理不透明、货币超发等等操作引起的各种问题

2.2 公共账本

公共账本是一种去中心化、公开透明的分布式数据库，记录所有参与者的交易或数据变更，无需依赖中心化机构维护。为了激励大家参与到公共账本的维护中，发放比特币奖励。如下图所示：在这里插入图片描述

2.3 区块链的设计哲学

系统简单，使用简洁的脚本语言减少了复杂性，使得系统更易于理解、维护和审计。

图灵完备：计算机科学中的一个术语，通俗的解释，一个系统如果是图灵完备的，就意味着，只要给它足够的时间和资源，它能够执行任何可以通过编程描述的计算任务。

比特币（协议）是图灵不完备的，为了解决这个问题，以太坊协议发布。

Layer2(二层网络)：二层网络是基于某一个区块链网络，开发一个新的协议，新的协议可以积累大量的交易收集并且一次提交给主网，作用:

  • 提示主网的效率
  • 增加主网的可扩展性
  • 增加更多的功能

在这里插入图片描述

2.3.1 去中心化

区块链中的去中心化指将控制权和决策权从中心化的实体（个人、组织或团体）转让给分布式网络。

在这里插入图片描述

2.3.2 共识
2.3.2.1 上链

如何保证不同节点数据一致？

上链：将数据或交易通过区块链网络记录到不可篡改的分布式账本中，使其具备公开透明、可追溯且永久存储的特性。

上链操作步骤

  1. 创建交易：

    • 通过钱包生成交易请求（如MetaMask发送ETH转账）。
    • 调用智能合约函数（如ERC-20代币转账、NFT铸造）。

  2. 签名验证：

    • 使用私钥对交易签名，证明所有权（非对称加密）。

  3. 广播至网络：

    • 将签名后的交易广播至区块链节点（如以太坊全节点）。

  4. 共识确认：

    • 矿工/验证者打包交易到区块（如比特币PoW需6次确认）。

  5. 链上存储：

    • 数据写入区块并同步至全网节点（如IPFS存储文件，哈希上链）。

    在这里插入图片描述

2.3.2.2 共识算法

女巫攻击（Sybil Attack)是指攻击者通过创建多个虚假身份，来操控和破坏网络系统的一种攻击方式。

在区块链和其他分布式系统中，这种攻击可以用来获取不公平的优势，比如控制多数节点来影响共识过程或者干扰网络的正常运行。

比特币网络中，需要解决复杂的数学难题来添加交易。这个过程需要大量的计算资源和时间，确保只有具备足够的计算能力的个才能参与区块链的维护。

提升不诚实节点的作恶成本，增加诚实节点经济激励，让作恶的收益远小于成本。来保证在区块链网络中个体和个体的交互的诚实。

解决难题的过程称为挖矿，用于提供计算资源的机器称为矿机。这种验证方式称为POW工作量证明。

  • 难题:矿工们需要解决一个复杂的数学问题，这个问题很难解，但一旦解出来了，其他人很容易验证解是否正确。
  • 计算力:解这些问题需要大量的计算资源和电力，这意味着矿工们需要投资昂贵的硬件和支付电费。
  • 验证:当一个矿工解出问题并获得一个新块，他会把解和新块广播到整个网络。其他矿工会验证这个解是否正确，如果正确，这个新块就会被添加到区块链中
  • 奖励:成功解出问题并添加新块的矿工会得到比特币作为奖励，这是他们投入大量资源的回报。
算法原理优点缺点代表项目
PoW（工作量证明）节点通过计算哈希难题竞争记账权，算力决定成功率。安全性高，抗51%攻击成本高。能耗巨大，交易速度慢（比特币7 TPS）。比特币、莱特币
PoS（权益证明）节点质押代币参与验证，持币量与时间决定记账概率。节能环保，TPS更高（以太坊PoS约10万 TPS）。富者愈富（马太效应），可能中心化。以太坊2.0、Cardano
DPoS（委托权益证明）持币者投票选出超级节点（如21个），轮流出块。高效（EOS可达4000 TPS），低延迟。节点中心化，依赖治理机制。EOS、TRON
PBFT（实用拜占庭容错）节点通过多轮投票达成共识，需2/3以上诚实节点。快速最终确认（秒级），适合联盟链。节点数量受限（通常<100），扩展性差。Hyperledger Fabric
PoA（权威证明）预先选定可信节点（如企业或机构）负责记账。高吞吐量，低能耗。完全中心化，牺牲去信任化。VeChain、POA Network
PoH（历史证明）通过可验证的时间戳序列化交易，减少节点间同步开销。极高速度（Solana 5万+ TPS）。依赖中心化时钟，安全性待验证。Solana
Avalanche（雪崩协议）通过随机抽样和重复投票达成概率共识，无区块概念。高扩展性，低延迟，环保。新兴算法，实际应用验证不足。Avalanche

3 web3面向资产的互联网

3.1 安全性和去中心化的权衡

  • 共识算法复杂性： 共识需要多个节点进行验证和沟通，增加共识达成的时间和复杂性。
  • 去中心化存储：每个节点都维护整个区块链的副本。每笔交易都需要广播到全网，并由大多数节点验证和存储。

在这里插入图片描述

拥有所有权的数据就是一种资产。去中心化系统适用于处理资产数据。在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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4 智能合约

4.1 以太坊智能合约

  1. 去中心化
  2. 数据透明
  3. 不可篡改
  4. 消除交易对手风险

4.2 去中心化应用

去中心化金融(Decentralized Finance: DeFi)指在区块链网络上运行的一系列金融应用和服务。DeFi的目标是，无需中介的情况下，通过去中心化技术提供传统金融服务。

非同质化通证(Non-Fungible Token:NFT)
是一种代表独特资产的数字通证。与比特币和以太坊等同质化通证不同，每个NFT都是独一无二的，不能与其他NFT互换。

去中心化自治组织(Decentralized AutonomousOrganization:DAO
通过智能合约在区块链上运行的组织。DAO的决策和管理过程是去中心化的，由所有持有通证的成员共同参与和投票决定。

5 小结

  • 区块链历史
    区块链的起源 :《一种点对点电子现金系统》以太坊:智能合约承载多种编程逻辑
  • 区块链设计哲学:
    • 去中心化 &共识
      • 去中心化:在没有中介参与的情况下完成交易
      • 共识算法:
        • PoW 工作量证明
        • PoS 权益证明
  • Web3
    • 定义:流转资产和价值的互联网典型
    • 应用:DeFi，NFT，DAO，游戏

结语

❓QQ:806797785

⭐️仓库地址：https://gitee.com/gaogzhen

⭐️仓库地址：https://github.com/gaogzhen

[1]Web3开发-仁科[CP/OL].

[2]比特币[CP/OL].

[3]Web3教程：ERC20，NFT，Hardhat，CCIP跨链[CP/OL].

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编程日记 2025/6/29 9:29:25

2024从Maven-MySQL-Nginx部署

1、IDEA配置全局Maven设置 第一步&#xff1a;File->Close Project返回到创建工程界面。 第二步&#xff1a;找到bulid---maven设置对应位置。 第三步&#xff1a;选中两栏后的Override---应用---关闭即可。 *************************************************************…...

编程日记 2025/6/29 11:04:03

MySQL运算符

目录 一、mysql运算符 1. 算数运算符 2. 比较运算符 2.1 等号运算符&#xff08;&#xff09; 2.2 不等于运算符 ! 3.非符号类型的运算符 3.1 空运算 IS NULL、 IS NOT NULL、 ISNULL 3.2 区间查询 BETWEEN 3.3 包含查询 IN、 NOT IN 3.4模糊查询LIKE 4. 逻辑运算符 4.1 AND(逻…...

编程日记 2025/7/13 10:13:29

什么是区块？

“区块”是区块链技术的基本组成部分&#xff0c;是加密货币交易的数字记录簿。一个区块就像是账本中的一页&#xff0c;详细记录了所有的交易细节。每个区块都包含基本信息&#xff0c;如最近的交易列表、标记区块创建时间的时间戳&#xff0c;以及称为“哈希值”的唯一加密代…...

编程日记 2025/6/29 19:36:18

爬虫学习——获取动态网页信息

对于静态网页可以直接研究html网页代码实现内容获取&#xff0c;对于动态网页绝大多数都是页面内容是通过JavaScript脚本动态生成(也就是json数据格式)&#xff0c;而不是静态的&#xff0c;故需要使用一些新方法对其进行内容获取。凡是通过静态方法获取不到的内容&#xff0c;…...

编程日记 2025/7/8 2:27:19

LSA六种类型

LAS --- 链路状态通告 链路状态类型、链路状态ID、通告路由器 --- LSA的三元组 --- 可以唯一标识出一条LSA Type --- OSPFv2中&#xff0c;常见的需要掌握LSA有6种 LS ID --- LSA的名字 --- 因为每一种LSA ID的生成方式都不相同&#xff0c;所以导致可能重复&#xff0c;则如…...

编程日记 2025/6/29 10:04:50