merkletree比特幣

A. 什麼是工作量證明

工作量證明(Proof Of Work，簡稱POW)，簡單理解就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作。監測工作的整個過程通常是極為低效的，而通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量，則是一種非常高效的方式。比如現實生活中的畢業證、駕駛證等等，也是通過檢驗結果的方式（通過相關的考試）所取得的證明。
權益證明機制
POW是達成共識的一種方式，不過他不是唯一的方式，還可以有其他的方式讓各個節點達成共識，例如POS。
POS不同於POW之處在於，在POS系統上挖礦是以貨幣持有數量為基礎，換句話說，在POS的情況下，一個人擁有虛擬貨幣的5%和在比特幣系統上擁有系統5%的算力的效果是一樣的。
工作量證明的基本原理工作量證明系統主要特徵是客戶端需要做一定難度的工作得出一個結果，驗證方卻很容易通過結果來檢查出客戶端是不是做了相應的工作。這種方案的一個核心特徵是不對稱性：工作對於請求方是適中的，對於驗證方則是易於驗證的。它與驗證碼不同，驗證碼的設計出發點是易於被人類解決而不易被計算機解決。下圖表示的是工作量證明的流程：
舉個例子，給定的一個基本的字元串"Hello, world!"，我們給出的工作量要求是，可以在這個字元串後面添加一個叫做nonce的整數值，對變更後（添加nonce)的字元串進行SHA256哈希運算，如果得到的哈希結果（以16進制的形式表示）是以"0000"開頭的，則驗證通過。為了達到這個工作量證明的目標。我們需要不停的遞增nonce值，對得到的新字元串進行SHA256哈希運算。按照這個規則，我們需要經過4251次計算才能找到恰好前4位為0的哈希散列。

.工作量證明的過程 我們可以把比特幣礦工解這道工作量證明迷題的步驟大致歸納如下： 生成Coinbase交易，並與其他所有準備打包進區塊的交易組成交易列表，通過Merkle Tree演算法生成Merkle Root Hash 把Merkle Root Hash及其他相關欄位組裝成區塊頭，將區塊頭的80位元組數據（Block Header）作為工作量證明的輸入 不停的變更區塊頭中的隨機數即nonce的數值，並對每次變更後的的區塊頭做雙重SHA256運算（即SHA256(SHA256(Block_Header))），將結果值與當前網路的目標值做對比，如果小於目標值，則解題成功，工作量證明完成。 該過程可以用下圖表示：
比特幣的工作量證明，就是我們俗稱「挖礦」所做的主要工作。理解工作量證明機制，將為我們進一步理解比特幣區塊鏈的共識機制奠定基礎。

B. 區塊鏈帶來了哪些顛覆，為什麼能夠成為國家戰略

區塊鏈的顛覆性特徵在於以下四個方面：一、透明性。區塊鏈系統的數據記錄對全網節點是透明的,數據記錄的更新操作對全網節點也是透明的,這是區塊鏈系統值得信任的基礎。由於區塊鏈系統使用開源的程序、開放的規則和高參與度,區塊鏈數據記錄和運行規則可以被全網節點審查、追溯,具有很高的透明度。
二、開放性。區塊鏈系統是開放的,除了數據直接相關各方的私有信總被加密外區塊鏈的數據對所有人公開(具有特殊許可權要求的區塊鏈系統除外)。任何人或參與節點都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據記錄或者開發相關應用,因此整個系統信息高度透明。
三、信息不可篡改。區塊鏈系統的信息一旦經過驗證並添加至區塊鏈後,就會得到永久存儲,無法更改(具備特殊更改需求的私有區塊鏈等系統除外)。除非能夠同時控制系統中超過51%的節點,否則單個節點上對資料庫的修改是無效的,因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高
四、去中心化。去中心化是區塊鏈最基本的特徵,意味著區塊鏈不再依賴於中央處理節點,實現了數據的分布式記錄、存儲和更新。在傳統的中心化網路中,對一個中心節點實行攻擊即可破壞整個系統,而在一個去中心化的區塊鏈網路中,攻擊單個節點無法控制或破壞整個網路掌握網內超過5%的節點只是獲得控制權的開始而已。2019年是區塊鏈技術商業應用的元年，而政策利好的刺激將讓區塊鏈技術的發展更加穩健。
隨著區塊鏈技術的應用逐漸滲透到數字金融、互聯網等眾多領域，大家對區塊鏈的價值認識更加清晰。
區塊鏈已經形成了全球競爭的態勢，各國都在搶占發展先機，中國更不能落後；因此，區塊鏈成為國家戰略亦無可厚非。

C. MerkleTree有什麼功能

一種打包數據的方法，以便您以後可以有效地存儲和驗證。MerkleTrees允許將事務打包成塊，使其具有防篡改功能，並且可以通過任何節點（尤其是輕節點）輕松驗證。的梅克爾根保持數據的緊湊表示。

D. 比特幣錢包

比特幣（bitcoin）誕生於2008年的一篇論文。
一個署名為中本聰的人，提出了革命性的構想：讓我們創造一種不受政府或其他任何人控制的貨幣！這個想法堪稱瘋狂：一串數字，背後沒有任何資產支持，也沒有任何人負責，你把它當作錢付給對方，怎麼會有人願意接受？
Merkle tree
跟二叉樹長得很像，只是這個是下面兩個節點取哈希值得到上面節點。只需要記住根節點，就可以檢測整棵樹有沒有被篡改。
根哈希值存在block header里，交易過程存在block body里。全節點包括block header和block body，但是輕節點（比如手機上比特幣錢包）只包括block header。這棵樹可以證明包含某個交易已經被寫進了區塊鏈。
3.共識協議
去中心化的貨幣要注意的兩個問題：
1.誰能發行數字貨幣：挖礦。
2.怎麼驗證交易的合法性：區塊鏈。
雙花攻擊（double spending attack）
雙花攻擊是數字貨幣的一個主要挑戰。
比特幣中的交易都要有輸入和輸出，幣從哪來，花到哪去。
正常情況也可能有兩個分叉，因為兩個節點同時獲得記賬權，兩個節點打包的區塊，同時計算出了那個隨機數。此時會暫時兩個分叉共存，直到其中某一個區塊搶先找到了下一個區塊，這條就成了最長合法鏈，另一個分叉就被丟棄。

女巫攻擊（sybil attack）
某惡意節點不停產生賬戶，賬戶總數超過總賬戶的一半，則取得了區塊鏈的控制權。

比特幣中的共識協議（Consensus）
一些節點是有惡意的，大部分節點是好的。

想法1：把一些交易打包到區塊里作為候選區塊，讓每個區塊投票，如果通過就寫入區塊鏈。

不行，因為有的惡意節點一直發布一些含有惡意交易的區塊，則一直投票，佔用資源。而且有的節點不投票。

想法2：不按賬戶個數投票，而是按照計算力投票。每個節點都可以產生合法交易放入區塊，這些節點就開始試隨機數，直到找到H（block header）≤ target，則這個節點有記賬權。

唯一產生比特幣的途徑
coinbase transaction。這個不用指出幣的來源，有了記賬權的節點（找到了隨機數）會有出塊獎勵。

50BTC->25BTC->12.5BTC，每21萬個比特幣，獎勵就減半。

比特幣爭奪記賬權的過程叫挖礦。爭奪記賬權的節點叫礦工。

E. 區塊鏈原理

區塊鏈是一種技術,但它不是一種單一的技術,而是由多種技術整合的結果,包括密碼學、數學、經濟學、網路科學等。你可以把它看做是一個分布式共享記賬技術,也可以看做是一個資料庫,只不過這個資料庫是由在這個鏈上的所有節點共同維護,每個節點都有一份賬本,因為所有節點的賬本一致,不同節點之間可以互相信任,對數據沒有疑問,所以大家都說區塊鏈從技術上實現了信任。詳細的專業技術可以咨詢一些專業的技術公司，例：金博科技，專注開發區塊鏈相關產品，專業研發團隊和完善的售後服務，可以電話咨詢。

F. 區塊鏈技術中的哈希演算法是什麼

1.1. 簡介

計算機行業從業者對哈希這個詞應該非常熟悉，哈希能夠實現數據從一個維度向另一個維度的映射，通常使用哈希函數實現這種映射。通常業界使用y = hash(x)的方式進行表示，該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
區塊鏈中哈希函數特性：

• 函數參數為string類型；

• 固定大小輸出；

• 計算高效；

• collision-free 即沖突概率小：x != y => hash(x) != hash(y)
  
  隱藏原始信息：例如區塊鏈中各個節點之間對交易的驗證只需要驗證交易的信息熵，而不需要對原始信息進行比對，節點間不需要傳輸交易的原始數據只傳輸交易的哈希即可，常見演算法有SHA系列和MD5等演算法
  

1.2. 哈希的用法

哈希在區塊鏈中用處廣泛，其一我們稱之為哈希指針（Hash Pointer）
哈希指針是指該變數的值是通過實際數據計算出來的且指向實際的數據所在位置，即其既可以表示實際數據內容又可以表示實際數據的存儲位置。下圖為Hash Pointer的示意圖