以太坊的共识机制

1. 区块链共识机制

PoW：工作量证明 (Proof of Work，简称 PoW ) ，简单的解释就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作。因为监测工作的整个过程通常是极为低效的，而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量，则是一种非常高效的方式。比如现实生活中的毕业证、驾驶证等等，都是通过检验结果的方式所取得的证明。这就是说，你获得多少币，取决于你对挖矿贡献的有效工作。简单的理解，你电脑性能越好，你获得的收益就会越多，这就是根据你的工作量来执行币的分配。大部分的数字货币，比如比特币、莱特币等等，都是基于 PoW 模式的虚拟货币(算力越高、挖矿时间越长，你获得的币就越多)。
PoS：PoS 是一种在公链中的共识算法，可作为 PoW 算法的一种替换。PoW是保证比特币、当前以太坊和许多其它区块链安全的一种机制，但是 PoW 算法在挖矿过程中因破坏环境和浪费电力而受到指责。PoS 试图通过以一种不同的机制取代挖矿的概念，从而解决这些问题。
PoS 机制可以被描述成一种虚拟挖矿。PoS 主要依赖于区块链自身里的代币。在PoW 中，一个用户可能拿 1000 美元来买计算机，加入网络来挖矿产生新区块，从而得到奖励。而在 PoS 中，用户可以拿 1000 美元购买等价值的代币，把这些代币当作押金放入 PoS 机制中，这样用户就有机会产生新块而得到奖励。在 PoW 中，如果用户花费 2000 美元购买硬件设备，当然会获得两倍算力来挖矿，从而获得两倍奖励。同样，在 PoS 机制中投入两倍的代币作为押金，就有两倍大的机会获得产生新区块的权利。

2. 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来，可是又感觉无从下手，本文将基于以太坊平台，以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念，轻松带大家入门。
以太坊是什么
以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上， 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。
对这句话不理解的同学，姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android，它是一个开发平台，让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。
在没有以太坊之前，写区块链应用是这样的：拷贝一份比特币代码，然后去改底层代码如加密算法，共识机制，网络协议等等（很多山寨币就是这样，改改就出来一个新币）。
以太坊平台对底层区块链技术进行了封装，让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发，开发者只要专注于应用本身的开发，从而大大降低了难度。
目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈：有社区的支持，有很多开发框架、工具可以选择。
智能合约
什么是智能合约
以太坊上的程序称之为智能合约， 它是代码和数据(状态)的集合。
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的（由事件驱动的）、以代码形式编写的合同（特殊的交易）。
在比特币脚本中，我们讲到过比特币的交易是可以编程的，但是比特币脚本有很多的限制，能够编写的程序也有限，而以太坊则更加完备（在计算机科学术语中，称它为是“图灵完备的”），让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序（智能合约）。
智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如：数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。
目前除数字货币之外，真正落地的应用还不多（就像移动平台刚开始出来一样），相信1到3年内，各种杀手级会慢慢出现。
编程语言：Solidity
智能合约的默认的编程语言是Solidity，文件扩展名以.sol结尾。
Solidity是和JavaScript相似的语言，用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。
还有长像Python的智能合约开发语言：Serpent，不过建议大家还是使用Solidity。
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看，以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。
运行环境：EVM
EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。
Solidity之于EVM，就像之于跟JVM的关系一样，这样大家就容易理解了。
以太坊虚拟机是一个隔离的环境，在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。
而EVM运行在以太坊节点上，当我们把合约部署到以太坊网络上之后，合约就可以在以太坊网络中运行了。
合约的编译
以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式，需要我们在部署之前先对合约进行编译，可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。
合约的部署
在以太坊上开发应用时，常常要使用到以太坊客户端（钱包）。平时我们在开发中，一般不接触到客户端或钱包的概念，它是什么呢？
以太坊客户端（钱包）
以太坊客户端，其实我们可以把它理解为一个开发者工具，它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。
EVM是由以太坊客户端提供的。
Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端，基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台，通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能（API）。Geth的使用我们之后会有文章介绍，这里大家先有个概念。
Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似，不过是跑在终端里。
相对于Geth，Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。
如何部署
智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上，并使用一个特定的地址来标示这个合约，这个地址称为合约账户。
以太坊中有两类账户：
· 外部账户
该类账户被私钥控制（由人控制），没有关联任何代码。
· 合约账户
该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。
和比特币使用UTXO的设计不一样，以太坊使用更为简单的账户概念。
两类账户对于EVM来说是一样的。
外部账户与合约账户的区别和关系是这样的：一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名，来发送消息给另一个外部账户或合约账户。
在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码，允许它执行各种动作（比如转移代币，写入内部存储，挖出一个新代币，执行一些运算，创建一个新的合约等等）。
只有当外部账户发出指令时，合同账户才会执行相应的操作。
合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上（由实际矿工出块之后，才真正部署成功）。
运行
合约部署之后，当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息（交易）即可，通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。
Gas
和云计算相似，占用区块链的资源（不管是简单的转账交易，还是合约的部署和执行）同样需要付出相应的费用（天下没有免费的午餐对不对!）。
以太坊上用Gas机制来计费，Gas也可以认为是一个工作量单位，智能合约越复杂（计算步骤的数量和类型，占用的内存等），用来完成运行就需要越多Gas。
任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的，由合约的复杂度决定。
而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定，以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用：Gas价格（用以太币计价） * Gas数量。
Gas的目的是限制执行交易所需的工作量，同时为执行支付费用。当EVM执行交易时，Gas将按照特定规则被逐渐消耗，无论执行到什么位置，一旦Gas被耗尽，将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚， 如果执行结束还有Gas剩余，这些Gas将被返还给发送账户。
如果没有这个限制，就会有人写出无法停止（如：死循环）的合约来阻塞网络。
因此实际上（把前面的内容串起来），我们需要一个有以太币余额的外部账户，来发起一个交易（普通交易或部署、运行一个合约），运行时，矿工收取相应的工作量费用。
以太坊网络
有些着急的同学要问了，没有以太币，要怎么进行智能合约的开发？可以选择以下方式：
选择以太坊官网测试网络Testnet
测试网络中，我们可以很容易获得免费的以太币，缺点是需要发很长时间初始化节点。
使用私有链
创建自己的以太币私有测试网络，通常也称为私有链，我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。
通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络，以太币想挖多少挖多少，也免去了同步正式网络的整个区块链数据。
使用开发者网络(模式)
相比私有链，开发者网络(模式)下，会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。
使用模拟环境
另一个创建测试网络的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境，对于开发调试来说，更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。
进行合约开发时，可以在testrpc中测试通过后，再部署到Geth节点中去。
更新：testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中，现在名字是Ganache CLI。
Dapp：去中心化的应用程序
以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库，智能合约理解为和数据库打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一个Dapp不单单有智能合约，比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。
Truffle
Truffle是Dapp开发框架，他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情，让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。
总结
我们现在来总结一下，以太坊是平台，它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用，在这个应用中，使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约，合约编写好后之后，我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约（使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了）。为了开发方便，我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。
注：本文中为了方便大家理解，对一些概念做了类比，有些严格来不是准确，不过我也认为对于初学者，也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确，学习是一个逐步深入的过程，很多时候我们会发现，过一段后，我们会对同一个东西有不一样的理解。

3. 以太坊带来了那些争议和质疑呢

以太坊和比特币是有着本质区别的，区别在哪里呢？比特币定义的是一套货币体系，而以太坊侧重的是打造一条主链（可以理解为一条公路），可以让大量的区块链应用跑在这条公路上。

从这一点来看，以太坊的应用场景更广泛，这也是为什么我们说以太坊标志着区块链

1.0时代一个单纯的货币体系，向区块链2.0时代实现其他行业以及应用场景的转变。

但是，世界上没有十全十美的事物，以太坊虽然拓展了区块链在各行各业的应用范围，还提升了处理交易的速度，但是它也存在着一定的争议与质疑。

一、以太坊的扩展性不足的解决之道：分片技术和雷电网络

以太坊的底层设计，最大的问题是以太坊只有一条链，没有侧链，这就意味着，所有程序都要对等地跑在这条链上，消耗资源的同时，还会引发系统拥堵。正如去年非常火爆的以太坊游戏“加密猫”，这个游戏火爆的时候，一度引发以太坊网络瘫痪。

对于提升处理能力这个问题，以太坊提出两种方式：一个是分片技术（shard），一个是雷电网络，下面我们分别介绍一下这两种技术。

（一）分片技术

以太坊创始人 V 神（Vitalik Buterin）认为，诸如比特币这种主流的区块链网络，之所以处理交易的速度很慢，是因为每一个矿工要处理全网的每一笔交易，这样的效率其实是非常低下的。分片技术的构想是：一笔交易不必发动全网所有节点都去处理，只要让网络中的一部分节点（矿工）处理就好了。于是，以太坊网络被划分成很多片，同一时间，每一分片都可以处理不同的交易，这样一来，会大大提升网络性能。

但是，分片技术也是有一定争议的。我们知道，区块链技术的重要思想是去中心化，全网都去见证（处理）同一交易，这才具有最高的权威性。而以太坊分片技术，并不是所有节点共同见证，而是类似于分小组见证，这样一来，它便失去了绝对的“去中心化”属性，只能通过牺牲掉一定的去中心化特性来达到高性能的目的。

（二）雷电网络

雷电网络使用的是链下交易的方式。这是什么意思呢？它的意思是：使用雷电网络的参与者在互相转账时，不需要通过以太坊主链交易确认，而是通过参与者之间创建支付通道，在链下完成。

不过，雷电网络并不是脱离主链的，在建立支付通道之前，需要先用主链上的资产做抵押，生成余额证明（Balance Proof），拥有余额证明才能表明你能做出相应余额的转账。在交易双方都持有余额证明的情况下，双方可通过支付通道在链下进行无限制次数的转账。

只有在完成链下交易，需要将资产转回链上时，才会在以太坊主链上登记主链账户的余额变化信息，而这期间不管发生多少次交易在主链上是不会有记录的。

雷电网络还有一个实实在在的好处，就是可以为你省下矿工费用。目前我们在以太坊主链上进行交易，需要消耗 Gas，需要支付矿工费用，那么一旦将交易搬到链下，就可以节省这一部分的成本。

当然，雷电网络并不是十全十美的。在使用雷电网络时需要用主链上的资产作抵押；而这部分资产作为抵押物，在使用者完成链下交易之前是不能使用的。这也就决定了，雷电交易只适合小额交易。

上面就是以太坊扩展性不足的问题，以及目前提出的两个主要解决方案：分片技术和雷电网络。

二、以太坊的智能合约存在漏洞与臭名昭著的 The Dao 事件

以太坊的智能合约很强大，但是，凡是代码都会存在漏洞的，以太坊智能合约最大的争议就在于所谓的漏洞，也就是安全性问题。据相关研究表明，在基于以太坊的近100万个智能合约上，发现有34200(约3%)个含有安全漏洞，将允许黑客窃取ETH、冻结资产或删除合约，比如说，臭名昭著的The Dao 事件。

（一）Dao是什么意思？

介绍 The Dao 事件之前， 我们先见到介绍一下 DAO 是什么。DAO 是 Decentralized

Autonomous Organization 的简称，可以理解为：去中心化自治组织。从以太坊的角度来理解，DAO 是区块链上的某一类合约，或者一个合约组合，用来代替政府的审查以及复杂等中间程序，从而实现高效的、去中心化的信任的系统。所以，DAO 不是特定的某个组织，也就说呢，可以有很多的DAO，各种各样的DAO。

（二）臭名昭著的The Dao事件

但是，我们现在提到DAO，基本上所指的都是The DAO事件，也就是我们刚刚说的那个臭名昭著的黑客攻击事件。我们知道，英文中的 The是特指的意思，The DAO事件呢就

是特指的那个DAO事件，因为我们刚刚说了DAO不是特定的某个组织，可以有很多的DAO，各种各样的DAO。

2016 年的时候，德国一家专注“智能锁”的公司 Slock.it，为了实现去中心化的实物交换（比如说：公寓啊，船只啊），在以太坊上发布了 DAO项目。并且于2016年4月

30日开始，融资窗口开放了28天。

没想到，这个DAO项目的人气非常高，短短半个月就筹得了超过一亿美元，而到整个融资期结束，一共筹集到1.5亿美元，由此呢，它成为历史上最大的众筹项目。然而好景不长，到了6月份，黑客利用智能合约里面的漏洞，成功转移了超过360万个以太币，并投入到一个DAO子组织中，这个组织和The DAO有着同样的结构。以至于当时以太币价格从20多美元直接跌破13美元。

这个事件说明智能合约的确是有漏洞的，而且一旦漏洞被黑客利用，那么后果是非常严重的。这就是现在很多人批评以太坊，说它的智能合约不智能。

对于这个问题，目前国外有很多公司为了解决智能合约的漏洞问题 ，开始提供代码审计服务。而从技术的角度来说，目前一些团队正在对智能合约进行检验，这些团队多数由哈佛、斯坦福和耶鲁的教授带队，部分团队已经获得了头部机构的投资。

除了目前以太坊存在的扩展性不足、智能合约漏洞问题，对于以太坊的争议还在于它所追求的POS共识机制，也就是权益证明机制，在权益证明机制下，如果说谁持币的数量越大、持币时间越久，获得的“权益”（利息）就越多，还有机会得到记账权力，记账又可以获得奖励，那么这样一来，容易造成“强者越强”的寡头优势。

还有一个问题就是ICO乱象的问题。ICO是区块链项目筹措资金的常用方式，咱们可以理解为预售。以太坊上ICO项目的爆发，滋生了打着ICO旗号进行资金盘、诈骗圈钱等不法行为，对社会和金融稳定造成安全隐患。

4. 以太坊挖矿还能挖多久

至少还需要 2 年以上的时间。

以太坊 2.0 最大的两个变化，一个是采用“信标链+分片链”的结构，另外一个是共识机制从当前的 PoW 转变为 PoS，按照 V 神的说法，实现 PoS 共识算法后，以太坊将比比特币更安全，攻击成本也更高。

共识机制的变更，首当其冲的毫无疑问是以太坊显卡矿工。前一段时间，得益于 DeFi 行情的爆发，以太坊挖矿成为了很多人眼中的香饽饽，无论是入场的人数还是全网的算力，都在快速地增长。然而，以太坊 2.0 犹如一把达摩克利斯之剑，因为 PoS 共识机制并不需要当前在挖的以太坊显卡矿在机。

5. BPC和POC共识机制之间是什么关系呢

这是一个全新的区块链时代

在比特币诞生之前，全球信息传递都是通过互联网的TCP/IP（传输控制协议/因特网互联协议）协议来实现高速低成本的传输，但是随着互联互通技术的发展（互联网、物联网、VR/AR），人与物体、人与信息的交互方式更加多样化，更多的实体被数字化或者代币化，仅仅是信息的分享和传输并不能满足经济社会的发展，因此当实体被数字化或者代币化之后，人们越来越关注到价值转移以及如何点对点传输这些资产和价值。

在2008年10月31日，Satoshi Nakamoto 第一次发布了比特币的白皮书《比特币：一种点对点网络中的电子现金》，并提出了通过去中心化的比特币网络实现价值转移。在比特币体系中，全网参与者均为交易的监督者，交易双方可以在无需建立信任关系的前提下即可完成交易。区块链技术改变了我们获取和分享信息的方式，创造了一个新的分布式、点对点的生态社会。

在比特币网络出现之前，我们一直无法在不借助于第三方受信机构的情况下，通过互联网进行点对点的价值的转移和传输。比特币网络则是运行于信息高速公路上面的第一个 Value Transfer Protocol（“VTP 协议”）。目前，随着区块链技术的成熟，区块链的应用场景不仅限于比特币和以太坊，BitcoinPc试图将区块链链上和链下相结合，形成第三个区块链的生态环境，进一步使用 VTP 协议实现点对点价值传输。

自2009年以来,随着比特币的价值被越来越多的人所接受、价格不断地提升,币市逐渐成为全球投资者的投资圣地.究其原因在于相较于其他行业投资门槛的不断提高、投资利润空间的不断压缩以及过多的政策干预,而区块链技术跨时代的象征意义和币市价值低洼成了资金不断涌入的根本原因。

目前市场上把区块链技术主要划分为三个时代:

➢ 第一个时代即以BTC为代表的一种点对点的电子现金系统。

➢ 第二个时代即以ETH为代表的开放的智能合约完整解决方案。

➢ 第三个时代即以解决 ETH 性能不足,容易出现区块拥堵问题,努力实现更好的商用价值的公链集群。

可以推断，在经历了币市前期近十年的疯狂投机后，后面十年将迎来价值投资的黄金时期，而此时如何选择一个低估且优质的项目成了首要任务，亦如比尔盖茨当年投资可口可乐一般。

什么是BPC

BPC，全名BitcoinPC ，比特容量，是基于 Proof Of Capacity (以下简称：POC）的新型加密货币。

BPC是一个区块链的数字资产及应用平台，它提供了一套全新的 Proof Of Capacity，并在系统底层提供了数字资产 BitcoinPcAsset 与数字身份 BitcoinPcID 等功能，使得人们可以非常方便地开展资产数字化业务，而不仅仅是在区块链上创建原生代币。

BPC通过以硬盘容量大小作为共识基础，让其生产更趋向去中心化方式使其更加安全可信，让人人都能参与到加密货币的生产中，通过数学产生信用，通过数学产生价值。

BPC选择计算机硬盘挖矿是一个颠覆性的创新，计算机中能够作为挖矿设备有CPU、GPU和硬盘三种。CPU、GPU最后都避免不了成为AISC矿机，同时CPU、GPU会造成了大量的能源浪费，而硬盘天然有着抗AISC且省电的特性，硬盘只需通过简单的扫盘就能保持其运作，BPC选择硬盘挖矿，完美避开了CPU、GPU的缺陷，单台矿机最大挖矿容量8T，避开了部分POC币种，发展到一定阶段后，小户进不了场，都是大户在玩，重蹈POW挖矿的覆辙，小容量PC矿机，更容易布局生态，走进千家万户，实现中本聪人人挖矿的构想，POC挖矿的革命已然打响，下一波牛市将会诞生POC龙头币种，拭目以待！

BPC特点

1.确定性：程序的行为是确定性的，达成一致共识，在设计系统时排除了非确定性的因素。

2.时间：BPC基于POC机制提供了基于区块时间戳的系统调用，可以将整个区块链看成一个时间戳服务器，并取得任意一个区块被构造时的时间戳。

3.随机性：BitcoinPC的运行有两种方式来获取随机数：

（1）每个区块在被构造时，共识节点都会对一个随机数达成共识并填充到区块的字段中，挖矿程序可以读取到任意区块的字段

（2）挖矿程序可以利用区块的散列值作为随机数的生成手段，由于区块的散列值具有一定的随机性，这种方式可以得到一个较弱的随机数。

4.数据源：BitcoinPC提供了两种确定性的数据源：

（1）区块链账本

程序可以通过互操作服务来访问到整个区块链上的所有数据，包括完整的区块和交易，以及它们的每一个字段。区块上的数据都具有确定性和一致性，所以可以安全地访问。

（2）合约存储空间

部署在 BitcoinPC 上的每一个节点都有一个仅可由该节点本身来存取的私有存储区，BitcoinPC的共识机制确保了每一个节点上的存储状态都是一致的。 对于需要访问链外数据的情况，BitcoinPC没有提供直接的方式，需要通过交易来将链外数据发送到链内，从而转化成以上两种类型的数据源，才能被访问。

5.节点调用：BitcoinPC的节点具有相互调用的能力，但不能递归调用。

6.高性能：BitcoinPC 采用了轻量级的 VM（Virtual Machine）作为其节点的执行环境，它的启动速度非常快，占用资源也很小，适合像节点这样短小的程序。通过 JIT（即时编译器）技术对热点进行静态编译和缓存可以显著提升虚拟机的执行效率。

7.拓展性：BitcoinPC的节点之间的调用关系是静态的，无法在运行时指定调用的目标。

8.低耦合：BitcoinPC的系统采用低耦合的设计，区块程序在执行时，通过互操作服务层与外部通信。

9.高效节能：POC的挖矿经济模型使矿工成为生态利益的共同体、并用币作为新型生产资料代替了原本的电力消耗资源，使BPC整个生态不停的自动扩张。全球只要买得到硬盘的国家，人人可以参与挖矿。

BPC应用场景

超导交易：BitcoinPC未来会孵化区块链超导交易的项目。

智能基金：BitcoinPC未来会在智能基金项目上加大投资，它和基于以太坊的 TheDAO 项目非常相似，但试图通过一些方法来提高安全性，避免重蹈 TheDAO 的覆辙（被黑客攻破）。

跨链互操作：BitcoinPC为跨链互操作的实现提供支持，不但可以实现跨链资产交换，还可以运行跨链分布式事务，在不同区块链上运行，并保证它们的一致性。

BPC分配机制

BPC发行总量：4200万枚

420万枚(总量的10%)：用于激励BitcoinPc的开发者和BitcoinPc的理事会成员（预挖）

210万枚（总量的5%）：用于激励BitcoinPc 社区建设（随挖矿的每个块产出）

3570万枚（总量85%）：用于矿工挖矿

出块时间：10分钟

初始块大小：100BPC/Block

区块容量：10M

减半周期：4年

初始TPS：70笔交易/秒

6. 以太坊架构是怎么样的

以太坊最上层的是DApp。它通过Web3.js和智能合约层进行交换。所有的智能合约都运行在EVM（以太坊虚拟机）上，并会用到RPC的调用。在EVM和RPC下面是以太坊的四大核心内容，包括：blockChain, 共识算法，挖矿以及网络层。除了DApp外，其他的所有部分都在以太坊的客户端里，目前最流行的以太坊客户端就是Geth（Go-Ethereum）

7. Filecoin的共识机制是什么

复制证明（PoRep）+时空证明（PoSt）+预期共识（EC）

复制证明是PoS（Proof-of-Storage）的优化版，在PoRep下可以有效防范去中心化网络中的三种常见攻击，三者的共同点是攻击矿工实际存储的数据大小要比声称存储的小，这样就获得了本不该获得的系统奖励。

时空证明全称为Proof-of-Space-time，提出了证明链（Proof-chain）的数据结构，把一些挑战和证明链接起来形成，在证明链的基础上添加时间段，这样就得到了一段时间内的矿工存储数据的证明。时空证明方便验证矿工在一段时间内确实存储了特定数据，利用时间戳锚定这些证明链。

预期共识（Expected Consensus，EC），新的区块创建权，通过每轮选举，矿工获得选举的可能性跟矿工当前的有效存储（算力）成正比，亦即把矿工在网络中当前的存储数据相对于整个网络的存储比例转化为矿工投票权。

Filecoin还引入了一种称为时限性（Time Bounded）的协议，有效解决去中心化网络中常见的三种攻击。所以，Filecoin在共识机制上较之比特币和以太坊，更为复杂。

8. eth挖矿是什么原理

凡是涉及到币，就一定离不开挖矿。以太坊网络中，想要获得以太坊，也要通过挖矿来实现。说到挖矿，就一定离不开共识机制。
不知道大家还记得比特币的共识机制是什么吗？比特币的共识机制是 PoW (这是英文 Proof of Work 的缩写，意思是“工作量证明机制”）。简单来说，就是多劳多得，你付出的计算工作越高，那么你就越有可能第一个找到正确的哈希值，就越有可能得到比特币奖励。
但是，比特币的PoW存在着一定的缺陷，就是它处理交易的速度太慢，矿工们需要不断地通过计算来碰撞哈希值，这是劳民伤财且效率低下的。对区块链知识有涉猎的朋友们应该看到这样一种说法：
以太坊为了弥补比特币的不足，提出了新的共识机制，名叫 PoS(这是英文的缩写，意思是“权益证明”，也有翻译成“股权证明”的）。
PoS 简单来讲，其实就跟它的字面意思一样：权益嘛，股权嘛，你持有的币越多相当于你的股权越多，你的权益越高。
以太坊的PoS就是说：你持币越多，你持有币的时间越久，你的计算难度就会降低，挖矿会容易一些。
在以太坊最初的设定中，以太坊希望能够通过阶段性的升级，在前期依旧采用PoW来构建一个相对稳定的系统，之后逐渐采用 PoW+PoS，最后完全过渡到 PoS。所以，说以太坊的共识机制是PoS，没错，但是PoS只是以太坊发布之初的一个计划或者说目标，目前以太坊还没有过渡到 PoS，以太坊采用的共识机制仍是 PoW，就是比特币那个 PoW，但是又和比特币的PoW稍稍不同。
这里的信息量有点大，
第一个信息点是：以太坊目前采用的共识机制也是PoW，但是和比特币的PoW稍稍不同。那么，和比特币的PoW到底有什么不同呢：简单来说，就是以太坊挖矿难度可以调节，比特币挖矿难度不能调节。就好比咱们高考，因为各个省份的教学情况、生源人数都不一样，所以高考分为全国卷和各省自主命题。
以太坊说我赞成这样分地区出题，比特币说：不行，必须全国同一卷，大家难度都一样！
通俗解释，就是，比特币是利用计算机算力做大量的哈希碰撞，列举出各种可能性，来找到一个正确哈希值。而以太坊系统呢，它有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快，以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度，就可以调整验证区块所需的时间。
以太坊协议规定，难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为 15 秒，网络用 15 秒时间创建区块链，这样一来，因为时间太快，系统的同步性就大大提升，恶意参与者很难在如此短的时间发动51%（也就是半数以上）的算力去修改历史数据。
第二个信息点是：以太坊最初的设定中，希望通过阶段性升级来最终实现由 PoW 向
PoS过渡的。
时间追溯到 2014 年，在以太坊发布之初，团队宣布将项目的发布分为四个阶段，即 Froniter（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）和 Serenity（宁静）。前三个阶段共识机制采用 PoW（工作量证明机制），第四个阶段切换到 PoS（权益证明机制）。
2015年7月30号，以太坊第一个阶段“前沿”正式发布，这个阶段只适用于开发者使用，开发人员可于在以太坊网络上编写智能合约和去中心化应用程序 DAPP，矿工开始进入以太坊网络维护网络安全并挖矿得到以太币。前沿版本类似于测试版，证明以太坊网络到底是不是可靠的。
2016年3月14日，以太坊进入到第二个阶段“家园”，这一阶段，以太坊提供了钱包功能，让普通用户也可以方便体验和使用以太坊。其他方面没有什么明显的技术提升，只是表明以太坊网络已经可以平稳运行。
2017 年 9 月，以太坊已经进行到第三个阶段“大都会”。“大都会”由拜占庭和君士坦丁堡两次升级组成，这个阶段的的目标是希望能够引入 PoW 和 PoS 的混合链模式，为 PoW向PoS的顺滑过渡做准备。最近比较热门的“以太坊君士坦丁堡升级”升级的就是这个，在君士坦丁堡升级中呢，以太坊将对底层协议和算法做一些改变，来为实现 PoW 和
PoS奠定良好的基础。
以太坊挖矿会得到对多少奖励呢？赢得区块创建竞争成功的矿工会得到这么几项收入：
1、 静态奖励，5个以太坊；
2、 区块内所花费的燃料成本，也就是Gas，这部分我们上一期内容讲过;
3、 作为区块组成部分，包含“叔区块”的额外奖励，叔就是叔叔的叔，每个叔区块可以得到挖矿报酬的1/32作为奖励，也就是5乘以1/32，等于0.15625 个以太坊。这里我们简单解释一下“叔区块”，“叔区块”这个概念是以太坊提出来的，为什么要引进叔块的概念？这还要从比特币说起。在比特币协议中，最长的链被认为是绝对的正确。如果一个块不是最长链的一部分，那么它被称为是“孤块”。一个孤立的块是一个块，它也是合法的，但是可能发现的稍晚，或者是网络传输稍慢，而没有能成为最长的链的一部分。在比特币中，孤块没有意义，随后将被抛弃掉，发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。
但是，以太坊不认为孤块是没有价值的，以太坊系统也会给与发现孤块的矿工回报。在以太坊中，孤块被称为“叔块”(uncle block)，它们可以为主链的安全作出贡献。 以太坊十几秒的出块间隔太快了，会降低安全性，通过鼓励引用叔块，使引用主链获得更多的安全保证(因为孤块本身也是合法的) ，而且，支付报酬给叔块，还能激发矿工积极挖矿，积极引用叔块，所以，以太坊认为，它是有价值的。

9. 区块链几大共识机制及优缺点

首先，没有一种共识机制是完美无缺的，各共识机制都有其优缺点，有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。
1.pow( Proof of Work）工作量证明
一句话介绍：干的越多，收的越多。
依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。
优点：
1)算法简单，容易实现；
2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识；
3)破坏系统需要投入极大的成本；
缺点：
1)浪费能源；
2)区块的确认时间难以缩短；
3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；
4)容易产生分叉，需要等待多个确认；
5)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；
2.POS Proof of Stake，权益证明
一句话介绍：持有越多，获得越多。
主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是Pow的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和时间，等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度
优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。
缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。
DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。
BitShares社区首先提出了DPoS机制。
与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。
DPoS的工作原理为：
去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。
网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。
该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。
成为代表：
成为一名代表，你必须在网络上注册你的公钥，然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。
授权选票：
每个钱包有一个参数设置窗口，在该窗口里用户可以选择一个或更多的代表，并将其分级。一经设定，用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下，用户不会创建特别以投票为目的的交易，因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下，某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。
保持代表诚实：
每个钱包将显示一个状态指示器，让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块，那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。如果任何代表被发现签发了一个无效的区块，那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。
抵抗攻击：
在抵抗攻击上，因为前100名代表所获得的权力权是相同的，每名代表都有一份相等的投票权。因此，无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代表，可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是，由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址，这种特定攻击的威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接，将使妨碍他们生产区块变得更为困难。
优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。
缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。
3.PBFT ：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错
介绍：在保证活性和安全性（liveness & safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。
在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator / Commander）或成员计算机 （Member /Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。
而拜占庭问题的可能解决方法为：
在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。
1）系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证。
2）共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求。
3）共识效率高，可满足高频交易量的需求。
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据
下面说两个国产的吧~
4.dBFT： delegated BFT 授权拜占庭容错算法
介绍：小蚁采用的dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。
此算法在PBFT基础上进行了以下改进：
将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；
将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；
为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；
在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。
优点：
1)专业化的记账人；
2)可以容忍任何类型的错误；
3)记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；
4)算法的可靠性有严格的数学证明；
缺点：
1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；
2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；
以上总结来说，dBFT机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。
5.POOL验证池
基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。
优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。
缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。