區塊鏈生存指南 讀書紀錄

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• 區塊鏈使用私鑰加密交易紀錄，節點用公鑰解密–>數位簽章，公鑰即像亂碼的錢包地址
• 主流公鏈如比特幣、以太坊的非對稱式加密透過橢圓公式ECC
• 區塊鏈的不可能三角：去中心化、安全、效能，只能三取二
• CBC是區塊鏈的前身！！區塊鏈因為鏈會分岔，所以也有重放攻擊，藉由讓鏈有獨立ID避免此問題

主流鏈

Bitcoin

“Be your own bank”

• 發明者中本聰
• 節點要挖礦也要接收外部請求，中本聰一開始也是以socket & thread 完成資料的接收與處理，一個thread 處理socket的連接，另一個處理接收後的資訊
• 區塊容量上限 1MB –> 3.3-7 TPS(transaction per seconds), visa : 1700 TPS
• 每2016個block調整一次difficulty，盡量10分鐘出一個block
• BIP
  • Bitcoin的改善協議
• UXTO(Unspent Transaction Output) 架構–>用支票的方式交易
  • 每一張支票只能被使用一次–>可對抗雙花攻擊
  • 帳戶目前餘額：所有持有UXTO的金額總和
  • 優點：擴充性佳、隱私性提升
• 三次重大版本更新
  1. 多重簽名 Pay to Multi Signature(P2MS)/Pay to Script Hash(P2SH)
  2. 隔離驗證(Segregaed Witness, Segwit) 可以提升兩倍交易量，擴充區塊大小其實也可以，但區塊大傳播慢
  3. 閃電網路(Lightning Network)
     • 鏈下擴容，微小的支付並不會馬上上鏈，而是去鏈上開閃電支付的通道，接著到鏈下把牽過的交易資訊給對方，等到要結算再統一上鏈
     • 只要與閃電網路任何一個節點開啟支付通道，那就可以與節點連接的所有閃電網路進行無延遲無手續費的交易
     • 要先抵押資產，就像要刷悠遊卡之前要先儲值

Ethereum

• 具圖靈完備性
• 用Gas機制限制運算量、手續費，手續費上限=Gas Limit*Gas Price
  • Gas
  • Gas Price：願意為每個Gas付多少錢(Gwei)
  • Gas Limit：願意為了這筆交易買多少Gas
• 每個區塊的Gas上限：800萬Gas，誰出的Gas Price高，礦工就販售位置給誰，所以出的Gas Price越高，交易越快被打包進區塊。
• 約15秒出一次塊
• EIP
  • Ethereum的改善協議
  • 以太坊基金會開發維護，會基於EIP發出相對應的ERC讓大家討論 ex.ERC20
• Account 架構–>像是銀行簽帳卡
  • 每筆交易都有一個遞增的nonce值，值越小越優先執行–>避免雙花攻擊
  • 優點：簡單、效率，不用產生額外UXTO

共識

拜占庭將軍問題

整個Bitcoin全節點可以視作一種純P2P網路，為了保持各個節點間資料一致性，傳播資料要考慮有假造的節點，如何確保資料同步、一致性，形成共識？–>要對抗女巫攻擊(惡意使壞的節點)

• 問題背景： 有很多將軍，要投票達成一致策略，要撤離或是要進攻城市，投票過程每位將軍要把自己的決定通知給其他所有將軍，總計自己的決定和收到的其他將軍的決定，就可以推算出共同結果。 但將軍裡可能有叛徒，會有以下問題
  1. 故意投不好的策略、不照最後決定行動
  2. 假其他將軍之名傳假訊息給別人
  3. 送信的信使被攔截

證明自己有廣播/投票權利

• 工作量證明 POW(Proof Of Work)
  • 手中必須持有運算力，不斷找nonce
  • 缺點：區塊鏈發展被礦池把持
• 權益證明 POS(Proof Of Stake)
  • 持幣越多，越有權力去廣播與投票

實用拜占庭容錯(PBFT)

考慮視域變化(view-change)，分為三階段：

1. pre-prepare
2. prepare
3. commit

分岔

有時候分岔不是因為技術、惡意節點、駭客，而是因為社群意見的分裂。

• 暫時性分岔 因為網路延遲造成短時間不同步的現象
  • 孤兒塊Orphan Block : 鏈長較短被捨棄的區塊、交易不算、沒獎勵
  • Ethereum因為出塊時間比較短，會產生的孤兒塊也比較多，所以改用叔塊機制
  • 叔塊Uncle Block : 必須在出現暫時性分岔後的六代內被納進主鏈，間隔越多代，出塊獎勵越少

以下兩種跟軟體升級、程式碼或協定更動有關

• 軟分岔 Soft Fork
  • 更新完還是可以接受與過去版本間形成部分的共識–>向後相容
  • 新舊版本可以共存同個鏈
  • 以功能的更新居多
• 硬分岔 Hard Fork
  • 更新後完全無法與舊版本形成共識
  • 新舊版本不可共存於同個鏈上
  • 通常是共識規則的更新
    • 舊版本無法驗證新版本下產生的區塊
  • Ex. Ethereum Classic(ETC) 自 Ethereum 分岔出 Bitcoin Cash(BCH) 自 Bitcoin 分岔出

隱藏交易細節

零知識證明

• 不提供任何有關訊息的資料，仍可以說服對方該筆訊息是正確的
• 不讓礦工知道所有交易明細，但要說服對方這筆交易合法合規
• 核心：同態隱藏 Homomorphic Hidings

主流匿蹤貨幣

• ZEC
• Monero(XMR)
• Dash
  • 有master node機制，並非去中心化的(decentralized)

其他技術

• Socket
  1. Stream socket (TCP)
  2. Datagram socket (UDP)

其他專有名詞

Initial Coin Offering(ICO) Initial Exchange Offering(IEO) Initial Fork Offering(IFO) Security Token Offering(STO)

網站

• Bitnodes –> 查看節點資料
• Etherscan
• Etherchain
• Nanopool
• BITCOIN UTXO STATS
• LIGHTNING NETWORK EXPLORER
• eth gas station –> 查看目前出多少Gas price會在多少時間內被打包