utxo有什么好处，什么是utxo区块链

一、区块链开发要懂什么(区块链开发是做什么)

北大青鸟java培训：区块链编程开发技术都有哪些基本概念？

随着互联网的不断发展，关于区块链技术的开发应用也被提上了日程，今天java课程就一起来了解一下关于区块链的编程开发技术都有哪些基本概念需要掌握。

1.区块链技术链式数据结构，每个区块的头部都保存着指向上一个节点的哈希值，依次相连。

基于P2P网络，分布式节点共识算法来维护和更新数据，来保证数据的"不可篡改"。

利用密码学原理，来保证数据传输、访问的安全。

自动化脚本(智能合约)来可编程和操作数据。

本质是去中心化的数据库，终要解决的是互联网传输中的信任问题。

2.去中心化整个网络由每个节点共同参与，共同维护，不依赖中央处理节点，每个节点都是中心。

数据的存储与更新是分布式的，不需要中介与信任结构背书。

3.私有链、公有链与联盟链私有链：参与节点的资格有限且可控、读取与写入受限。

弱中心化，解决"队友"(机构内)间的信任问题。

公有链：开放的，任何人都可以读取链上的数据、参与交易。

完全去中心化的，链上数据不受任何人或机构篡改。

通过奖励代币机制来鼓励参与者竞争记账权。

解决"人类"(所有人)不可信问题。

联盟链：由多个机构间共同参与、维护、管理，链上数据只允许系统内的机构读写、交易。

部分去中心化，每个机构运行一个或多个节点。

解决"组织"(机构间)不可信问题。

区块链需要学哪些课程

主要课程：《区块链原理与应用》、《区块链与数字资产》、《区块链技术原理与开发实战》、《区块链与创新创业》等。

区块链工程专业是学什么的

区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征，具有广阔的运用前景。

从技术层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。

从应用视角来看，简单来说，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。

其应用领域包括：金融领域、保险领域、物联网和物流领域、数字版领域、公共服务领域。由此可看出，区块链工程专业的发展前景与就业领域是比较广阔的。

该专业旨在应对社会经济和社会信息化的发展，面向区块链产业对区块链技术人才的需求，培养德智体美全面发展，

掌握计算机科学与技术、区块链技术基本理论和区块链项目开发方法，具有区块链系统设计与实现能力、区块链项目管理与实施能力和在企业和社会环境下构思、设计、实施、运行系统的能力。

具备较强的团队协作、沟通表达和信息搜索分析的职业素质，具备在未来成为区块链行业骨干，在区块链项目系统设计开发、区块链项目管理、区块链系统服务等领域发挥创新纽带作用的应用型高级专门人才。

相关专业知识进入区块链行业，需要学习哪些专业知识

如果你对区块链技术感兴趣，你在开始可以学学密码学的知识，了解如何通过数字加强除了信任之外的契约，这个是区块链的最基本原理，然后你可以看看编程类的书籍，对基本的代码做过了解，会进行简单的编程，之后，你就可以下载一些常见的区块链，研究它的代码排列，看看它是如何把合约加入的，做做简单的修改，就能建立自己的智能合约约。当然，如果你仅仅是受近来的价格和炒作影响，决定入这行，建议你多了解下炒作它的牛人，听听他们的言论，学学人家是如何收割的！

要想学习区块链技术都需要了解哪些方面的知识？

区块链技术涉及的学科和内容都比较广泛，主要需要学习的包括网络通信、数据储存、数据加密、共识机制、安全机制、密码学等相关的内容。只有全面掌握这些知识才能更好地掌握区块链技术。另外，学习区块链技术最重要的是要把区块链用于实际，用于开发对生活对生产有帮助的应用才是学习技术的真正目的。煊凌科技一直致力于区块链技术相关应用的开发，拥有一支经验丰富的开发团队，有相关意向的可以到官网查询联系。

学习区块链我们需要了解什么？

首先需要了解网络通信方面的相关内容，其次是数据储存、加密技术、共识机制和安全技术，最后是跨链技术和链下技术。个人认为要学习区块链应该从实践出发，如果是程序员可以去区块链相关的公司接触相关的业务，在工作中学习。我之前在煊凌科技工作，公司在区块链开发方面的实力和经验都很不错，不管是工作还是合作都是不错的对象。

从名字上可以看出“区块链”是由“区块”和“链”组成的。一个个的区块（数据块）通过某种方式连接在一起就形成了一个区块链。

区块数据包含哪些呢？通过什么方式连接在一起呢？

可以看到区块中包含区块头和前个区块头的哈希值，这样就确定了所有的区块可以按照一定的顺序链接在一起。其中哈希值是按照哈希加密的函数来实现的。在C/C++语言中有指针这个概念：指针就是地址，一块内存数据在内存中的地址。区块链也是根据类似的概念把每个区块的哈希值作为下一个区块的地址。

什么是哈希值？

哈希值就是一组数据的“摘要”，是通过哈希加密算法生成的一组字符串。而且秘钥有一组秘钥，公钥和撕咬，公钥提供给外界来加密数据，用来解密数据。通过公钥加密好的数据，只能通过私钥来解密，即使别人有拿到数据有公钥也无法解密数据。这样就保证了数据安全性。私钥也可以作为这个节点的唯一身份验证，这样就保证了每个节点的隐私，实现了匿名。如果其中一个节点修改了其中的某部分数据，那么这个区块的哈希值就会发生变化，从而导致后面的所有区块都会发生变化，当这个区块把修改好的数据通知其他区块时，其他的区块发现发过的数据与自己保存的数据不一致，就拒绝接受数据写入自己的账本中。从而保证了数据的一致性。

什么是去中心化？

通常大家所有的QQ、微信等，都是有一个后台服务器的，统一的处理各个手机传过来的数据，通过服务器统一来处理。区块链技术就是取消统一的服务器处理，每个节点即使客户端又是服务器。当某个节点通过网络发送数据后，其余的节点接收到数据然后通过一系列的验证，确认数据没有问题后，写入到自己的区块中。这个节点就是服务器，其他节点就是客户端。同样的，当这个节点接收到数据后，其他某个节点就是服务器，这个节点就是客户端。这样做的好处就是去除了服务器，每个节点可以独立的处理数据，节约成本。

如何保持数据一致性？

所谓数据一致性就是所有节点的数据或者状态在同一时刻保持一致。区块链的本质是一个分布式的应用软件，如果是中心化的场景，达成一致是不成问题的，因为只有个数据备份。分布式环境中，是通过网络来传递数据，而且在网络环境中可能是不可靠的、延时甚至出现故障、关机重启等各种各样影响数据一致情况。

FLP定理:不要浪费时间去为了异步分布式系统设计在任意场景下都能实现共识的算法，在允许节点失效的情况下，纯粹异步系统无法确保一致性在有限的时间完成。

CAP定理：分布式计算系统不可能同时确保一致性、可用性和分区容错性，这三者不可能兼得。

区块链究竟要学什么？

众所周知，区块链是最近几年的产物，但市场针对区块链相关课程可以说是五花八门，风毛菱角，各有千秋，在这里，给大家做个统计，一起学习，探讨，交流！

区块链

1.区块链是什么？

2.加密数字货币前传：从大卫·乔姆到中本聪

3.什么是去中心化？比特币是如何实现去中心化的？

4.比特币是如何转账的——比特币区块链的五个技术性细节

5.分布式账本和去中心网络

6.UTXO：未使用的交易输出，比特币核心概念之一

7.比特币区块链的数据结构

8.工作量证明共识机制

9.挖矿是什么意思？矿工都做了什么？

10.区块链的应用有什么？区块链将带来什么变革？

11.区块链将成为互联网基础协议，类似于TCP/IP、HTTP

12.以太坊是什么？为什么说它是区块链2.0的代表

13.V神是谁？他是以太坊创始人，是区块链界的真正大佬

14.智能合约是什么？

15.以太坊智能合约是什么？

16.V神说以太坊的Token系统

17.机器比人更需要通证

18.ERC20通证标准是什么？

19.TheDAO众筹事件与以太坊分叉

20.通证该如何设计？如何表示资产？

21.通证的分类（各种分类一览表）

22.以太坊智能合约的技术与组件

23.ERC721标准与加密猫

24.以太坊的账户（外部账户和合约账户）

25.区块链的四大特征

26.区块链3.0是什么样子的？

27.EOS是什么？EOS和比特币、以太坊有什么区别？

28.EOS的共识机制与区块生成

29.丹尼尔·拉瑞莫(BM)：EOS的主要开发者

30.一张图理解EOS是什么

31.区块链“不可能三角”

32.区块链应用（去中心化应用）是什么样的?

33.EOS密钥被盗后如何恢复？

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。

二、什么是utxo区块链

区块链的核心技术是什么？

简单来说，区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库；从数据结构上看，它是基于时间序列的链式数据块结构；从节点拓扑上看，它所有的节点互为冗余备份；从操作上看，它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。

或许以上概念过于抽象，我来举个例子，你就好理解了。

你可以想象有100台计算机分布在世界各地，这100台机器之间的网络是广域网，并且，这100台机器的拥有者互相不信任。

那么，我们采用什么样的算法（共识机制）才能够为它提供一个可信任的环境，并且使得：

节点之间的数据交换过程不可篡改，并且已生成的历史记录不可被篡改；

每个节点的数据会同步到最新数据，并且会验证最新数据的有效性；

基于少数服从多数的原则，整体节点维护的数据可以客观反映交换历史。

区块链就是为了解决上述问题而产生的技术方案。

二、区块链的核心技术组成

无论是公链还是联盟链，至少需要四个模块组成：P2P网络协议、分布式一致性算法（共识机制）、加密签名算法、账户与存储模型。

1、P2P网络协议

P2P网络协议是所有区块链的最底层模块，负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。

通常我们所用的都是比特币P2P网络协议模块，它遵循一定的交互原则。比如：初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态，在握手之后开始请求Peer节点的地址数据以及区块数据。

这套P2P交互协议也具有自己的指令集合，指令体现在在消息头（MessageHeader)的命令（command）域中，这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能，这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解，可以参考比特币开发者指南中的PeerDiscovery的章节。

2、分布式一致性算法

在经典分布式计算领域，我们有Raft和Paxos算法家族代表的非拜占庭容错算法，以及具有拜占庭容错特性的PBFT共识算法。

如果从技术演化的角度来看，我们可以得出一个图，其中，区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。

在图中我们可以看到，计算机应用在最开始多为单点应用，高可用方便采用的是冷灾备，后来发展到异地多活，这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术，随着分布式系统技术的发展，我们过渡到了Paxos和Raft为主的分布式系统。

而在区块链领域，多采用PoW工作量证明算法、PoS权益证明算法，以及DPoS代理权益证明算法，以上三种是业界主流的共识算法，这些算法与经典分布式一致性算法不同的是，它们融入了经济学博弈的概念，下面我分别简单介绍这三种共识算法。

PoW：通常是指在给定的约束下，求解一个特定难度的数学问题，谁解的速度快，谁就能获得记账权（出块）权利。这个求解过程往往会转换成计算问题，所以在比拼速度的情况下，也就变成了谁的计算方法更优，以及谁的设备性能更好。

PoS：这是一种股权证明机制，它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权（所有权占比）成比例，它实现的核心思路是：使用你所锁定代币的币龄（CoinAge）以及一个小的工作量证明，去计算一个目标值，当满足目标值时，你将可能获取记账权。

DPoS：简单来理解就是将PoS共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子，而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是21个节点，也有可能是101个节点，这一点取决于设计，只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量，因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。

3、加密签名算法

在区块链领域，应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。

其中，难题友好性正是众多PoW币种赖以存在的基础，在比特币中，SHA256算法被用作工作量证明的计算方法，也就是我们所说的挖矿算法。

而在莱特币身上，我们也会看到Scrypt算法，该算法与SHA256不同的是，需要大内存支持。而在其他一些币种身上，我们也能看到基于SHA3算法的挖矿算法。以太坊使用了Dagger-Hashimoto算法的改良版本，并命名为Ethash，这是一个IO难解性的算法。

当然，除了挖矿算法，我们还会使用到RIPEMD160算法，主要用于生成地址，众多的比特币衍生代码中，绝大部分都采用了比特币的地址设计。

除了地址，我们还会使用到最核心的，也是区块链Token系统的基石：公私钥密码算法。

在比特币大类的代码中，基本上使用的都是ECDSA。ECDSA是ECC与DSA的结合，整个签名过程与DSA类似，所不一样的是签名中采取的算法为ECC（椭圆曲线函数）。

从技术上看，我们先从生成私钥开始，其次从私钥生成公钥，最后从公钥生成地址，以上每一步都是不可逆过程，也就是说无法从地址推导出公钥，从公钥推导到私钥。

4、账户与交易模型

从一开始的定义我们知道，仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库，那么，多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢？

我在设计元界区块链时，参考了多种数据库，有NoSQL的BerkelyDB、LevelDB，也有一些币种采用基于SQL的SQLite。这些作为底层的存储设施，多以轻量级嵌入式数据库为主，由于并不涉及区块链的账本特性，这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。

区块链的账本特性，通常分为UTXO结构以及基于Accout-Balance结构的账本结构，我们也称为账本模型。UTXO是“unspenttransactioninput/output”的缩写，翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。

这个区块链中Token转移的一种记账模式，每次转移均以输入输出的形式出现；而在Balance结构中，是没有这个模式的。

数字货币里的UTXO什么意思？

UTXO的中文意思叫作：未花费的交易输出。

UTXO是数字货币中的账户模型，这个模型和我们现在银行的账户模型是不一样的。

拿转账来说，现在的情况是：

我要给依依转2000块钱，我要从我的招商银行卡里面给她转账，我的卡里面有5000块钱，转给她2000块钱以后，我的招商银行账户就被扣除了2000块钱，还剩下3000块钱。

那么如果是基于比特币的UTXO，情况是这样的：

我有5000比特币，我给依依转2000比特币，2000比特币消耗掉了对不对？注意！这2000不是从我这5000总数里面扣除的，而是：我的比特币总额会分成两份（一份

2000，一份3000），这就是所谓“生成两个新的UTXO”：依依收下2000比特币，我自己收下3000比特币，3000算是给我的找零。

转账成功以后，我给依依的2000比特币目前已经使用过了，被消耗掉了，就不能再叫UTXO了，而找零给我的3000比特币目前我还没有使用，所以它还能称作UTXO，也就是未花费的交易输出。那么，如果我总共有5000比特币，我全部转给依依，那么就只需要生成一个新的

UTXO给依依就可以了，不需要找零了。

基于UTXO，每笔交易出现，都要确认比特币之前的情况，检验比特币是不是存在于我的UTXO中，如果不存在，那么系统就会拒绝你的交易行为。

这样一来，每笔交易的输入和输出都是有关系的，可以通过UTXO不断向前追溯，一直追溯到比特币诞生的时候，也就是挖矿的源头。

如果我想用同一笔UTXO发送给两个人，那么系统只确认先接受到的那一笔，一旦确认UTXO已经被消耗了，那么你就不可以再把它转给下一个人，这样就避免了双重支付的问题。

既然系统只确认先接受到的那一笔，那么问题来了，系统怎么知道谁先谁后呢？系统当然知道，因为系统有一个叫“时间戳”的东西。

什么是区块链？不是比特币进化慢，而是我们进化慢

自从区块链（blockchain）这个词被从比特币中抽象出来之后，整个业内就弥漫着一种奇特的意识形态叙事（ideologicalnarrative）。这个叙事是这样的：比特币是一架又慢又旧的破马车，十几年了没有什么改进，什么炫酷的功能都没有。当然，从人类“无利不起早”的天然本性而言，给你讲这么一通破烂话的人，绝对不是吃饱了撑的无事生非，而通常都会在看到你对手里的大饼（BTC）起了半信半疑之心之后，趁机向你推销他正在兜售的拉风跑车项目。

北京时间11月14号下午13点15分27秒，随着区块高度709632的区块被挖出，比特币自2017年隔离见证升级之后最重要的升级之一，Taproot升级，宣告成功激活（今年6月份就已经获得超90%矿工投票lock-in了，本次激活属于明牌）。

该区块中包含了chainside联合创始人FedericoTenga的一笔V1_P2TR交易。在该笔交易中，Federico在OP_RETURNDATA中附加了一句话：gmtaproot。据信，这是历史上第一笔Taproot交易。为了抢到这个名次，Federico支付了2510sat/vB的矿工费（手续费），这大概是正常矿工费（不到10sat/vB）的5百多倍。[1]

Taproot升级为我们带来了区块扩容、更好的隐私性以及增强的扩展性等诸多好处。这些好处主要是由于两项技术的引入而带来的。其一就是Schnorr签名，而另一个就是MAST（默克尔化的抽象语法树）。

Schnorr签名能够压缩数字签名的尺寸。单签名比ECDSA节省约12%的尺寸，也就可以节省转账手续费。以及，它能够把多签名压缩成一个签名，这可以极大压缩多签地址的尺寸，并保护多签参与者的隐私。据说早在2012年MikeHearn就在bitcointalk论坛提出过类似想法。通过压缩签名尺寸，相当于扩大了区块容量，容纳更多交易量。

MAST则可以大大改善P2SH交易的交易尺寸、隐私性和灵活性。最早的BIP-114提案是由JohnsonLau于2016年提出的。早前的P2SH交易可以允许支付时不揭示script（比特币脚本代码）。但是，当花费UTXO（未花费的交易输出）时，便需要提供script且记录到链上，从而占据区块链的容量。如果script比较复杂，则会占据较多的空间。MAST的引入使得我们可以把包含很多条件的复杂脚本组织成默克尔树。在花费UTXO时，也只需要揭示默克尔证明和涉及的script，而不需要揭示整颗树。这就节省了区块容量，改善了脚本的隐私性。同时，由于打开了script尺寸的限制，这就为比特币的可编程性引入了更大的扩展性和灵活性。

应该说，上面几段话对一些只在中心化交易所炒炒币，甚至连私钥都不懂的朋友来说无异于天书。别说Taproot了，便是4年前的segwit（隔离见证），对很多所谓圈内的人来说都不知何物。这没有什么可耻的。我头一次看这些新技术、新名词也是脑袋爆炸。多学习，多研究，多琢磨琢磨，也就搞明白了。

相比于科技的进步，我们掌握知识的能力进化的实在是太慢了。时至今日，很多人还搞不清楚比特币究竟是存储在自己手机上的钱包里，还是在比特币网络上。自己手机或者电脑上的钱包软件又是起什么作用的。私钥是什么，助记词是什么，所谓的HD钱包又是什么。1开头的地址，3开头的地址，5开头的地址，bc1开头的地址都有啥分别。怎么把大饼从交易所提出来，放到所谓链上。怎么自己掌控自己的比特币。怎么签名转账比特币。怎么使用隔离见证地址。以及现在，如何构建Taproot交易呢？

有人于是说，那就不要让用户自己掌握私钥，远离这些技术细节好了。回到托管式的环境，回到互联网中心化的用户体验。这样一种用户体验的改善，就像中心化交易所一样，是以牺牲用户自主掌握资产为代价的。这直接抛弃了去中心化以来全部的价值观。这又是一种进化，还是一种退化呢？

如果只是为了发明一个噱头，让投机者去炒、去赌，那就尽可以不考虑这些。那就不仅不应该限制OP_RETURN的尺寸，甚至应该扩充script使之支持图灵完备的编程。这样就可以在比特币上发行各种空气币、土狗币，再搞出来各种为炒而生的应用出来，所谓繁荣的生态。但是比特币一路走来，似乎是走了相反的道路。不仅从一开始就极大限制了script的功能，而且主动缩短了OP_RETURN的数据尺寸，限制了在比特币链上玩各种花活儿的可能性。

比特币是审慎的。它清楚自己有更大的使命。Taproot的激活，可能会有利于二层的发展。但是，并不会给一层带来自限性的问题。相反的，它会因为压缩了数据尺寸，而扩大了一层的容量。

比特币是富有耐心的。它肩负着普及去中心化数字货币（而不是在中心化平台上进行投机）的历史任务。所以它必须耐心地等待，等待每一个人跟上技术发展的脚步。

UXTO与余额

区块链入门从使用钱包开始，我们最关注的是钱包的账户余额。可看过很多区块链资料以后，一直存在一个疑问，钱包的余额信息存在区块链的什么位置？一直没有找到，只有一个相近的概念叫UTXO（UnspentTransactionOutput），但看完以后还是对应不上。直到翻遍网上所有关于UXTO的资料，才知道在中本聪设计的比特币系统中，并没有余额这个概念，“比特币余额”是由比特币等钱包应用派生出来的产物。钱包的余额是通过与账户相关的多个UXTO算出来的。下面且听我详细道来。

了解过一点点会计学，我们现在的会计系统绝大部分采用的是一种叫做“借贷记账法”的方法，账目分成借方和贷方，每发生一笔业务都要登记两个以上的科目。

简单来说，Alice转账给Bob1美元，使用借贷记账法至少要产生两条账目，Alice账户减少1美元，Bob账户增加1美元。这种记账法在企业经营、企业审计中有无数的好处。但是这种记账法也有一个最大的缺点，就是容易产生记账错误和记账误差。一笔交易需要登记两条以上的账目，本质上记录的是“交易的结果”，而不是“交易本身”。

中本聪发明了UTXO（UnspentTransactionOutput）交易模型，并将其应用到比特币当中。UTXO是“未花费的交易输出”，简单来说就是，每一笔比特币交易实际上都是由若干个交易输入和输出组成的。交易输入是资金来源，交易输出是资金去向，每一笔交易都要从交易输入中花费出去一部分，这一部分就是未花费的交易输出（UTXO）。每一次的交易输入都可以追溯到之前的UTXO，直至最初的挖矿所得。

由挖矿所得创建的比特币交易，是每个区块中的首个交易，又称之为coinbase交易，它由矿工创建，没有上一笔交易输出。

在比特币交易中UTXO就是基本单位，一个UTXO一旦被创建就不可被继续分割，它只能当作是下一笔交易的输入被花费掉，花费后产生新的UTXO，这样周而复始地实现货币的价值转移。所以我们在比特币钱包中所看到的账户余额，实际上是钱包通过扫描区块链并聚合所有属于该用户的UTXO计算得来的。

因此，当我们在说某人拥有1枚比特币的时候，我们实际上说的是，在当前的区块链记录中，有若干笔交易的UTXO收款地址写的是这个人的钱包地址，这些UTXO的总和是1个比特币。

比特币的UXTO系统遵守两个规则：

我们以以太账户为例，打开etherscan.io，选择BLOCKCHAIN-AllAccounts，这样可以看到所有地址与余额，可以选择其中一个查看详细信息。如果看不懂，没关系，把自己的以太地址输入到右上角的搜索框回车后，会显示地址的余额和详细交易记录，如下图。

至此，我能理解李笑来老师说为什么他的账户没有余额，只有UXTO了，O(∩_∩)O哈哈~，内行人不要说外行话嘛。

三、有什么可以投资的虚拟货币

新一代比特币-比特盛世诞生

大背景：区块链技术的金融应用带来极高投资价值

2018中国国际大数据产业博览会26日在贵州省贵阳市开幕，会上指出我国未来会大力发展数字经济，深入实施大数据和云计算发展行动计划，深入研究区块链技术及应用。尤其在金融领域的落地应用，更是成为科技界和金融界共同关注的焦点。

1、区块链的价值来源在于其能完美解决当下金融行业痛点：

当今资产证券化、保险、供应链金融、大宗商品交易、资产托管等多个金融场景中，由于参与主体众多、信用评估代价高昂、中介机构结算效率低下等原因，传统的金融服务手段难以有效解决行业长期存在的诸如信息不对称、流程繁复冗余、信息验真成本高等核心痛点。

2、区块链为什么能解决上述痛点：

区块链技术集成了分布式记账、不可篡改、内置合约等多项基础技术，构建了一种以更低成本建立信任的机制。基于区块链技术的金融应用，可以实现所有市场参与人无差别获取市场中所有交易信息和资产归属记录的能力，有效解决了信息不对称问题；智能合约嵌入减少了支付结算环节的出错率，简化了流程并提高效率；同时各参与方之间基于透明的信息和全新的信任机制无需再耗费人力、物力、财力去进行信息确认，这将大大降低各机构之间的信任成本进而降低金融服务价格和交易成本。

3、区块链技术在金融领域的应用主要有以下方面：

①数字货币

其中以比特币最为出名。而在比特币基础上，又衍生出了大量其他种类的去中心化数字货币。如：比特盛世。

②支付清算

与传统支付体系相比，区块链支付可以为交易双方直接进行端到端支付，无需借助银行体系，在提高速度和降低成本方面能得到大幅的改善。

③数字票据

④银行征信管理：区块链的优势在于可依靠程序算法自动记录信用相关信息，并存储在区块链网络的每一台计算机上，信息透明、不可篡改、使用成本低。

⑤权益证明和交易所证券交易

欧美各大金融机构和交易所纷纷探索以区块链技术为蓝本打造下一代金融资产交易平台的应用研究。

4、区块链发展前景

区块链技术与金融领域结合的深度和广度还远未饱和，应用前景广阔。未来发展区块链技术以联盟链为切入点将最具生命力，并对传统金融行业痛点的改造产生重大效果和深远影响。

响应区块链的良好投资前景，国内企业阿里巴巴、京东、百度均已入局。以区块链技术为依托的金融场景应用带给我们安全与便利的同时，更会提供给我们更广阔的投资空间。以比特币为代表的数字货币的兴起和价格暴涨（比特币2009年刚上市时约人民币2角钱，现今价格7300美元左右！）就是最好的证明，嗅觉敏锐的人已从中获利颇丰。

新一代比特盛世币的理念及技术实现

摘要：这是一款以中本聪所开发的比特币为基础，改进并添加了诸如双层奖励制网络—也称为主节点网络，等多项新功能的加密数字货币。其中还包含为提高可互换性的匿名支付（比特盛世），和在不依赖中心权威下实现即时交易确认的即时支付功能对接（p2p商城）。

1.介绍

2009年，中本聪提出比特币的概念，自那以后，比特币已迅速在主流应用和商业用途中传播开来，成为首个吸引大量用户的数字货币，是数字货币史上的里程碑。不过从完成交易的角度来看比特币接收的情形，我们可以发现一个重要问题，就是比特币区块确认交易的时间过长，而传统的支付公司已找出使买卖双方实现比特币交易零确认的解决方案，但这一解决方案通常是要在协议之外采用可信赖的第三方完成交易。

比特币提供假名交易，实现发送者和接受者之间一对一交易的关系，并能永远记录全网发生过的交易。比特币只提供低层次的隐私保护，这点在学术界众所周知，尽管有此不足，许多人仍然相信区块链记录的转账历史。

基于中本聪成果，比特盛世以保护隐私为要旨的加密数字货币。我们在比特币概念的基础上进行了一系列的改进，由此诞生出一个去中心化的和具备良好匿名性的加密数字货币，它支持防篡改的即时交易，又有能为比特盛世网络提供服务奖励制的点对点次级网络。

2.主节点网络

全节点是运行在 p2p网络上的服务器，让小节点使用它们来接受来自全网的动态变化。这些全节点需要显著的流量和要消耗大量成本的其它资源，由此在一段时间内会观察到比特币网络上的这些节点数量呈现稳步下降的趋势，使区块广播的时间需要额外增加40秒。为解决这问题，提出了许多方案，例如引入微软研究的新奖励计划和 Bitnodes激励计划。

表1: 2017年春的全节点

这些节点对网络的健康而言十分重要，它们能让客户端同步和通过全网快速广播信息。我们提议增加次级网络，名为达世主节点网络。这些节点将具有高可用性，而且在为网络提供符合一定要求的服务后能够得到主节点服务奖励。。

2.1主节点奖励计划——成本和奖励

比特币网络全节点锐减的主要原因是缺乏对运行节点的奖励。随着时间的推移，全网接入的用户会更多，对带宽的需求会更高，对节点运行者的资金需求也更多，结果使运行全节点的成本提高。考虑到成本的上升，节点运行者必须要降低他们的运行成本或者运行轻客户端，但这样完全不利于网络健康。

正如比特币网络一样，主节点是全节点，但不同的是主节点必须对全网提供一定的服务，并需要一定量的押金才能加入。押金不会丢失，在主节点运行时也是安全的。这可让投资者为全网提供服务的同时，赚取一定的投资收益，减少了价格的波动性。

运行一个主节点，需要存储1000DASH。当主节点生效时，它可为全网的客户端提供服务，并以利息的形式获取奖励。这就使得用户为这项服务投资，但同时得到一定的回报。主节点获取的收益是来自同一个矿池，大约有45%的区块奖励纳入到这个计划中。

考虑到主节点奖励计划的奖励率是固定的百分比，还有主节点网络节点存在波动的事实，预计主节点奖励会根据当前生效的主节点总数作出变化。通过以下的计算公式可计算出运行主节点一整天的收益：

(n/t)* r* b* a

n:运行者控制的主节点数

t:主节点的总数

r:当前的区块奖励（当前平均奖励是5DASH）

b:平均每天的区块数，当前DASH网络每天区块通常是576个

a:主节点的平均奖励（平均每个区块奖励的45%）

运行主节点的收益公式：((n/t)* r* b* a* 365)/ 1000（式子中的变量与上述相同）

运行主节点需要成本，这在网络上创建了生效节点的硬限制和软限制。目前有530万DASH流通，只有5300个节点可能可以在网络上运行。软限制由配置节点所花的成本和平台的滞留量所致，因为DASH是流通的货币，而不仅仅是为投资所用。

2.2确定顺序

使用特定的确定算法创建主节点的伪随机排序。使用为每个区块设计的工作量证明机制的哈希算法，挖矿网络可以提供支持这个排序的安全性。

选择主节点的代码：

示例代码还可以进一步扩展为主节点排序，“第二”，“第三”和“第四”个主节点的计算依此类推。

2.3非信任制的Quorum

当前 DASH网络大约具有2400个生效的主节点，而需要1000 DASH担保才可成为一个生效的主节点。我们创建了一个系统，其中没有一人能控制整个主节点网络。例如，如果有人想控制50％的主节点网络，他们将不得不从公开市场上购买230万个DASH。这将极大提高币价，所以获得如此多DASH是不可能的。

在拥有主节点网络和担保条件的前提下，我们以非信任制的方式使用该次级网络进行高度敏感的任务，其中没人能控制网络的演变结果。从总池中选择N个伪随机主节点来执行相同的任务，这些节点可以充当裁判，过程无需整个网络的参与。

例如，一个非信任制的Quorum发现InstantX，InstantX会使用Quorum确认交易和锁定输入。

另一个例子是，非信任制的Quorum可以利用主节点网络作为金融市场的去中心化预言者，这让实现去中心化的合同成为可能。例如苹果公司的股价在2016年12月31日超过300美元的话，就提交公约A，否则提交公约B。

2.4角色和服务量证明机制

主节点可以向网络提供任意的额外服务。正如在概念中指出，我们的首个成功应用是 Darksend（匿名发送）和 InstantX（即时支付）。使用我们称之为“服务量证明”的机制，可以要求这些节点处于在线状态，即使在正确的区块高度上也要作出响应。

恶意者也可以运行主节点，但不会对网络提供任何实质性的服务。为了减少这些人使用系统做出对自己节点有利事情的概率，必须ping剩余网络以确保它们保持活跃。这项工作通过主节点网络在每个区块选择2个Quorum来完成。Quorum A检查Quorum B每个区块的服务。Quorum A是与当前区块哈希最接近的节点，而Quorum B是远离所说区块哈希最远的节点。

主节点A（1）检查主节点B（2300）

主节点A（2）检查主节点B（2299）

主节点A（3）检查主节点B（2298）

检查网络就是要验证节点是生效的，这由主节点自身完成。全网区块的1％会受到检查。这使整个网络在一天中会被检查大约6次。为了保持这个系统是非信任制的，我们使用Quorum系统中随机选择节点，但我们最少也需要六次检查来排查一个恶意节点。

为达到欺骗系统的目的，攻击者需要在一轮中被选中六次。否则，欺骗的目的就被系统发现，使其不会得逞，其它节点也是这样。

表1在服务性证明机制失衡的情况下，一个独立的主节点欺骗系统的概率

n:攻击者控制的主节点数

t:全网主节点总数

r:区块链深度

基于Quorum系统，主节点的选择是伪随机的。

2.5主节点协议

主节点使用一系列扩展协议在全网进行广播，包括主节点消息announce机制和主节点消息ping机制。这两类机制用来确认全网节点处于生效状态，除了它们，执行服务量证明机制需求的还有Darksend和InstantX。

在钱包中发送1000DASH到特定地址，就激活代码自然生成能在全网进行广播的主节点，随之次级私钥生成，它是用来对其它所有信息进行签名，另外在运行单机模式时还可用来完全锁定钱包。

在两台独立的机器上使用次级私钥让冷模式成为可能。主要的“热”客户端对1000 DASH的输入进行签名，此过程包含使用二级私钥对信息进行签名。之后，“冷”客户端能发现包含次级私钥的信息并将主节点激活。这让“热”客户端失效（客户端关闭），这样攻击者访问激活后的主节点也不可能获得窃取其中的1000DASH。

主节点开始运行时，会向全网发送“主节点广播”信息，

包含有：

信息：（1000DASH输入，可访问的IP地址，签名，签名时间，含有1000Dash的公钥，次级公钥，用于捐赠的公钥，捐赠的百分比）

此后每隔15分钟，一条ping信息会对外发送，证明节点生效中。

信息：（1000DASH的输入，签名（使用次级私钥），签名时间）

随着时间的推移，网络会移除失效的节点，让该节点不再被客户端利用或再用于支付。节点也可以不停地ping网络，但如果它们的端口不打开，最终会被标记为失效状态，不再用于支付。

2.6主节点列表的广播

进入DASH网络的新客户端必须发现当前全网活跃的主节点，这样才可以使用它们的服务。一旦它们加入网状网络，它们的节点就会收到请求主节点列表的指令。设置缓存的目的是让客户端记录主节点及其当前状态，因此当客户端重新启动时，他们只需简单加载该文件，不需重新请求主节点的完整列表。

2.7使用挖矿进行支付和强制规定

为了确保每个主节点都获得应有的区块奖励，网络必须强制每个区块支付奖励给正确的主节点。如果矿工不愿意的话，他们的区块必须被网络拒绝，否则作弊就会产生。

我们提出一个策略，就是一个主节点代表一个Quorum，选择其中优胜的主节点然后广播它们的信息。信息得到N次广播后，会选择同一目标接收者，这样达成共识后选中的区块要对该主节点支付奖励。

在网上挖矿时，矿池（矿池的作用是将单独的矿工整合起来）使用RPC API接口获取生成有关区块的信息。为了向主节点支付奖励，必须添加次级接收者到GetBlockTemplate来扩展接口。矿池之后广播自己的成功开采的区块，使自己和主节点之间保持同步。

3.匿名支付

我们相信，为了能在客户端提高强度保护用户隐私，实现标准的非信任制是很重要的。例如electrum，Android和iPhone这些客户端，也会直接嵌入相同的匿名层和很好利用协议扩展性。这让用户使用坚实稳固的系统匿名发送资金时有着相同的体验。

Darksend是 CoinJoin（提供匿名技术的软件）的改进和扩展版本。除了拥有CoinJoin的核心理念，我们还进行一系列的改进，例如去中心化、使用链接实现强匿名、相同面值和被动先进的混币技术。

在提高隐私和加密数字货币的可互换性时，最大的挑战是，无法做到加密整个区块链。在以比特币为基础的加密数字货币体系内，能看到哪些输出是没发送，哪些是已发送，通常将其称为UTXO，全称是未使用交易输出。这让每个用户在公共帐本中都可充当诚实交易保证者的角色。比特币的协议是在不依赖第三方参与的前提下设计的，没有第三方的参与，仍能通过公共区块链随时读取用户信息实现审计是至关重要的。我们的目标是在不失去这些要素的前提下提高保密性和可互换性，我们坚信这是创建成功数字货币的关键。

使用数字货币范围内去中心化的混币服务，我们能让货币本身具备完全可互换的能力。可互换性是金钱的属性，决定货币的各单位要保持平等。当你以通货的形式接收资金时，资金不应该保留之前用户的使用记录，或者用户能很轻易地与之前的使用历史撇清开来，从而做到所有货币是平等的。与此同时，任何用户在不影响他人隐私的情况下，保证公共账本的每笔交易都是诚实的。

为了提高可互换性和保持公共区块链的诚实性，我们提议使用先进的非信任制去中心化混币技术，为了保持通货的可互换性，这项服务直接整合到这个货币体系中，对于每个用户而言都可容易和安全使用。

3.1 Coinjoin通过账户可追踪资金流向

一个简单的策略是在现有的比特币基础上整合Coinjoin，就是单纯将交易合并在一起。通过追踪联合交易的用户资金流向就会将用户的身份暴露出来。

图2：例如将2个用户的交易整合为Coinjoin交易

在这项交易里，0.05个比特币使用混币技术对外发送，为了追踪这笔资金的来源，仅需要把右边的数额加起来再和左边的数额匹配就可得知。

重新组合交易

0.05+0.0499+0.0001(fee)= 0.10BTC.

0.0499+0.05940182+0.0001(fee)= 0.10940182BTC.

随着更多用户加入到混币的过程中，获得结果的难度会以指数级增长。然而，在以后某个时间点结果还是可以被追踪出来，匿名性失效。

3.2直接链接和中继链接

在Coinjoin其它实现的应用里，用户先把资金匿名化，最后把交易发送到知道发送者身份的平台或个体，这点是有可能实现的。但这打破了匿名性，能让其它人往前追踪用户的交易，我们称这类型的攻击为“中继链接”。

图3：中继转换链接

在这个例子中，Alice匿名发送1.2BTC，分别以1BTC和0.2BTC对外输出，然后从1BTC的输出中再对外输出0.7BTC，剩余0.3BTC，这0.3BTC输出发送到可识别对象去，但实质上Alice已经将0.7BTC成功匿名发送出去。

为了确定匿名交易的发送者身份，要从“交换交易”环节开始，通过区块链往前追溯，直至找到“Alice匿名发送0.7个BTC”。一旦找到的话，你会发现那是你的用户最近匿名购买了东西，从而看透这个匿名交易。我们称这种类型的攻击为“中介转换链接”。

图4：中介转换链接

在第二个例子中，Alice在coinbase处花费了1.2BTC，然后将这数额匿名化再以1BTC输出。接着，她又花费1BTC，剩余0.3BTC再结合之前的0.2BTC，组成为0.5BTC对外输出。

结合匿名交易和CoinJoin交易，将前后的整个交易历史整理一遍，从而可彻底看穿这个匿名功能。

3.3增强的隐私和DOS防护

多方的交易可以合并为一个交易，Darksend很好地利用了这点，它将多方的资金合并在一起对外发送，这样一旦整合后就无法再次拆分。考虑到Darksend交易是专门为用户支付设置的，这个系统是高度安全防盗窃，用户的货币是十分安全的。目前，使用Darksend的混币技术至少需要3方参与。

图5：三个用户的资金合并到一个共同交易，用户会以新的打乱过的形式对外输出资金。

为了从整体上增强系统的隐私性，我们提以使用0.1DASH，1DASH，10DASH和100DASH的相同面值。在每轮混币过程中，所有用户应该以相同面值的形式输入和输出资金。除了使用相同面值外，交易手续费会被移除，而且所有交易会分解成分散的、独立的、前后没有关联的小交易。

接下是应对可能的DOS攻击，我们提议所有用户在加入时把交易以押金的形式提交到矿池去，交易最后还是输出到用户，同时又可向矿工支付一笔高的报酬。也就是说，用户向混币池提高请求时，交易一开始就要提供押金。如果某个时候用户不合作了，例如拒绝签名，押金交易会自动在全网广播，若要在匿名网络上进行持续攻击，所付出的代价是极其高昂的。

3.4被动的资金和区块链匿名

Darksend每轮的混币限制为1000DASH,并多轮混币才能匿名混合相当数量的资金。为了让用户体验方便和攻击变得困难，Darksend以被动的模式运行。同时设定时间间隔，用户的客户端要通过主节点连接其它客户端。一旦进入主节点，用户要求需要匿名的面值数额会在全网依次排队广播，但是没有信息会将用户的身份暴露出来。

每轮的Darksend过程可视为增强用户资金匿名性的独立事件，然而每轮只限制3个参与者，因此观察者有三分之一的机会追踪交易，为了提高匿名的质量，会采用链接的方法，将资金通过多个主节点依次发送出去。

3.5安全性考虑

由于交易合并在一起，主节点在用户资金流过时有可能进行“窥探”。由于每个主节点都被要求持有1000 DASH和用户选用随机主节点来部署他们的资金，所以“窥探”的影响性不大。通过区块链追踪交易的概率计算如下所示。

表3.考虑到攻击者控制N个节点时，在全网追踪Darksend交易的概率

n攻击者控制总的节点数

t：全网主节点总数

r:区块链深度

主节点的选择是随机的

考虑到DASH的有限供应（此时此刻撰写白皮书时有530万个DASH在流通）和市场上低的流动性，在一次攻击中控制如此之多的主节点是不可能的。

通过遮掩主节点上发生的交易来扩展系统，也会大大提高系统的安全性。

3.6使用中继系统遮掩主节点

在3.4一节，我们描述了使用Darksend多轮混币技术追踪单一交易的概率。这可以进一步通过遮掩主节点加以强化，使他们不能看到用户输入/输出方向。要做到这一点，我们提出一个简单的可让用户保护自己的身份的中继系统。