区块链基础 - 基础问题

1、什么是私链，测试链，公链

私链：私链和公链是相对的概念，所谓私有就是不对外开放，仅仅在组织内部使用。私链是联盟链的一种特殊形态，即联盟中只有一个成员。有些区块链的应用场景下，并不希望这个系统任何人都可以参与，任何人都可以查看所有数据，只有被许可的节点才可以参与并且查看所有数据，这种区块链结构我们称为私有链。
公链：任何节点都是向任何人开放的，每个人都可以参与到这个区块链中进行计算，而且任何人都可以下载获得完整区块链数据(全部账本)。比特币就是最典型的公有链。
测试链：测试链是对应主网具有相同功能，但主要目的用于测试的区块链。由于测试链是为了在不破坏主链的情况下尝试新想法而建立的，只作为测试用途，因此测试链上的测试币不具备交易价值。比特币的测试链已经历多次重置，以阻止将其测试币用作交易、投机用途的行为。

2、什么是离线签名，冷钱包

离线签名：就是在不联网的情况进行签名，随后将签名后的原始数据放在网络上进行广播，从而达到交易的目的。最主要的原因在于保护用户的私钥安全。一种是使用Armory处理离线交易签名，二是手动进行签名。
我们以第二种手动进行签名方法为例，在整个操作过程中，需要两台电脑，一台完全脱离网络，也就是专门用来持有钱包并可以给交易签名的电脑；另一台电脑需要连接网络，主要用来创建未签名交易的可视钱包。
再按照离线签名的方法安全发起交易，由于联网的电脑不能进行交易签名，因此即便是被黑客入侵，也不会导致数字资产被盗。
冷钱包：区块链世界里有一个非常重要的概念：私钥。(有点像是一种拥有最高权限的密码)。当你拥有加密货币时，你真正拥有的其实是“私钥”，这是用于授权区块链网络上的关键信息。凡是知道这私钥的人都可以随意支配你区块链上的相关资金。有很多工具可以用来管理你的私钥，这些工具通常被称为“钱包”，但并不是所有的钱包工具都是安全的。冷钱包（Cold Wallet），与热钱包相对应，也称离线钱包、断网钱包或硬件钱包，区块链钱包种类之一，意指网络不能访问到用户私钥的钱包，比如QkBill、imToken。冷钱包通常依靠“冷”设备（不联网的计算机、手机等）确保数字资产私钥的安全，运用二维码通信让私钥不触网，避免了被黑客盗取私钥的风险，但是也可能面临物理安全风险（比如计算机丢失，损坏等）。

3、详细解释btc和eth的交易字段
以太坊：
AccountNonce：此交易的发送者已发送过的交易数（可防止重放攻击）
Price：此交易的 gas price
GasLimit：本交易允许消耗的最大 gas 数量
Recipient：交易的接收者地址，如果这个字段为 nil 的话，则这个交易为“合约创建”类型交易
Amount：交易转移的以太币数量，单位是 wei
Payload：交易可以携带的数据，在不同类型的交易中有不同的含义
V R S：交易的签名数据
BTC:
txid：未使用的收钱账单地址
接收方地址和金额
签名数据

4、怎么设置btc和eth交易手续费，怎么获取一笔交易的手续费
btc: 发送交易时，账单-金额，剩余的钱都作为手续费，但手续费不可超过0.11BTC
ETH: Gas Limit * Gas Price Gas limit一般是21000

5、btc和eth模型有什么区别（btc是utxo）
在比特币的世界里，并没有一个纪录所有帐户余额的帐本。那么要怎么确定一个地址现在有多少余额呢？简单的说，你要回顾以前所有的交易，并且找到所有寄给你的比特币，再把他们全都加起来，才会知道。
在以太坊的世界中，每个地址就像是一个帐户，每一次的扣款，交易过后，都会将帐户的余额纪录在区块链当中。因此在认证交易时只要检查帐户是否有足够的余额就可以了。

6、什么是双花问题，btc和eth是怎么防止双花的
BTC：每次交易都会记录一个账单已使用。如果时间非常接近，也只有最长链有效。
ETH：在刚生成地址时，nonce为0，该地址每发送一笔交易，nonce值加1。

“双花”问题是指一笔数字现金在交易中被反复使用的现象。

首先，比特币的每笔交易，总是由若干个输入和输出组成(vin和vout)
一个vin指向的是前面一个区块的vout，并且只有矿工奖励没有vin,只有凭空输出。任何一笔交易，都可以从vin追溯到矿工奖励
还没有被交易的vout被称为UTXO，即未花费交易输出
钱包从创世区块开始扫描每一笔交易
如果遇到某个vout是钱包管理的地址之一，那么钱包余额增加。如果vin是钱包管理地址之一，钱包余额减少。
钱包余额总是钱包地址关联的所有UTXO之和

矿工在生成区块的时候，会从网络上收集交易信息，交易信息中包含了付款人的私钥签名。
矿工首先验证签名是不是正确的
然后矿工会从以前区块中追溯，看付款人这次消费的比特币是不是以前没有被消费过

如果用户用同一笔UTXO付给两个人，系统中的节点只确认先接收到的那一笔
当两笔时间上很接近的交易被不同节点确认，区块链将发生分叉。剩余节点选择在他们认为的最长链上构建新的区块。
当其中一笔交易被6个节点确认后，它将成为系统最长链，可以认为这笔交易获得了最终的确认。

 

7、什么是共识算法，btc和eth的共识是什么，还有其他什么共识算法
BTC：工作量证明/PoW（Proof of Work）
ETH（Casper）：股权证明/PoS（Proof of Stake） 注意：目前还是POW

POW共识
所有节点竞争记账权。对于每一个批次的记账，都赋予一个难题，只有解出这个难题的节点记账是有效的。
同时，所有节点都不断地通过试图解决难题来产生自己的区块，并将自己的区块追加在现有区块链后，但全网只有最长链才被认为是合法的。
采用的难题，难以解答，但很容易验证。同时，通过调整难度，可以控制平均解答出一个难题的时间。
还保证了区块能够以更快的速度在全部节点之间传播，并得到其他节点的验证。
但造成了电力巨大浪费

8、什么是区块链回滚（又叫软分叉，区块链重构），区块链回滚会引发什么问题

回滚，当某个块的下一个块发生了变化，我们就说发生了回滚。

如果区块链的共识规则改变后，这种改变是向前兼容的，旧节点可以兼容新节点产生的区块，即为软分叉。
以BIP34为例，要求coinbase data必须包含区块高度，同时将版本信息从1修改为2
共分三个阶段：
1.所有矿工按照旧规则验证，不关心coinbase data内容，不管是新规则还是旧规则，都可以被网络接受
2.如果最新产生的1000个区块中，版本号为2的区块个数超过75%，要求版本号为2的矿工必须按照新规则打包区块，对于版本号为1的块不进行验证
3.如果新产生的1000个区块中，版本号为2的区块个数超过95%，则升级的矿工只接受版本号为2的区块，并对coinbase data进行校验，版本号为1的区块不被接受。

软分叉发生之后，因为块数据改变，相应的blockhash也发生了改变，因此部分块需要重新打包生成，这就造成了回滚，同时也造成了最长链变化。

区块链回滚，会导致回滚块所包含的交易作废。我们的交易系统应该关注回滚情况，发生回滚后，更新系统中用户余额。

9、什么是算力攻击

51%攻击。
攻击者如果想通过攻击比特币系统获益，那么就要掌控产生区块的权力。
因为由谁产生一个是一个完全随机的事件，那么这个区块由击者产生也是完全可能的。
但由于比特币中的正常节点会对产生区块中的交易进行验证，所以所有诚实节点都不会接受包含了无效交易的区块。
这意味着攻击者无法凭空创造比特币，也无法对不属于自己的比特币进行掠夺。
攻击者只能对自己发出的交易信息进行修改。
一个典型的攻击场景就是双花攻击。
攻击者先讲自己拥有的资产在一笔交易中支付给商家来购买商品，该交易被写入当前区块链的第N+1个区块。这时候攻击者准备一个不包含该交易的第N个区块后续链，去替换掉正常链。这样就消除了这笔交易的支出。
同时，因为比特币的最长链胜出原则，攻击链要比原链更长，才能实现双花攻击。
同时，因为POW机制，产生下一个区块的概率和节点算力占比成正比。所以双花攻击和手里的算力占比密切相关。
因为比特币在等待后续X个区块生成后，才会对上述交易进行确认，那么假设p=诚实节点挖坑成功的概率，q=攻击节点挖坑成功的概率
那么，在第X个区块成功攻击
q/p)^X
那么q=51时，概率为(51/49)^X，该值总是大于1.

10、请给出一个方案，监控链上回滚
如果某个块的下一个块发生了变化，那就是发生了回滚。
每1小时记录从上次块到最高块的上下hash，判断是否发生改变。

 

11、 什么是合约，erc20是什么

满足一定条件时，就自动执行的计算机程序。
在现实生活中的租赁合同、借条等，就可以看做是合约。智能合约的意义在于合约的执行由法律替换成了代码。

erc20是以太坊区块链上的一种合约标准。
erc20描述了以太坊代币智能合约必须实现的功能和事件，目的是为了方便检查代币分发的合理性以及钱包兼容等问题。