区块链介绍
区块链技术本质上是一种以安全透明的方式记录信息的技术。想象一本数字化的账本，这本账本不是由任何单一机构保管，而是分布在网络中的许多计算机上，每一页记录着一笔或多笔交易。
这就像一个由全世界的参与者共同维护的巨大的数字记事本，每个人都有一个完整的副本，任何改动都需要大家一起确认。
区块的基本结构
区块头(Block Header)
包含区块的元数据，如前一个区块的哈希值、时间戳、Merkle根等关键信息，确保区块链的连续性和不可篡改性。
交易记录集(Transtactions)
区块的核心内容，包含实际发生的交易数据，例如在加密货币网络中，这可能表示从一个地址向另一个地址转移一定数量的代币。
时间戳(Timestamp)
记录区块创建的具体时间，确保交易的先后顺序，对防止双重支付至关重要，使历史记录具有真实性和可追溯性。
Nonce
Nonce 的作用不仅在于找到符合条件的哈希值，更重要的是，它与工作量证明机制紧密相连，共同保证了区块链记录的不可篡改性。
区块链
由区块不断连接, 进而形成链
1
创世区块 (Genesis Block)

Block: 1, Nonce: 23344, Data: ["Genesis block"], Prev: 000…000, Hash: 000…1gb,
2
Block 2
Block: 2, Nonce: 48313, Data: ["Genesis block"], Prev: 000…1gb, Hash: 000…2bk,
3
Block 2
Block: 2, Nonce: 48313, Data: ["Genesis block"], Prev: 000…2bk, Hash: 000…3oc,
4
…
……..

anshulkanwar.github.io

Blockchain Demo

Web site created using create-react-app

Demo 展示
  1. Hash
  1. Mine
  1. Blockchain
  1. Distributed
区块链应用场景
1
金融领域
区块链可以用于自动化去中心化金融（DeFi）应用中的借贷、质押和交易过程，减少对传统银行的依赖。它还可以简化跨境支付，提高效率并降低成本。
  • 绕过 Bank,避免中间人
  • 全球通用支付
  • (公链)
2
供应链管理领域
区块链可以用于追踪商品的来源和流向，确保产品的真实性，并减少欺诈行为。例如，可以利用区块链技术跟踪药品从生产到消费者的整个过程，防止假冒伪劣药品流入市场
  • 商品唯一标签化
  • 商品可溯源
  • (私链, 公链, 联盟链)
3
医疗保健领域
区块链可以安全地管理患者数据和电子健康记录（EHRs），保护患者隐私。例如，像 Medicalchain 这样的平台就利用区块链技术来安全地存储和共享患者记录，只有授权方才能访问。
区块链还可以提高不同医疗系统之间的数据互操作性，简化保险理赔流程，并提升临床试验数据的透明度。
  • (公链, 联盟链)
…
除此之外，区块链还可以应用于
  • 投票平台，
  • 产权和契约管理，
  • 数字身份验证，
  • 激励健康行为的代币化，
  • 器官捐赠系统，
  • 医疗设备数据管理 等等
区块链的类型
私有链
由单个组织控制的权限链，只有经授权的参与者才能访问和参与网络活动。具有更高的交易速度和更低的交易成本，适用于企业内部应用。
私有链通常用于组织内部，链的读写权限掌握在某个组织手里，私链是中心化的区块链，由于省去了共识的过程，可以具备很快的交易速度及交易“0”成本。
联盟链
由预先选定的组织共同管理的权限链，参与者需获得联盟许可才能加入。在控制权、透明度和效率之间取得平衡，适用于多组织协作场景。
联盟链十分适合应用于在行业内多个企业、或企业的上下游一起使用。
公链
对所有人开放、无需许可即可参与的区块链网络。具有完全去中心化特性，通常采用工作量证明或权益证明等共识机制来验证交易和添加新区块。
  1. 开放所有源码
  1. 节点位置分布分散
  1. 足够的非关联方节点（规避节点相互勾结）
  1. 治理决策是否开放
公链
Bitcoin生态
  • 第一条区块链
  • 生态巨大
  • 主要应用场景: 价值存储
  • 出块速度慢: 平均每秒 7 笔交易 (TPS)
  • 专注于去中心化和安全性，作为数字黄金。采用 PoW 共识机制。脚本功能有限，主要用于简单的交易
Ethereum 生态
  • 第一条支持智能合约的链
  • 生态巨大
  • 主要应用场景:去 中心化应用 (dApps)。覆盖 DeFi, NFT, GameFi 等众多领域
  • 出块速度较慢，主网目前约为 15-30 TPS, 当有 L2 支持打包出块, 极大提升了出块数量和速度
  • 支持智能合约，允许开发者构建复杂的去中心化应用。目前采用 PoW 和 PoS 混合共识，正在向纯 PoS 过渡。
Solana 生态
  • 生态较大但快速增长
  • 主要应用场景: 高 TPS, 在 DeFi 和 NFT 领域发展迅速。拥有众多创新项目
  • 出块速度: 非常快，理论峰值可达 50,000+ TPS。实际应用中也能达到数千 TPS
  • 高性能，低 Gas 费。采用 PoH (历史证明) 和 PoS 的混合共识机制，实现快速交易和高吞吐量
其他
  • 例如:
  • EVM 兼容链: Binance Smart Chain, Polygon, Avalanche
  • EVM 兼容，低 Gas 费，中心化程度相对较高。
  • SUI 链
  • 高性能交易处理
  • 开发者友好
  • 创新的对象模型
以太坊生态系统
Layer 1 (L1)
以太坊主区块链，负责记录和保护所有交易 ( 数据存储和记录查询 )
Layer 2 (L2)
构建在以太坊之上的扩展解决方案 ( Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups, 提升出块效率 )
Layer3 (L3) 应用层
去中心化应用和服务 ( 业务逻辑 )
以太坊是一个开源的公共区块链平台，它不仅支持加密货币的交易，更重要的是引入了智能合约的概念，使开发者可以构建和部署各种去中心化应用程序。
一个广泛被采用的方案是把一些计算放到链下进行（即链上叠加一层），链上只进行计算的校验和存储. 为解决可扩展性问题，以太坊生态系统发展出了Layer 2解决方案，如 Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups，通过在主链之外处理交易，显著提高了网络吞吐量并降低了交易费用。
Solana区块链特点
历史证明(PoH)
创新的时间戳机制，提供可验证的交易时间顺序
高性能
理论处理能力超过200,000 TPS
低交易费用
平均每笔交易费用约为0.00025美元
账户模型
独特的账户系统设计，支持并行处理
Solana是一个备受关注的公共区块链，以其高吞吐量和低延迟而闻名。它采用了独特的架构，结合了历史证明和权益证明共识机制。凭借其创新设计，Solana能够实现极高的交易处理速度，远高于以太坊的L1，同时保持极低的交易成本，为用户提供流畅的体验。
区块链地址与钱包
钱包类型
区块链钱包是管理数字资产的工具，存储访问资产的密钥：
  • 非托管钱包：用户完全控制私钥，如 MetaMask、Phantom (浏览器插件/Wallet App)
  • 托管钱包：由第三方保管私钥，如交易所钱包
  • 硬件钱包：离线存储设备，提供更高安全性，如 Ledger
  • 纸钱包: 手抄/打印到纸张上进行记录
地址生成
区块链地址是用户的唯一标识符，由公钥通过密码学算法生成。不同区块链使用不同的地址格式：
  • 以太坊：使用 ECDSA 算法，地址为 0x 开头的 40 个十六进制字符
  • Solana：使用 Ed25519 算法，公钥直接作为地址，以 Base58 编码表示
地址生成过程

助记词 (Mnemonic) 是一种用于生成和恢复私钥的人类可读格式：
  • BIP-39 标准: 定义了助记词生成和使用的标准 / 使用固定的 2048 个单词列表 / 通常使用 12 或 24 个单词
示例: witch collapse practice feed shame open despair creek road again ice least
1
私钥生成
  • Ethereum: 随机生成 32 字节（256 位）的数据 / 64 个十六进制字符 / 助记词（BIP-39）生成
  • Solana: 随机生成 32 字节的数据 / 可以通过助记词生成 / 表示为 Uint8 数组
2
公钥生成
  • Ethereum: 使用 ECDSA 基于私钥生成公钥 / 生成 128 个十六进制字符（64 字节）的公钥
  • Solana: 使用 Ed25519 算法生成公钥 / 公钥直接作为地址使用 / 使用 Base58 编码表示
3
地址生成
  • Ethereum: 对公钥 Keccak-256 hash/ 取结果最后 20 字节 - 添加"0x"前缀 / 最终格式：0x + 40 个十六进制字符
  • Solana: 公钥直接作为地址使用
✨ 代币 (Token)
区块链代币格式有且只有整数格式, 我们看见的带有小数的数目仅为 UI 展示效果
例如: Solana (SOL)：Solana 的最小单位是 lamports，1 SOL = 10^9 lamports。所以 0.1 SOL 在链上会存储为 100,000,000 lamports
一个链里可以存在很多种代币, 但只有原生代币最为通用和重要
不是所有代币都叫原生代币
原生代币 (Native Token)
定义：区块链网络的基础货币，用于支付交易费用和维护网络安全
  • 特点：直接由区块链协议发行
  • 用于支付 Gas 费用 (原生代币才可被用来支付 Tx Fee)
  • 通常用于质押和治理
  • 示例：
  • ETH (以太坊)
  • SOL (Solana)
  • BTC (比特币)
  • MATIC (Polygon)
  • ARB (Arbitrum)
非原生代币 (Non-Native Tokens)
定义：在现有区块链网络之上创建的代币，不属于该区块链协议直接发行和管理的货币。
  • 特点：基于特定的区块链协议（如以太坊的 ERC-20 标准，Solana 的 SPL 标准等）发行。可以通过智能合约进行创建、交易和管理。
  • 不可用做支付 Gas
  • 用途广泛: 可以代表各种资产、权益或功能
  • 功能型代币 (Utility Tokens)：用于访问特定平台或服务的权限。
  • 治理代币 (Governance Tokens)：持有者可以参与协议的决策和治理。
  • 稳定币 (Stablecoins)：旨在将其价值锚定到某种稳定资产（如美元）。
  • NFT (Non-Fungible Tokens)：代表独特资产的所有权。
  • 安全型代币 (Security Tokens)：代表现实世界资产（如股票、债券）的权益。

代币经济模型

代币的发行、分配、使用和价值捕获机制，决定项目长期健康发展, 合理的代币经济模型至关重要，能激励参与，促进生态发展，提升代币价值 发行机制 固定供应： 总量有限，稀缺性可能提升价值。 通货膨胀/紧缩： 膨胀： 增发激励参与，可能导致贬值。 紧缩： 减少供应，可能提升价值，但也可能稀缺。 动态调整： 根据需求算法调整，更灵活。 分配方案 公募/私募： 向公众或特定投资者销售，用于融资。 团队分配： 激励团队，通常有锁仓期。 生态激励： 奖励开发者、用户等，促进增长。 社区治理： 分配给社区，用于参与项目决策。 价值捕获 交易费用： 用户交易支付，可能分配给持有者或用于销毁。 质押收益： 质押代币参与网络，获得奖励。 治理权益： 持有治理代币，参与决策。 使用权益： 代币在项目中有实际用途，产生需求。

NFT (非同质化代币)
既然也有代币尾称, NFT 也是一种代币，但由于其固有的唯一性，它展现出了与普通同质化代币不同的特性和应用场景
非同质化代币 (NFT) 是一种独特的数字资产，代表对特定物品或内容的拥有权。每个 NFT 都具有独特的特征和标识符，使其成为独一无二的数字资产。
这种数字稀缺性赋予了 NFT 价值。NFT 的应用场景非常广泛，包括代表数字艺术品、收藏品、音乐、虚拟土地、游戏内物品等等。NFT 通常存在于区块链上（例如以太坊或 Solana），区块链为所有权提供了一个透明且不可篡改的记录。
例如，一件数字艺术品可以被代币化为一个在以太坊区块链上的 NFT。区块链会记录谁拥有这件特定的数字艺术品，并且这个记录很难被更改。NFT 作为区块链技术的一个重要应用，使得创建和交易独特的数字资产成为可能，并彻底改变了数字领域的所有权概念。

Token && NFT

Token && NFT

💻智能合约
核心概念： 智能合约是将协议条款直接编码到区块链上的程序，能够在满足预定条件时自动执行。它们是构建去中心化应用 (dApps) 的基石。
25%
智能合约的诞生与部署
  • 编写合约代码： 开发者使用特定的编程语言（例如，Solidity for EVM 链，Rust for Solana）编写智能合约代码，定义合约的逻辑和规则。
  • 编译合约代码： 编写好的代码需要通过编译器转换成区块链可以理解的字节码 (Bytecode)。
  • 部署到区块链： 编译后的字节码通过一笔交易发送到区块链网络上的特定地址。这个过程需要支付一定的交易费用（Gas/Tx 费）。
  • 合约地址： 成功部署后，智能合约在区块链上拥有一个唯一的地址，用户和其它合约可以通过这个地址与其交互。
30%
智能合约的不可篡改性
  • 一旦部署，无法更改： 一旦智能合约被部署到区块链上，其代码就无法被修改。任何尝试修改都会导致创建一个新的合约。
  • 历史记录永久保存： 所有与智能合约的交互（交易）都会被记录在区块链上，并且不可篡改，保证了透明度和可追溯性。
75%
智能合约的触发与自动执行
  • 外部触发： 智能合约的执行通常由外部交易触发。用户或其它智能合约通过向合约地址发送特定格式的交易来调用合约中定义的函数。
  • 条件判断与自动执行： 当交易被区块链网络验证并确认后，智能合约会根据预先设定的条件进行判断。如果条件满足，合约将自动执行相应的操作。
  • 无需人为干预： 整个执行过程是自动化的，无需任何中介机构的干预。
100%
合约运行及状态更新
  • 存储在区块链上： 智能合约可以存储状态变量，这些变量的值会记录在区块链上，并随着合约的执行而更新。
  • 状态的持久性： 合约的状态是持久的，即使合约执行完毕，状态也会被保留，直到下一次交互。
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区块链交易与智能合约
智能合约
自动执行的代码
数字签名
验证交易真实性
交易基础
价值或数据的转移
区块链交易是在地址间进行的价值或数据转移，由用户通过钱包发起，经网络验证后被打包到区块中。数字签名是交易安全的核心，使用私钥签名证明交易由发送者授权，任何人都可用公钥验证。
智能合约是自动执行的协议，将条款直接写入代码，在满足预定条件时自动执行，无需中介参与，广泛应用于DeFi、供应链管理等领域。
✨ 区块链交易流程
1
2
3
4
5
1
交易签名
用户的钱包使用其私钥对构建好的交易信息进行签名，生成一个唯一的数字签名。这个签名证明了交易是由该私钥的持有者发起的，并且交易内容在签名后没有被篡改。
2
交易广播
用户钱包将签名后的交易广播到区块链网络中的节点（可以是用户的连接节点，也可以是其他节点）。并且支持交易手续费 (Tx fee/Gas)
3
验证者/矿工节点验证 ( committed )
验证者/矿工节点接收到交易，验证其格式、签名、发送方余额以及其他必要条件, 并且成功验证之后, 将交易打包到最新区块中
4
区块构建与共识 ( Finished / Included)
不同区块链采用不同的共识机制来确定哪个节点产生的区块是有效的并被添加到链上, 成功创建或被选定的区块会被验证者/矿工节点广播给网络中的其他节点
5
区块存储和广播 (Finalized)
交易和智能合约的状态变更被永久记录在区块链上
交易签名
1. 交易构建与签名 (用户钱包操作)
  • 用户发起交易： 用户在其钱包应用中发起一笔交易，这可能包括：
  • 转账： 将原生代币（如 ETH 或 SOL）发送给另一个地址。
  • 调用智能合约： 指定要调用的智能合约地址和方法，并提供相应的参数。
  • 交易信息构建： 钱包应用会将用户的意图转化为符合区块链协议格式的交易信息。这通常包括：
  • 发送方地址 (From Address)
  • 接收方地址 (To Address) / 合约地址
  • 交易金额 (Value)
  • 调用的方法和参数 (Data，仅在调用智能合约时)
  • Nonce (防止重放攻击的交易计数器)
  • Gas 限制 (Gas Limit，EVM) / 计算配额 (Compute Budget，Solana)：用户愿意为执行此交易支付的最大计算资源。
  • Gas 价格 (Gas Price，EVM) / 最近区块哈希 (Recent Blockhash，Solana)：用户愿意为每个计算单位支付的价格 (EVM) 或用于确定交易有效性的最近区块哈希 (Solana)。
  • ✨✨✨ 私钥签名： 用户的钱包使用其私钥对构建好的交易信息进行签名，生成一个唯一的数字签名。这个签名证明了交易是由该私钥的持有者发起的，并且交易内容在签名后没有被篡改。

🔑 签名

数字签名是一种密码学机制，用于验证区块链交易的真实性和完整性。 它就像一个数字指纹，证明交易是由发送者授权的，并且数据在传输过程中没有被篡改。 交易使用发送者的私钥进行签名。网络上的任何人都可以使用发送者的相应公钥来验证这个签名，而无需知道私钥。 数字签名确保了交易确实是由与发送地址关联的私钥的所有者发起的。 此外，如果交易数据在签名后被更改，签名将不再有效，从而防止了数据被篡改。数字签名还提供了不可否认性，意味着一旦交易被签名并记录在区块链上，发送者就不能否认其授权了该交易。 可以将数字签名比作在支票上签名。签名证明了是你授权了这笔付款，任何在你签名后对支票的修改都会使其无效。 数字签名是区块链安全模型的基础，它确保只有数字资产的合法所有者才能授权交易，并维护交易数据的完整性。通过利用公钥密码学，数字签名在去中心化的环境中提供了一种无需信任的方式来验证交易并防止欺诈。 SHA256

区块链网络与节点
100%
全节点
存储完整区块链副本
<10%
轻节点
仅存储部分区块链数据
24/7
网络运行
去中心化网络持续运行
—
验证者/矿工节点
  • 在 POW 中, 矿工负责参与寻找新的区块并保护网络安全。
  • 在 POS 中，通过质押加密货币来验证交易并创建新的区块。
区块链网络是由对等节点组成的分布式系统，这些节点相互通信以维护和更新分布式账本。网络中没有中央服务器或机构控制，节点之间直接交互，共享交易和区块信息。节点类型多样，包括存储完整区块链的全节点、只存储部分数据的轻节点、参与挖矿的矿工节点和在权益证明机制中验证交易的验证者节点等。这种分布式特性使区块链网络具有高度弹性和抗攻击能力。
Thanks
Solana 账户体系
程序账户
账户存储可执行代码，相当于以太坊的智能合约.
程序账户只存储程序逻辑本身, 实际数据由其关联的数据账户进行存储和提供
存储账户
存储数据的账户, 用来存储各种各样的数据.
  • 存储账户就类似于 KV 存储的一个键值对
  • 账户地址为 Key
  • 账户实际存储数据为 Value
铸币厂账户
可以看作特殊的数据存储账户. 当发行新的代币时，首先需要创建一个铸币账户。
这个账户包含了代币的基本信息
  • Authority
  • Freeze Authority
  • 代币的总供应量
  • 小数位数
  • …
代币账户
存储和跟踪账户的代币余额，并允许在账户之间转移或接收代币.
  • 可以是 PDA
  • 可以是 ATA

Excalidraw

Excalidraw — Collaborative whiteboarding made easy

Excalidraw is a virtual collaborative whiteboard tool that lets you easily sketch diagrams that have a hand-drawn feel to them.

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