1. 区块链中哈希函数要满足的性质
-
collusion resistance抗碰撞性 -
hiding单向性 -
puzzle friendly不能猜测到明文对应哈希值的范围（应用于区块链的nonce挖矿）
（比特币中用到sha-256）
2. 比特币开户
用户在本地创建一个公钥私钥对(public key, private key)就是一个账户，这个公钥私钥对可用于身份的签名与验证；这个过程要选择良好的随机源
（比特币中通常是对message取哈希，在对其签名）
3. 区块链结构
改变任意节点都会引发后续节点的改变
root hash保存在block header中
验证某个交易是否包含在某区块中，复杂度为θ(log(n))
4. bitcoin
| Block header | Block body |
|---|---|
| version | transaction list |
| hash of previous block header | |
| merkle root hash | |
| target | |
| nonce |
H(block header) <= target
-
full node全节点 -
light node轻节点：只保存block header
（区块奖励每隔21万个区块减半）
5. forking attack 分叉攻击
通过往区块链中间位置插入一个区块来回滚某条交易
区块链被称作
irrevocable ledger不可篡改账本，这种不可篡改性只是一种概率性上的保证，经过一段时间某区块后跟了多个区块，被篡改的可能性就大大降低；比特币协议中等待六个区块确认才认为前面的交易是不可篡改的
6. transaction-based ledger 基于交易的记账
比特币的全节点要维护一个数据结构UTXO：Unspent Transaction Output未花费交易输出，每个交易都会消耗输出并产生新输出；total inputs 大于total outputs的部分为交易费
每个发布的区块有一个特殊的铸币交易
coinbase transaction，其中有一个coinbase域，可以改变它来补足nonce取值空间大小的不足
普通交易
7. 挖矿的分析
每次尝试一个nonce是一个Bernoulli trial:a random experiment with binary outcome；尝试很多Bernoulli trial，则构成Bernoulli process:a sequence of independent Bernoulli trials，它有一个性质memoryless无记忆性，前面的试验不会对后面试验的结果产生影响；挖矿中将来还要挖多少时间域过去耗费的时间没有关系；若不这样算力强的矿工会具有不成比例的优势
（Bitcoin is secured by mining）
8. Bitcoin network
比特币的底层是一个P2P Overlay Network，比特币网络的设计原则是简单，鲁棒而不是高效；每个节点维护一个邻居节点的集合，消息传播在网络中采取flooding的方式；节点第一次听到耨各位消息的时候把它传给所有邻居节点，某记录为已收到过，下一次再收到则不用转发个令居节点了；邻居节点的选取是随机的，没有考虑底层的拓扑结构，比如在加利福尼亚的节点可能选取阿根廷的邻居节点，增强了鲁棒性牺牲效率
比特币系统中每个节点要维护一个等待上链的交易的集合，第一次听到某个交易则加入集合并转发，再次收到时则不用转发；若集合中某些交易被新发布的区块写入区块链中，则要在集合中删除；新的区块同样要其它节点进行检查（比特币的区块限制大小为1M）
9. 挖矿难度
挖矿难度域目标阈值成反比：（difficulty_1_target为挖矿难度为1时的目标阈值）
为什么要调整挖矿难度？系统中的总算力越来越强，挖矿难度保持不变的话，出块时间会越来越短，过段的时间可能导致多分叉；比特币协议中规定每隔2016个区块调整一次目标阈值（expected time为2016×10，actual time为实际挖出2016个区块的时间，并且不会超过4或小于1/4）
10. 比特币挖矿
矿池：一个矿池包含多个矿工；矿主通过降低挖矿难度，挖出的share个数来给矿工给予区块奖励
11. 比特币脚本
任何用户都可以通过return销毁很小的比特币换取往区块链写入内容的机会
12. 同态隐藏
