1.区块链的一些基本性知识探索

Q: 区块链必须有局域网或者互联网吗？

A: 区块链技术本身不必须依赖于局域网(LAN)或互联网来运作，但它需要一个网络环境来实现节点之间的通信。这个网络可以是互联网、局域网或任何其他形式的网络，只要它能够支持区块链网络中的节点互相连接和交换数据。在没有互联网的情况下，区块链可以在封闭的局域网或私有网络中运行，适用于特定的用例，如内部数据管理、供应链跟踪等。然而，为了实现广泛的去中心化和全球接入，大多数公开的区块链项目和加密货币是通过互联网运行的。

Q: 图片的哈希值能否被篡改？

A: 哈希函数如SHA-256设计为单向加密过程，能从任何输入生成独特的哈希值，但不可逆向推导出原始数据。尽管理论上可能发生哈希碰撞，实践中此概率极低，使得哈希值篡改几乎不可能实现。

Q: 区块链上存储的是什么？

A: 区块链主要存储的是数据的哈希值，而非数据本身。这些哈希值作为数字指纹，独一无二地标识了文件内容。通过比较存储在区块链上的哈希值与本地文件的哈希值，可以验证文件的真实性和完整性。

Q: 如何保证存储的哈希值对应的是原始图片？

A: 关键在于确保上传和存储哈希值的过程安全可信。这包括安全上传机制、权威验证或数字签名确保文件真实性，及利用区块链的透明和可追溯性。尽管理论上存在通过技术手段创建相同哈希的图片，实际操作中这几乎不可能，从而降低哈希值对应非原始文件的风险。

Q: 区块链是不是就是个存哈希的线上服务器？

A: 区块链不仅仅是存储哈希值的服务器。它是一种具备去中心化、不可篡改、透明性和安全性等特点的分布式账本技术。

Q: 区块链有哪些关键特点？

A: 关键特点包括去中心化，每个参与者可直接交换数据或资产；不可篡改性，数据一旦添加即不可修改；透明性，交易记录公开可见；安全性，加密技术和数字签名保障数据安全。

Q: 区块链的应用领域是什么？

A: 区块链的应用领域多样，包括金融服务、供应链管理、医疗记录、身份验证等，其分布式网络、加密技术和共识算法确保数据安全、不可篡改和去中心化，为各行业提供新的解决方案。

Q: 区块链的结构是怎样的？

A: 区块链由相互连接的区块组成，每个区块包含交易数据和两个关键的哈希值：当前区块的哈希值和前一个区块的哈希值。这些区块以链式结构相连，确保了数据的连续性和安全性。

Q: 不可篡改性的原理是什么？

A: 不可篡改性基于哈希函数和链式数据结构。每个区块的哈希值由其包含的交易数据和前一个区块的哈希值计算得出。任何数据的微小变动都会导致哈希值的巨大变化，从而使得篡改数据后续所有区块的哈希值都失效。

Q: 篡改尝试的后果是什么？

A: 尝试篡改区块链中任何一个区块的数据会导致该区块的哈希值改变，进而导致所有后续区块的哈希验证失败，因为它们都是链式相连的。这种设计使得任何篡改尝试都会被迅速发现。

Q: 如何保护区块链不可篡改性？

A: 保护区块链的不可篡改性通过复杂的计算过程（如工作量证明）和去中心化的网络结构来实现。要篡改区块链数据，攻击者需要拥有超过网络一半的计算能力，这在实际中几乎是不可能的，从而确保了区块链数据的安全性。

Q: 区块链网络是去中心化的，每个参与节点都保有整个区块链的副本，这不是会占用很大的存储空间吗？

A: 是的，区块链的去中心化特性意味着每个节点都保有一份完整的区块链副本，随着区块链的增长，确实会导致存储需求增加。

Q: 那么如何应对区块链的高存储需求？

A: 应对高存储需求的策略包括轻节点运行、分片技术、状态剪枝以及分层解决方案的实施，这些方法可以有效减少每个节点需要存储的数据量，从而降低了整体的存储需求。

Q: 能详细解释一下这些应对策略吗？

A: 应对区块链高存储需求的策略包括轻节点、分片、状态剪枝和分层解决方案。轻节点通过仅下载区块头信息减少存储需求；分片将区块链划分为多个部分，每部分独立处理交易和存储，减轻单个节点的负担；状态剪枝通过删除不再需要的数据来减少存储空间；分层解决方案和侧链将部分交易处理移到主链以外，减少主链的存储和处理压力。

Q: 我听说区块链好像分公链等等的，是不是？

A: 是的，区块链按访问权限分为公链、私链和联盟链。公链对所有人开放，透明度高，但面临扩展性和能耗问题；私链由单一组织控制，处理速度快，但去中心化程度低，透明度受限；联盟链由多个组织共同管理，平衡了效率和去中心化，但需要成员间的高度合作和协调。

Q: 这是什么意思：采用工作量证明（PoW）机制的公链（如比特币）需要大量的计算资源和电力？

A: 工作量证明机制要求参与者通过解决复杂的数学难题来证明其计算工作量，确保网络共识和安全。这一过程需要大量的计算资源和电力，因为难题是计算密集型的，旨在保持特定的产出速率和交易确认时间。这不仅保障了网络的安全，防止了不实交易和攻击，还通过消耗大量电力和计算力来维持网络的去中心化和公平性。

Q: 为什么比特币那么值钱？

A: 比特币之所以具有高价值，主要是因为其设计中的稀缺性、安全性、可分割性、易传输等特性。比特币的总量上限固定，模仿黄金等稀缺资源，加之其去中心化的特性和强大的安全机制（如PoW），使其成为一种受欢迎的价值存储和投资手段。此外，比特币作为第一个成功的加密货币，具有先行者优势，吸引了广泛的用户和投资者支持。

Q: 如何验证工作量证明（PoW）的答案是正确的？

A: 工作量证明的答案验证相对简单快速。当矿工找到解决难题的答案后，他们会将这个答案（nonce值）和新区块的其他信息一起广播给网络。接收方通过将这个nonce值与区块内容进行哈希运算，并检查结果是否满足预定条件（如以特定数量的零开头），来验证答案的正确性。如果哈希值符合条件，就认为这个区块有效，并将其添加到区块链上。这一过程确保了网络的数据一致性和不可篡改性，同时允许任何参与者轻松验证区块的有效性。

Q: 权益证明是啥？

A: 权益证明（Proof of Stake，简称PoS）是一种用于加密货币的共识机制，旨在以更节能且高效的方式达成区块链网络的安全和共识。与传统的工作量证明（PoW）不同，PoS中的区块创建者，即验证者，是通过持有一定数量的加密货币作为“权益”来选出的，而非通过解决数学难题。

Q: 权益证明如何工作？

A: 在PoS中，节点的影响力根据其持有的加密货币数量和持币时长决定。持有较多货币的节点更有可能被选为新区块的创建者。PoS系统中的具体实现可能有所不同，但通常包括随机选择验证者的算法、考虑持币时长和最小持币要求等因素。

Q: PoS的优点有哪些？

A:PoS的主要优点包括能源效率高、安全性增强和降低中心化风险。由于不依赖于密集型计算，PoS减少了电力消耗；攻击网络的成本很高，因为需要购买大量的网络货币；理论上，PoS降低了大型矿池控制网络的可能性，增强了网络的去中心化。

Q: PoS面临的挑战和批评是什么？

A: PoS面临的批评包括“富者更富”的问题，即富有的持币者可能获得更多的区块奖励，加剧财富集中；存在安全性问题，如需防御的长距离攻击等潜在攻击向量；实现复杂度高，PoS算法的设计和实施比PoW更加复杂。

Q: PoS的应用情况如何？

A: 以太坊是从PoW向PoS过渡的最著名项目之一，旨在通过以太坊2.0升级改善网络的可扩展性、安全性和可持续性。其他采用PoS或其变种作为共识机制的加密货币项目还包括Cardano、Tezos和Polkadot等。PoS及其变体提供了一种可持续和灵活的共识机制选择，尽管它仍在不断发展中。

Q: 智能合约是不是就相当于是自动根据规则，如果符合规则就自动把接收到的哈希填到链上的一个程序或者机器人？

A: 是的，智能合约可以被视为自动执行合约条款的程序或机器人。它们存储在区块链上，能够在预设条件得到满足时，无需任何中介或外部干预，自动执行定义好的操作。这些操作不仅限于处理哈希或填写数据，还包括转移资金、记录数据、发起其他智能合约等多种动作。

Q: 智能合约的工作原理是什么？

A: 智能合约通过以下步骤工作：首先，通过编程语言（如Solidity）编写并部署到区块链，获得独特地址。它们定义了一系列触发条件，如接收特定数量的加密货币或日期到达等。当这些条件满足时，智能合约自动执行预定逻辑，如资金转移或数据更新。执行结果记录在区块链上，保证了透明性和不可篡改性。

Q: 智能合约的应用场景有哪些？

A: 智能合约的应用非常广泛，包括金融服务中的自动支付和借贷协议、供应链管理中的货物追踪、数字作品版权管理、以及提供透明和不可篡改的投票机制等。它们通过自动化的方式确保合约条款得到严格执行，减少交易成本和时间，同时降低人为错误和欺诈风险。

Q: 智能合约为什么重要？

A: 智能合约是区块链技术中的重要创新，它们不仅自动处理数据，还实现了去中心化、提高了透明度和信任度，并创造了新的商业模式。智能合约通过确保合约条款的自动执行，开启了数字化交易和自动化管理的新时代，为各行各业带来了变革。

2.区块链的一些实践性思索