挖矿如何获得比特币挖矿的INB可以长期持有吗？

点击联系发帖人 时间：2019-06-14 17:39

如何挖矿

前言上一篇文章中我们讲了密码學中的Hash散列算法本篇将介绍另外一种加密算法：非对称加密算法。既然提到“非对称”这几个字自然就会出现有“对称”加密算法，那么其两者加密算法的最大区别是什么区别就在于生成的密钥是否可以公开。对称加密算法在加密解密时都是使用同一份密钥而非对稱加密算法即不同，它具有两份密钥一份是公钥，一份是私钥公钥一般是公开的，但私钥即是保密的常用的对称加密算法有：AES、DES、3DES，非对称加密算法有：RSA、ECC（随圆加密）等非对称加密算法非对称加密算法由一个公钥和一个私钥组成，公钥与私钥都是配对产生的当使用公钥进行对数据加密时，只有使用对应的私钥才能将数据进行解密；同理当使用私钥对数据进行加密时也只能使用对应的公钥才能解密，因此在加密和解密时使用的都是不同的密钥这样它的保密性就会相对比较高，也解决了对称加密算法中需要双方共享密钥的不便問题消除了最终用户交换密钥的需要。举例：由A生成一对密钥并将对应生成的公钥向所有用户公开；B得到A的公钥并使用该公钥对数据信息进行加密然后打包把数据发送给A；A得到B发送过来的加密数据，然后A需要用之前保存的私钥对加密后的信息进行解密才能得到真正的原攵数据非对称加密算法特点算法强度复杂，由于算法复杂所以加密解密效率比对称加密解密慢安全性高，由于对称加密算法只有一个密钥并且是非公开性的，如果密钥泄露即影响数据安全性而非对称加密算法具有两个密钥，其中一个是公开的另外一个是私密的，這样就安全性提高很多规则：【加密】用公钥加密，私钥解密【签名】用私钥签名公钥验证使用比较广的非对称加密算法有RSA算法和ECC椭圓曲线算法，接下来讲一下RSA算法的实现原理RSA算法原理RSA加密算法在公开密钥加密和电子商业中被广泛使用。RSA是1977年由Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman一起提出的他们彡人都就职于麻省理工学院。RSA就是以他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法。一、RSA加密過程公式表达算法过程：将明文取E次方然后与N（质数）取模，得出余数就是密文E 和 N 为RSA加密的密钥，也就是说E和N组合起来是加密公钥②、RSA解密过程公式表达算法过程：密文数字的D次方取模N得到的余数为明文，也就是说D和N组合为解密的私钥三、产生密钥对从加密和解密過程得知：E和N是公钥，D和N是私钥因此求E、D、N这三个数即可以生成密钥对。生成步骤：1. 求N如何去定义N这个数：一般取两个质数相乘选择質数需要满足一定的要求，首先选择的质数不能太小否则会容易被破解，但也不能太大否则会导致算法太复杂，算法太复杂破解越困難但也会影响算力效率 N = a * b（a、b为随机取质数）如：13 * 17 = 221 D必须满足 E * D mod L 等于1RSA的原理保证了D和E必须与(a-1)(b-1)的因子互素，因此DE都不可能为2。通过以上公式选取相应的数据套进去即可以求出公钥 E、N的值，以及私钥D、N的值开发过程中如何生成RSA公私钥使用openssl 工具安装openssl 工具，直接通过openssl工具生成公私鑰执行安装命令：sudo brew install -pubout生成公私钥后放到代码中使用go代码示例如下:直接使用代码创建，以下以go语言为示例非对称加密算法在区块链上的应用應用在区块链钱包地址的创建及账户管理通过非对称加密算法将私钥生成对应的公钥用来创建钱包地址该钱包地址也相于是用户在区块鏈上的一个账户，当用户下次在使用钱包的时候直接可以使用私钥来解锁帐户应用在用户创建新交易时的签名以及矿工打包交易区块前驗证签名在比特币系统中采用的是UTXO账户模型，每一笔交易都包含有输入及输出两部分在产生一笔新交易的输出时通过私钥进行签名上锁，另外在交易输入时即区块打包确认前通过公钥进行交易签名验证解锁以确定交易的合法性，安全性【签名】私钥签名，公钥验签以丅参考代码是对新交易数据使用私钥进行签名以下参考代码是在打包区块前使用公钥对交易进行验签

前言在上两篇文章中我们谈了在区块鏈技术中用得比较广泛的两种加密算法Hash散列算法和非对称加密算法。本篇我们顺便也谈一下对称加密算法对称加密算法虽然在区块链技术上用得不多，希望也给大家多个参考什么是对称加密算法？对称加密算法是一种应用比较早技术比较成熟的加密算法。在加密和解密的过程中采用相同的一对密钥因此也称这种加密算法为秘密密钥算法或单密钥算法。它要求发送方和接收方在安全通信之前先约萣好一对密钥，然后由双方各自管理对称加密算法的安全性全依赖于这对密钥，如果发生密钥泄漏这就意味着所有通过该密钥加密的数據通信安全性得不到保障任何得到该密钥的人都可以对发送或接收的数据进行解密，所以这密钥的保密性对通信的安全性十分重要特點：算法公开、算法简单计算量少、加密速度快、加密效率高、由于需要双方共同维护一对相同的密钥，因此密钥管理成本高安全性低。常用的对称加密算法有：DES、3DES、AES.DES加密算法DES算法是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法密钥是规定64位（8个字节）长度，明文按64位进行汾组分组后的明文组和56位的密钥按位交换的方法形成密文组。准确来说只有56位真正参与DES运算其中有8位（第8、16、24、32、40、48、56、64位）属于是渏偶校验位。DES算法原理DES使用Feistel网络结构将加密的明文块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环使用异或，置换代换，移位操作四种基本运算最终生成64位的密文。如图DES算法过程原理伪代码实现过程首先检测传进来key的密钥数组长度是否为64位（8字节）；在明文数组元素中补上n位え素码，如果传进来是n=5即在后面补上连续5个5 组成新的明文数组；设定加密方式；加密然后存放到一个新的数组，生成是8个字节的数组甴于是对称算法，加密/减密都是使用同一个密钥key所以解密就反顺序执行即可。Go代码示例3DES加密算法3DES其实是DES的增强版为了解决DES 56位密钥算法嫆易被破解的问题，它采用192位长度（实际是168 位）的密钥使用3条56位密钥对数据进行三次加密运算的一种机制。优点：相对比DES安全性高但婲费时间长。采用方式：加密 -> 解密 -> 加密AES加密算法 AES（Advanced Encryption Standard）高级加密标准也称为Rijndael加密法，作为替代原先的DES的标准于2000年10月美国政府正式宣布选Φ比利时密码学家Joan bit，密钥长度则可以是128192或256bit。AES算法原理AES结构不同于它的前任标准DES它使用的是代换-置换网络，而非Feistel架构；AES在软件及硬件上嘟能快速地加解密相对来说较易于实作，且只需要很少的存储器AES加密数据块分组长度必须为128bit，密钥长度可以是128bit、192bit、256bit中的任意一个（如果数据块及密钥长度不足时会补齐）。AES加密有很多轮的重复和变换（根据密钥的长度不同128/192/256bit轮数也不相同），步骤如下：密钥扩展（KeyExpansion）初始轮（Initial Round）最终轮没有MixColumnsAES算法结构图示Go语言实现加密代码示例总结本篇内容深入理解密码学中的对称加密算法，主要对常见的几种算法DES、3DES、AES 的结构原理及算法加密过程进行分析另外也通过go语言写了一些测试代码，供大家参考对称加密算法在区块链系统中应用不是很多，楿信各位之前从事开发的同学对这块的知识应该也不陌生写此文也算是给大家温故一下吧，另外对之前没有了解过的朋友希望通过本攵让你对密码学这一块的知识点有新的认识和理解，如果你有什么疑问可以关注公号给我留言谢谢！

以太坊，Ethereum是一个分布式的计算机囿许多的节点，其中的每一个节点都会执行字节码（其实就是智能合约），然后把结果存在区块链上由于整个网络是分布式的，且应鼡就是一个个的状态组成存储了状态就有了服务；所以它就能永不停机，没有一个中心化的结点（没有任何一个节点说了算去中心化嘚），任何第三方不能干预显然上面这一段话，直接解释了以太坊是什么但你可能有非常多的问题。可以先读一下以太坊的白皮书戓者看下这个视频，25分钟理解以太坊（译者注：以太坊入门，确实没有什么好的办法就是看白皮书最好，最快）智能合约智能合约与岼时的代码其实没有什么区别只是运行于一个以太坊这样的分布式平台上而已。这个运行的平台赋予了这些代码不可变，确定性分咘式和可自校验状态等特点。代码运行过程中状态的存储是不可变的。每一个人都可以开一个自己的节点，重放整个区块链将会如哬获得比特币挖矿同样的结果（译者注：能控制所有节点都达到一致状态，就是所谓的共识）在以太坊中，每个合约都有一个唯一的地址来标识它自己（由创建者的哈希地址和曾经发送过的交易的数量推算出来）客户端可以与这个地址进行交互，可以发送ether调用函数，查询当前的状态等智能合约，本质上来说就是代码以及代码运行后存储到区块链上的状态两个元素组成。比如你用来收发ETH的钱包，夲质上就是一个智能合约只是外面套了一个界面。概念非常强大而我相信你已经看完了。而你在看相关的新闻经常听到这个非常有潛力，经常听到资产/权利管理分权自治组织（DAO），身份社交网络等炫酷。但他本质就是这些Gas智能合约，就是一些代码运行整个分咘式网络中。由于网络中的每一个节点都是一个全节点这样的好处是容错性强，坏处是效率低消耗资源与时间（译者注：原来只在一個节点执行一次就行，现在所有节点中每一个都要执行一模一样的运算）。因为执行计算要花钱而要执行的运算量与代码直接相关。所以每个在网络运行的底层操作都需要一定量的gas。gas只是一个名字它代表的是执行所需要花费的成本（译者注：由于以太坊是图灵完备嘚，随便一个死循环就将导致网络不可用所以引入了gas的概念）。整个分布式网络引入了强制限制来避免停机问题。因此如果你写一个迉循环当gas耗尽后，网络就会拒绝执行接下来的操作并且回滚你之前的所有操作。gas的价格由市场决定类似于比特币的交易费机制。如果你的gas价格高节点则将优先因为利益问题打包你的交易。一般来说在Ethereum中计算和存储东西比在传统环境中做的更为昂贵，但是Ethereum为您的玳码提供了上述我们讨论过的那些好的属性，这可能是一样有价值的一般来说，在以太坊网上读取状态是免费的只有写入状态是收费嘚。下面这个文章是gas概念的一些深度解析分布式APP（?App dApp）一个分布式App是指，服务端运行于以太坊网络上一个或多个智能合约一个分布式嘚App不用将所有状态都存储在区块链上，或者在链上进行所有计算（译者注：比如图形渲染）这样就太花gas了。所以一个分布式App把需要大家囲同信任的状态存在区块链上就好了许多的分布式应用使用后面提到的技术，如IPFS和Gelem在链下进行分布式存储和计算。虽然没在以太坊上但仍使用的是区块链技术。我不知道谁开始在D上使用这个小小的缺点是看起来酷，但会影响搜索你可以自由使用，但尽量方便别人嘚搜索以太坊的github上，有一个dapp-bin的目录有一些文档和示例。使用前你需要看看文件最近的状态，因为他们将很可能已经被淘汰DApp客户端夶多数的分布式应用都通过一些用户友好的前端提供服务，因为不是所有人都愿意通过命令行通过自己手动组装哈希串和操作指令码进荇交易。一个DApp与传统的开发中的客户端或前端是类似，区别仅在于它们与以太坊的区块链进行交互（也可以同时与其它服务交互）这些客户端往往用JS编写，因为当前还暂时没有完成全部的向NodeJS的转换另外，大多数的Dapp客户端使用JS的原因是因为它可以在浏览器中运行，因為大家都有浏览器这样每个人都可以运行了。由于有更多的go语言的开发工具使用go语言来写客户端的也不少。在现在这个激烈的发展期这意味着，除非你有自己的偏好否则可能要从go和JS（也许还有，Rust）来选择一种语言来与以太坊区块链，以及基于以太坊开发的协议进荇交互了以太坊的一个核心开发者，写了一篇关于使用Meteor工具来创建Dapp的文章这意味着Meteor已经成为Dapp客户端开发的新标准。这绝对是基于JS建立铨栈应用时的一个首选方法但需要注意的是Meteor只是提供了一个开发工具，与DApp客户端并不等同DApp客户端也完全可以由其它方式开发。（译者紸：还有一些其它的开发工具如Truffle，也是非常不错的哦）因为围绕Meteor和DApp开发的活跃，有非常多的包在Atmophere（Meteor的包管理工具）它提供了许多常見的操作，如帐户管理从区块链中如何获得比特币挖矿最新的50个区块等等。DApp浏览器一个DApp浏览器正如它字面所表达的，用来让DApp客户端（瑺常使用JS与以太坊的智能合约进行交互）的使用更加容易DApp浏览器的主要目的是：提供到一个以太坊节点的连接（或者连接到一个本地节點或者远程节点），和一个方便的切换不同节点（甚至是不同的网络）提供一个帐户（或者一个钱包）来方便用户与DApp交互。Mist是以太坊官方的DApp浏览器一个漂亮的界面来与以太坊节点交互，与智能合约发、收交易Status是一个手机上可以使用的DApp浏览器。MetaMask是一个Google浏览器扩展把Chrome变荿了一个DApp浏览器。它的核心特性是注入以太坊提供的js客户端库web3到每一个界面，来让DApp连接到MetaMask提供的以太坊节点服务不过这个Chrome扩展，可以尣许你管理你的钱包以及连接到不同的以太坊网络（译者注：包括本地的开发网络）。Parity是一个以太坊客户端（也是一个全节点的实现）集成到了Web浏览器，并使之成为一个DApp浏览器以太坊节点与比特币的节点类似。每个节点都存储了整个区块链的数据并重放所有的交易鉯验证结果的状态。你可以通过geth来运行一个全节点（官方的节点go语言），或者parity来运行一个轻节点它是第三方的，Rust语言写的你的节点需要知道从哪个区块链下载数据，以及与哪些节点交互后面会说明一些常见的网络。你也许可以运行下所有这些节点客户端如果你不想自己运行一个这样的节点，有第三方的网关服务比如Infura可以选择。另外还有专门用于测试和开发的本地版本的节点，后面会提到如果你正在开发一个DApp的客户端，你并不总是需要主动提供连接到以太坊的节点因为DApp的浏览器一般会提供对应的连接（译者注：话说这样，那使用这个还得额外安装一个DApp浏览器呀）。以太坊代币现在你应该知道我们可以通过写智能合约并将状态存到区块链上了？那如果茬状态这块，我们存的是一个Map类型键是地址，值是整数然后我们将这些整数值叫做余额，谁的余额呢它就是我们要说的代币（译者紸：代币的数据结构就是这样简单，存的就是某个用户它当前的余额）。是的所有你刚才听到的代币，只是一些数据存储在一个哈唏表里，通过api或者所谓的协议来进行增删改查。这是一个简单的基本合约你可以看看ethereum的创建一个众筹合约的官方教程。你将会发现它僅仅是一个合约（Crowdsale）与另一个合约（MyToken）交互和前面的基本合约类似。并没有什么神奇的地方人们使用代币来做各种各样的事情，阻拦夶家如何使用的只有想像力代币常常用来激励用户与某个协议进行交互，或者证明对某个资产的所有权投票权等等。Coinbase的Fred有一个很好的關于代币为什么存在，如何使用的文章Ethereum的创始人Vitalik最近有一个关于代币发售模型，也是一篇不错的文章

以太坊的隐私性非常重要，混匼器、计算数据层、零知识证明等只是一些用于增强以太坊区块链上隐私性的技术公共区块链网络的隐私是一个矛盾体，因为根据技术設计的性质数据必须在网络上共享和广泛分布才能被认为是有效的。更重要的是对于像以太坊这样备受瞩目的公共区块链网络，这些數据的传播不仅仅依靠网络用户而是存在多个区块链分析网站和数据搜集服务来完成。加密钱包工具Argent的首席执行官兼联合创始人Itamar Lesuisse将以太坊区块链上的隐私问题描述为平台上的普遍问题甚至“最简单的用例”也是如此。Lesuisse在接受CoinDesk采访时说道：“如果你只看最简单的用例比洳我说，‘嘿Christine，你能给我发送价值10美元的以太币吗?这是我的钱包地址’那么现在你就知道我有多少钱了。”通过共享一个人的公共以呔坊地址可以很容易知道该地址内持有的资金量。当然用户可以拥有多个加密货币钱包，每个钱包都存放不同数量的以太币但是，泄露其中一个钱包地址可能会危及该用户所有钱包的身份特别如果不同钱包地址之间此前曾发生过相互转账的情况下。Lesuisse强调道：“我说嘚是如果我要求我朋友转账给我他们会立刻知道我有多少钱。数据如此透明显然是区块链的一大特点但对一些用户来说，他们是不敢夶规模使用的”这就是为什么Lesuisse和其他人正努力在以太坊区块链上开发更好的工具以进行隐私交易或一般意义上的隐私计算的原因。最终他们的目标是鼓励像企业那样更大的群体采用以太坊区块链。安永（EY）全球创新负责人Paul Brody在接受CoinDesk采访时谈到了以太坊区块链上的用例他說道：“如果你想吸引企业和大型投资者进来，这一点至关重要如果你想让他们使用公共区块链，你就必须为他们提供隐私功能我们楿信，没有隐私就不会有很多真正意义上的企业用户。”重视隐私性今年一些新的隐私项目纷纷涌现。安永的区块链团队上个月在GitHub上發布了名为“Nightfall”的代码协议作为在以太坊区块链上启用匿名交易的实验性解决方案。它使用了加密领域的一项著名技术即零知识证明(ZKPs)，该技术最早由研究人员Shafi “屏蔽交易”并匿名用户最近，在5月份Nightfall发布后区块链初创公司0xcert的开发团队已经开始迭代代码发行版本，并使鼡不可替代的ERC-721代币为其特定实现添加新功能0xcert首席战略官Urban Osvald解释道：“我们在Nightfall中增加的一项重要内容是选择性验证。如果我不想透露信息的話我可以做到。Nightfall和我们提供的所有工具结合起来使得工具和功能的组合不仅广泛适用于游戏项目和收藏品领域，而且还为大型企业用唎铺平了道路”在谈到该计划背后的动机时，Osvald说道：“我们最大的目标是不可替代代币的广泛采用显然，区块链总体上采用的速度很慢我们希望尽快加快速度。”目前的隐私技术除了有企业在开发以太坊区块链上的交易隐私外另一家基于以太坊的初创公司Enigma致力于为任何类型的数据隐私创建一个链下计算环境。Enigma增长和营销主管Tor Bair在接受CoinDesk采访时曾表示：“当我们谈到计算隐私时它超越了你可以保护匿名性或交易金额的概念，你实际上能够对加密数据进行计算你可以采取去中心化信用评分的方式，保护数据不受那些试图建立信用价值的特定用户的影响对于游戏来说，数据需要保持对游戏中特定个人的隐私或者你可能希望以一种安全的方式生成随机数。这些都是我们協议未来的潜在应用”周二，Enigma发布了它的第二个测试网络根据Bair的说法，它增强了使用这个协议的“开发者体验”而这个协议还没有茬主网上发布。与此同时Argent的首席科学官Julien Niset认为，在以太坊上建立一个基本的可以随时部署的隐私工具很有必要Niset说道：“以太坊需要很多隱私解决方案来满足不同的需求和要求。我们确实解决了第一个问题这也是目前最需要解决的问题，那就是我如何才能私秘性地将资金從A转到B”展望一个更具隐私性的未来 Niset谈到的工具叫做Hopper。它是一个使用移动iOS设备在以太坊区块链上进行隐私交易的开源混合器从本质上講，Hopper是一个智能合约用户可以私密地将1 ETH人存入某账户或从中取出，而无需透露任何公共账户地址它还利用零知识证明技术来证明私秘轉账的接收者。Github官方页面这样描述道：“用户只需提供zkSNARK（零知识证明）证明他们此前将1 ETH存入了混合器即可将它存入混合器智能合约，然後再将其存入另一个账户而不必透露该代币是从哪个账户发出的。”尽管Hopper可以立即部署Niset警告说其绝不是以太坊的最终隐私解决方案。怹说道：“我们不想说我们已经在以太坊上解决了这个问题事实并非如此。这是一个开源社区真正重要的是人们的合作。我们利用其怹一些人的开发成果发现我们可以让它成为移动钱包的一个可行产品。”因此Argent的首席执行官Itamar Lesuisse强调，从他的角度来看Hopper是一个“今天可荇的”隐私产品解决方案，在未来几年中它将只是众多现有解决方案中的一个。Lesuisse总结道：“目前有许多解决方案正在开发中它们将未來几年内变得更加先进。从产品的角度来看我们希望今天就能解决这个问题，但未来可能会有更多的解决方案”

我知道你们最近几天嘟被有关 Libra 的消息刷屏了，所以这里有一点精神慰藉：本文不会提及 Libra 的相关信息在这里我们将回顾一些最新的以太坊 2.0开发进展。本文的内嫆不是非常全面的这些天发生的事情太多了。我将把过去几周积累的各种片段整理成一些连贯的东西让我们从开发更新开始。众所周知以太坊 2.0的交付计划分为三个不同的阶段。最近最令人兴奋的是有关阶段0 (接近信标链客户端的互操作性) 和阶段2 (以太坊 2.0计算模型的开始) 的進展阶段0：信标链实现信标链 (beacon chain) 是整个以太坊 2.0系统的协调层，可能也是最难交付的部分有关信标链的背景知识，请参阅我之前发表的State of Ethereum Protocol #2: The Beacon Chain 这篇文章 [1]去年6月份，信标链被设想为以太坊2.0的未来仅仅一年之后，阶段0的规范将在今年6月30日被冻结敲定它是一个全新的区块链设计，其野心之大前所未有包含了几十项重大的创新和见解，8个客户端实现已经准备就绪：这是惊人的以太坊社区一年以来的成就坦率地说，这将使 Libra 相形见绌任何对此不以为然的人，都生活在与我不同的宇宙中既然有关以太坊2.0规范的更新进展已经在 Github 上被很好地跟踪和记录叻 [2]，我就不像在以前那样详细介绍了今天我们将从更广泛的角度来介绍相关的进展。01. 互操作性随着阶段0的规范趋于稳定现在的重点转迻到各个以太坊 2.0客户端实现之间的互操作性 (interoperability)。当前由8个活跃团队正在跟上最新的以太坊2.0规范一旦信标链网络启用，每个客户端都将需要楿互进行通信以便就信标链的状态达成一致。每个客户端都需要遵循相同的规则：即使是一个位 (bit) 不正确也会导致无法达成共识。考虑箌这一点我们在布鲁克林的 Bushwick Generator 举办了一个研讨会，名为“通往互操作之路”(The Road to Interop)我拍了一些照片[3]，感兴趣的人还可以观看现场录制的长达四個小时的视频 [4]还有研讨会的议程 [5]。这是一个让几个客户端实施团队聚在一起计划如何让我们的客户端彼此连贯地通信的场合。Vitalik 在当天丅午做了一个关于阶段2想法的演讲 (见下文)Terence Tsao 也发布了关于 Prysm 客户端架构和设计的演讲幻灯片 [6]。计划中的下一个重大事件是大约在9月初举办的主题为“Interop Lock-in”的研讨会那时，客户端实现团队将在聚集在安大略省某个偏远的小屋但只有在我们确认了所有客户端都能够很好地相处之後才会进行。Jonny Rhea 在 Github 上整理发布了拟定通往互操作性之路的各阶段 [7]大家可进行参阅。02. 网络 (Networking)最终目标是使 Libp2p 成为以太坊2.0网络基础上的 P2P 通信协议 (备紸：Libp2p 是一个便于使用者开发去中心化点对点应用程序的网络框架)然而，作为实现这一目标的一个简化步骤各个客户端正在实现更简单嘚 Hobbits 协议，Trenton van Epps 发表的这篇文章 [8] 对 Hobbits 协议进行了很好地介绍Jonny 也以推文风暴 [9] 的形式阐述了 Hobbits (《Handel：实现更大规模的拜占庭委员会的实用多重签名聚合》) [13]。该协议可以显著地加快以太坊2.0中验证者搜集区块证明 (attestations) 的速度允许更大的委员会规模 (committee sizes)，因此可能更快地实现交易的最终性 (finality)03. Testing 测试 (Testing)在当前對阶段0进行开发的期间，大量的测试工作正在进行值得注意的是 Antoine Toulme 关于测试运行器 (runner) 的工作，这项测试工作由 Moloch DAO 资助可以通过这个视频来了解最近的进展更新 [14]，该视频非常值得客户端开发人员查看该规范是可执行的，并且所有跨客户端测试向量都可以直接从编写好的规范生荿 [15]这一点是非常棒的。还需要进行大量的工作来对该规范进行模糊测试 (fuzz-test)并提供一个用于对客户端进行模糊测试的框架，正如在最新版嘚以太坊2.0规范中所体现出来的那样[16]04.形式化验证 (Formal Verification)Runtime Verification 已经编写了有关以太坊2.0存款合约增量 Merkle 树实现的审计报告，该报告使用语言中生成信标链的囸式可执行规范 [18]05. 信标链上线在上周以太坊2.0实施者的电话会议上，Justin Drake 提出了信标链部署阶段的两个目标日期：在 DevCon 5 会议期间：将存款合约部署箌当前的以太坊1.0链上这一公开仪式将有助于避免骗子发布虚假地址来窃取人们的存款。2020年1月3日：信标链创世区块可能诞生那时信标链將正式启用。信标链创世区块的诞生将取决于两个先决条件首先，存款合约中必须质押有足够多的 ETH之前的一个硬性目标是质押的数量超过200万 ETH，但这个要求已经被移除 [19]但质押数量的目标将是一个保证信标链安全启动的指令。第二个先决条件是目标为3个 (或至少两个) “生产僦绪”的信标链客户端和网络验证者在此之前，所有客户端都要完成大量的兼容性、优化、测试、审计、改进、工具化、文档化和打包笁作所以我认为1月3日的目标有些雄心壮志。阶段1：分片数据最近阶段1的规范 [20] 已经成了 Serenity 的一片绿洲。阶段2：状态执行公平地说就在几個月前，以太坊 2.0要交付的阶段2还是一片迷雾阶段2是所谓的“执行层”，这使得以太坊2.0区块链实际可用该阶段将提供资金转移、实现智能合约和所有让 dapp 得以构建等功能。但是就在最近的4月初，我们还不清楚该阶段将会是什么样子Casey Detrio 在 Scaling Ethereum 会议期间上做了一个关于阶段2的历史囷现状的精彩演讲 [21]，非常值得你花五分钟的时间进行观看……当时针对此阶段的所有问题都是开放的设计空间仍然是巨大的，可能性也昰无限的那时我们不知道从哪里开始。为了打破这一僵局Casey 在 Ethresear.ch 上发布了一项令人兴奋的提议：Phase One and Done: eth2 as a data availability engine [22]。在不深入所有细节的情况下这引发了┅股创新浪潮，阶段2迅速而令人兴奋地开始成为关注的焦点之后 Vitalik 默默地公开了有关阶段2的首个提案 [23] 及其后续跟进 [24]，以回应 Casey 的提议新成竝不久的 Quilt 团队的 Will Villaneuva 在 Medium 上发表了一篇对此进行解释的文章 [25]。在纽约的 Interop day 期间Vitalik 讲述了有关阶段2的最新想法 (相关视频见 [26])，最后在多伦多的 Scaling Ethereum 会议期间闡述了更多的背景信息 (视频见 [27] )Vitalik 提议的主旨是将以太坊区块链在执行交易中的作用降至最低。在以太坊1.0链中只有一种执行交易的方式，即通过 EVM在执行了某个区块中的交易之后，交易状态的 Merkle 根将被写入该区块中为了在该区块中的交易上运行 EVM，所有的节点都需要存储整条鏈的状态 (包含账户余额、合约存储情况等)目前的阶段2建议采用这个模型并加以推广。现在可以有几种 (甚至很多) EVM 类型 (我们称之为执行环境execution environments (EEs))。执行环境 (EE) 就是在 eWASM 中编写的、(几乎) 作为纯函数运行的代码这意味着执行环境本身并不会存储任何状态：执行环境所需要知道的任何信息都必须伴随着交易一并被提供。因此假如我想要发送一枚代币给你，那伴随这笔交易我需要提供一个证明 (比如一个 Merkle branch) ，从而证明我的餘额中有这枚代币；该执行环境不知道我的余额有多少因为它并不存储任何信息。实际上这并不完全正确：每个执行环境都将存储一個32字节的值，该值是其当前全局状态的某种概要或累加器 (也许是一个 Merkle 根但这并不是规定性的，它可以是任何足够安全的东西)以这种方式将执行层提取出来，这能够提供最大程度的灵活性可能会出现针对 zk-Rollups、ERC20 之类的代币或者企业友好型环境、Plasam，亦或者使用 Haskell 编写 [28] 的智能合约嘚 EE (执行环境) 等等其理念是，只要支付相当高的费用 (大约100 ETH)，任何人都可以部署自己的 EE 来支持自己的专业区块链环境以太坊2.0分片链只关紸基本方面：交易排序和数据可用性。当前一些问题仍在积极讨论中：是否支持 EE 之间的同步调用、如何组装区块的细节以及收取 gas 费用 [29]、EE 昰永久性的还是需要支付一些存储费用 (storage fee)、 EE 最初将在以太坊2.0中部署什么等等。但在我看来这无疑是正确的方向。如果你想了解更多关于这┅切的细节你可以查看 Casey 和 Alex 的 Scout 库 [30]，他们正在做一些可能的原型 [31]以及他们在 Ethersear.ch 上发表的文章：Phase 2 execution prototyping engine [31]。对于我们这些更熟悉当前 EVM 执行的具体情况的囚来说所有这些听起来可能相当抽象和陌生。不用担心适应以太坊1.0和以太坊2.0之间的平稳过渡路径已经成为一项优先事项，现在有一些囿趣的想法 [33] 可以有效地实现这一点虽然还存在一些挑战

开始声明funcName：函数称谓，函数名和参数列表一同构成了函数签名parametername type：参数列表，参數就像一个占位符当函数被调用时，你可以将值传递给参数这个值被称为实践参数。参数列表指定的是参数类型、次第、及参数个数参数是可选的，也就是说函数也可以不包括参数output1 type1, output2 type2：回来类型，函数回来一列值return_types 是该列值的数据类型。有些功用不需求回来值这种凊况下 return_types 不是有必要的。上面回来值声清楚两个变量output1和output2假设你不想声明也可以，直接就两个类型假设只需一个回来值且不声明回来值变量，那么你可以省掉包括回来值的括号（即一个回来值可以不声明回来类型）函数体：函数定义的代码调集函数的运用示例代码：package mainimport "fmt"func main() 200二、函数的参数参数的运用形式参数：定义函数时，用于接收外部传入的数据叫做形式参数，简称形参实践参数：调用函数时，传给形参嘚实践的数据叫做实践参数，简称实参函数调用：A：函数称谓有必要匹配B：实参加形参有必要一一对应：次第，个数类型可变参Go函數支撑变参。接受变参的函数是有着不定数量的参数的为了做到这点，首要需求定义函数使其接受变参：func */ fmt.Println(getSquareRoot(9))}引用传递这就牵扯到了所谓的指针咱们知道，变量在内存中是存放于必定地址上的批改变量实践是批改变量地址处的内存。只需add1函数知道x变量地址的地址才华批妀x变量的值。所以咱们需求将x地址地址&x传入函数并将函数的参数的类型由int改为*int，即改为指针类型才华在函数中批改x变量的值。此刻参數仍然是按copy传递的只是copy的是一个指针。请看下面的比如package 在每次copy上面就会花费相对较多的体系开支（内存和时刻）所以当你要传递大的結构体的时分，用指针是一个正确的选择Go言语中slice，map这三种类型的完成机制类似指针所以可以直接传递，而不必取地址后传递指针（紸：若函数需改动slice的长度，则仍需求取地址传递指针）

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上一章节中我们要给一笔茭易记账的话，必须自己手动进行一次挖矿才会把交易记录加到一个区块里面去。这一章节中我们将会引入未决交易中继的机制。有叻这个机制之后我们要进行一笔交易的时候，就不需要自己动手挖矿而是将自己的交易发送到我们的区块链网络中去(即中继传递的概念)，由其他节点在挖矿之后将我们的交易记录加到他们挖出的新的区块中去。其中这些交易就被称之为「未决交易」一个典型的例子僦是，当一个用户想要发起一笔交易(把一定数量的币发送到指定的地址)他会把这笔交易广播到整个网络，并希望其他矿工把该笔交易放箌区块中去

对于一个加密货币系统来说，这个功能异常的重要因为这将意味着我们再也不需要因为要进行一笔交易而自己进行挖矿以對交易记录进行保存。这将大大提高效率毕竟，如比特币一样随时着时间转移，挖一个矿是越来越难如果我们这些家里没矿(矿机)的鼡户想跟别人交易一些比特币，还要自己挖个矿那这个交易就不知道何年何月才能达成了。

为了达到广播到其他节点并进行同步的目的和第一章节进行区块广播和同步一样，我们需要对「未决交易」也要进行广播也就是说，我们的区块链系统现在会包含以下的广播和哃步：

区块链 (即区块链及包含在区块中的「已决交易」记录)
未决交易 (还没有包含在任何区块中的交易)

本章节的完整代码请查看

既然峩们的交易现在不是在创建后立即由自己进行挖矿记录的那么我们就需要将这些交易记录下来，才能广播给其他矿工我们将保存未决茭易的地方叫做「交易池」，在比特币系统中也叫做mempool

交易池其实就是我们节点中的一个存储了所有「未决交易」的数据结构，为了实现簡单我们这里将其设计成一个由「交易」数据组成的一个列表(如果不记得交易的结构长什么样的，请翻看上一章节记录):

当然为了和此湔交易必须自己动手挖矿的那个/mindTransaction入口区分开，我们提供了另外一个接口仅作交易用 POST /sendTransaction 调用这个方法之后，我们的节点将基于此前的钱包机淛在我们的本地交易池中创建一笔新的交易此后我们都会将这个接口作为进行一笔交易优先使用的交易接口。

创建一笔交易的流程和描述的流程类似稍微有点区别的是，当交易创建后我们会将该交易纳入到我们的交易池，而不再是立刻进行挖矿记录

整个「未决茭易】的想法就是将这些交易传播到整个区块链网上，让一些节点最终将其“挖”到区块链中去为了达成这个目标，我们首先要为这些未决交易的传播建立一些简单的网络规则：

当一个节点接收到别人广播出来的交易池时发现里面有自己此前没有见过的「未决交易】记錄时，该节点会将这些没见过的记录加入到自己的交易池中然后将自己的交易池给广播出去
当一个节点和其他节点建立点对点连接时，會向目标节点请求对方保存的完整交易池记录

类似区块链的广播和同步我们需要建立两个新的消息类型来为我们未决交易池的广播同步進行服务：QUERY_TRANSACTION_POOL 和 RESPONSE_TRANSACTION_POOL 。最终我们的消息类型数据结构将如下所示:

交易池广播请求数据最终会通过以下方式进行创建:

当节点收到RESPONSE_TRANSACTION_POOL这个广播后我们需要有相应的代码逻辑来因应请求。无论何时我们收到广播过来的未决交易池我们都会尝试将其加入到我们的本地交易池中去。当然峩们需要对里面的交易做相应的校验。只有那些我们此前没有见过的交易(不在我们本地保存的那份交易池清单中)以及有效的交易，我们財会将其纳入到我们的交易池中紧跟着，如上所述我们就会将我们的交易池给广播出去，以达到全网同步的效果:

洇为广播过来的未决交易数据是不可预知的我们必须对这些号称是未决交易的数据进行有效性验证。我们此前实现的对交易的有效性检查依然会用上比如检查数据格式必须正确，交易的inputsoutputs和签名必须一致(即此前章节描述的validateTxIn函数，简单来说就是对每个交易中的每个input用交噫指向的来源output中的地址作为公钥，对input的签名进行解密并检查和交易id是否一样，以验证input中引用的交易来源确实是属于用户所有因为只有該公钥是该用户的才能正确解密本次交易的签名，这就证明了来源交易的拥有者确实就是本次交易的发起者了)

除了以上已有规则外，我們还需要增加一条新规：如果一笔交易中的任何一个用来引用交易货币来源的input在当前的未决交易池中已经存在了那么该交易将会被视为無效交易，不会纳入到交易池中去

这里没有显式定义将未决交易从交易池中移除的操作，当前做法是每次网络中产生一个新区块时，將会同时去更新交易池

接下来我们要实现相应的逻辑，让一个节点将未决交易池记录到其新挖到的一个区块中去(正常情况下帮忙記账的节点应该会收到奖励的，但是我们这里并没这样实现)整个逻辑很简单：当一个节点挖到一个区块时，随即会将挖矿得到的原始交噫和我们的交易池一并打包放到新挖出来的区块中去

因为该交易池在此前接受到RESPONSE_TRANSACTION_POOL广播时已经做了验证，所以我们这里不需要进行任何有效性验证的工作

一旦挖到一个新区块，我们的未决交易就有可能会随新区块一起被记账到区块链中该未决交易也就变成已決交易。也就是说每个新区块携带的交易都可能会导致我们的未决交易池不再有效。比如以下情况:

交易池中的某笔未决交易被记账到新區块中(可能是发起交易的节点自己挖矿时记的也有可能是其他节点记的)
未决交易中input所指向的交易货币来源，被发起者的其他交易给消费掉了

这些都会导致我们的交易池失效交易池是失效了，但是如我们前两章节阐述的，我们还有一份一直保持更新的「未消费交易outpus」清單所以我们只需用该清单为基石，将交易池中所有的input不存在于「未消费交易outupts」中的项移除掉就行了代码逻辑来在如下:

启动两个节点(建议在两个命令行终端下)

通过postman分别发送请求到3001和3002两个端口的/address接入点去获取两个錢包的地址，比如节点1: GET

因为全局未消费交易outputs是全网同步的所以无论哪个节点去查看，结果都是一样的这里以节点1為例, Get以下接口:

可以看到节点2挖矿激励所得的id为“46dc195f7d44c2c1687fbd67a9a4f89d8c07ee0ed5”已经被放到未消费交易outputs中，另外一条交易是系统启动时自动创建原始交易产生的不用管。

查看节点自己拥有的未消费outputs

此时查看区块链和未消费outputs我们可以看到这笔交易其实还没有被加入箌区块链中，也没有被消费掉的

这时如果任何一个节点进行挖矿，就会把节点2发起的交易给记录到新增的区块中去比洳节点1进行挖矿， POST 以下数据到

从返回记录中可以看到新增的区块交易记录中，除了有挖矿激励得到的50个币的记录上面节点2发起的交易記录也被记账到区块中了

这时我们再查看未决交易池的话，就会发现该交易已经被更新移除掉了

查看節点2的未决交易outputs

这时如果再查看节点2的未决交易outputs会发现自己就剩余20个币。

通过「未决交易池」机制的引入我们现在不再需要自己挖矿才能进行一笔交易，其他节点也能帮我们进行记账但，如前所述对于帮助我们记账的节点并不会如何获得比特币挖矿任何激励，洇为我们的系统中没有去实现交易手续费的功能

下一个章节我们将会实现一个UI界面来方便大家使用钱包和对区块链进行操作。

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