随便吧,整理不下去了………………………………………………
1、 科学、技术
- 科学:
运用范畴定理定律等思维形式反映现实世界各种现象本质和规律的知识体系
- 技术:
技术是关于某领域有效的科学的全部,以及在该领域为实现公共或个体目标而解决设计问题的规则的全部。
2、 工程的定义及相关概念,工程与社会的关系
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狭义定义
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以某组设想的目标为依据,应用有关的科学知识和技术手段,通过一群人的有组织活动将某个(或某些)现有实体(自然的或人造的)转化为具有预期使用价值的人造产品过程
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将自然科学原理应用到工农业生产部门中去而形成各学科的总称。
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广义定理
一群人为达到某种目的,在一个较长时间周期内进行协作活动的过程。 -
相关概念
** 1. 关于工程的研究,被称为“工程学”- 关于工程的立项,被称为“工程项目”
- 一个全面的、大型的、复杂的包含各子项目的工程,被称为“系统工程”**
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工程与社会的关系
- 工程对社会有着深远的影响,它改善了人们的生活质量
- 现代社会也离不开工程学的支持,从基础设施建设到高科技领域,工程学的应用广泛且深入。工程学不仅为社会提供了基础设施和技术支持,还在经济、环境和社会等方面起到了关键作用。
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工程项目的开发流程,项目开发过程中的文档内容,项目解决方案的文档内容
- 工程项目开发流程
一般包括项目启动、规划、设计、实施、控制和收尾等阶段。 - 在项目启动阶段确定项目目标和可行性;规划阶段制定项目计划和资源分配;设计阶段进行详细的技术设计;实施阶段将设计付诸实践;控制阶段监控项目进度和质量;收尾阶段完成项目验收和交付。
- 项目开发过程中的文档内容
项目计划书:包括项目目标、范围、时间表、预算等。
需求规格说明书:详细描述项目的功能需求和非功能需求。
设计文档:如系统架构设计、详细设计等,用于指导项目实施。
测试文档:包括测试计划、测试用例和测试报告等,用于确保项目质量。
项目总结报告:在项目收尾时总结项目经验和成果。 - 项目解决方案的文档内容
问题分析:阐述项目要解决的问题和背景。
解决方案概述:描述解决问题的总体思路和技术路线。
详细解决方案:包括技术选型、系统架构、功能模块设计等内容。
实施计划:如何将解决方案付诸实施,包括时间表和资源分配。
效益分析:分析解决方案实施后带来的经济效益和社会效益。
- 工程项目开发流程
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系统需求分析的分类
- 功能性需求
指系统必须具备的功能,例如软件系统的操作功能、硬件系统的工作性能等,直接关系到系统能否满足用户的业务需求。 - 非功能性需求
包括性能需求(如系统响应时间、吞吐量等)、可靠性需求(如系统的可用性、容错能力等)、安全性需求(如数据保护、用户认证等)、可维护性需求(如系统易于修改、扩展等)和易用性需求(如用户界面友好、操作简便等)
- 有效沟通定义、分类和特点
- 有效沟通的定义
是指在适当的时间,通过适当的渠道,将准确的信息传递给合适的人,并确保信息被正确理解和执行的过程。 - 有效沟通的分类
- 按照沟通渠道可分为口头沟通(如面对面交流、电话沟通等)、书面沟通(如报告、邮件等)和非语言沟通(如肢体语言、表情等)。
- 按照沟通方向可分为上行沟通(下属向上级汇报)、下行沟通(上级向下属传达指令)和平行沟通(同级之间交流)。
- 有效沟通的特点
准确性 信息传递准确无误。
完整性 传递的信息全面,不遗漏重要内容。
及时性 在合适的时间传递信息,不延误。
交互性 沟通是双向的,有反馈和交流。
- 职业道德的定义和特点
- 定义
是指从业人员在职业活动中应该遵循的道德规范和行为准则,它反映了职业的特点和社会对该职业的要求。 - 特点
行业性:不同行业有不同的职业道德要求,例如医生的职业道德强调救死扶伤,工程师的职业道德强调保证工程质量和安全。
稳定性:在一定时期内相对稳定,反映了职业的本质特征。
多样性:职业道德内容丰富多样,包括职业理想、职业态度、职业责任等方面。
自律性:主要依靠从业人员的自觉遵守和自我约束来实现。
- 项目、成功的项目和项目管理流程
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项目是指为了创造唯一的产品、服务或成果而进行的临时性工作。
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成功的项目则是指那些在规定的时间、预算和质量要求内完成了既定目标的 项目。
项目管理流程是指一系列有序的活动,用于规划、执行和控制项目,以确保其成功完成。以下是项目管理的基本流程:
(1)项目启动:明确项目目标、范围、利益相关方和成功标准。
(2)项目规划:制定项目管理计划,包括范围、时间、成本、质量、人力资源、沟通、风险和采购管理等。
(3)项目执行:按照项目管理计划实施项目,确保项目目标的实现。
(4)项目监控:跟踪、审查和调整项目进度,确保项目按计划进行。
(5)项目收尾:完成项目交付,进行项目总结和评价,归档项目资料。
成功的项目管理流程应具备以下特点:
(1)明确的目标:确保项目目标具体、可行、有挑战性。
(2)合理的计划:制定详细、实用的项目管理计划。
(3)高效的执行:确保项目团队高效协作,按计划完成任务。
(4)严格的监控:及时发现并解决问题,确保项目按计划进行。
(5)有效的沟通:保持项目团队与利益相关方的良好沟通。
(6)持续改进:总结项目经验,不断提高项目管理水平。
项目管理中各阶段所作的事情和用到的工具
(1)项目启动阶段:
确定项目目标和范围
识别利益相关方
制定项目章程
工具:项目章程模板、利益相关方分析矩阵
(2)项目规划阶段:
制定项目管理计划
定义项目范围
制定项目进度计划
制定项目预算
制定项目质量管理计划
制定项目人力资源管理计划
制定项目沟通管理计划
制定项目风险管理计划
制定项目采购管理计划
工具:WBS(工作分解结构)、甘特图、PERT图、成本估算、资源分配矩阵、风险管理矩阵等。
(3)项目执行阶段:
按照项目管理计划实施项目
管理项目团队
监督项目进度
控制项目成本
确保项目质量
工具:项目管理软件(如Microsoft Project、Trello等)、团队协作工具(如企业微信、钉钉等)、进度报告、成本监控表等。
(4)项目监控阶段:
跟踪项目进度
评估项目绩效
确保项目按计划进行
工具:挣值分析(EVM)、趋势分析、关键路径法(CPM)、风险监控表等。
(5)项目收尾阶段:
完成项目交付
进行项目总结和评价
归档项目资料
工具:项目验收报告、项目总结会议、项目档案管理软件等。
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区块链工程课程关系逻辑(更新 PPT)
解析:
这可能涉及到区块链工程这门课程内部各个知识点之间的联系。在构建 PPT 时,要考虑从基础概念(如区块链的定义、特性)引入,逐渐深入到具体技术(如哈希函数、默克尔树)和应用(如比特币)。各部分内容应该层层递进,例如先介绍区块链的结构,再说明这种结构如何通过哈希函数等技术保证安全性,进而阐述基于区块链的比特币的运行机制等。
答案:
从区块链基础概念出发,按照区块链的结构 - 相关技术(哈希函数、默克尔树等)- 具体应用(比特币)的逻辑顺序构建 PPT,体现出知识的层层递进关系,展示每个知识点在整个区块链工程体系中的位置和作用。 -
比特币的技术储备、诞生背景
解析:
技术储备:
区块链技术是比特币的核心技术储备。包括分布式账本技术,它使得比特币的交易记录能够被网络中的多个节点共同维护,保证了账本的安全性和不可篡改性;哈希函数用于确保交易信息的完整性,每个区块的哈希值是根据区块内容计算得出,任何内容的改变都会导致哈希值变化;还有共识机制,如比特币采用的工作量证明(PoW)机制,通过计算复杂的数学问题来竞争记账权,从而保证网络中的节点对比特币交易的一致性认可。
诞生背景:
比特币诞生于 2008 年全球金融危机之后,人们对传统金融体系的信任受到冲击。它的出现旨在创建一种去中心化的数字货币,摆脱传统金融机构(如银行)在货币发行和交易中的中心地位。其创造者中本聪希望通过密码学和分布式系统技术,构建一种安全、透明、不可篡改的电子现金系统,以解决传统货币在跨境交易、隐私保护、通货膨胀等方面可能存在的问题。
答案:
技术储备主要是区块链技术,包括分布式账本、哈希函数、共识机制(如 PoW)。诞生背景是 2008 年金融危机后,为摆脱传统金融机构中心地位,构建去中心化数字货币,解决传统货币在跨境、隐私、通胀等方面的问题。 -
比特币的特点
解析:
去中心化:没有中央机构控制比特币的发行和交易,所有交易都通过网络节点的共识机制完成,如工作量证明。这意味着没有单一的主体能够操纵比特币的价值或交易流程。
匿名性:用户在比特币网络中通过钱包地址进行交易,不需要提供真实身份信息。虽然交易记录是公开透明的,但很难直接关联到具体的个人身份。
限量发行:比特币的总量被设定为 2100 万枚,这种稀缺性使其在一定程度上具有价值存储的属性,类似于黄金等稀有资产。
安全性:基于区块链的加密技术,比特币的交易记录是不可篡改的。每一笔交易都经过复杂的加密和验证过程,确保交易的真实性和完整性。
全球流通:不受地域限制,只要有网络连接,任何人都可以在全球范围内进行比特币的交易,方便跨境支付等应用场景。
答案:
特点包括去中心化、匿名性、限量发行、安全性和全球流通。 -
中心化系统与去中心系统的定义与特点,优缺点
解析:
定义与特点:
中心化系统:有一个或多个中心节点(如服务器、机构)来控制和管理整个系统的运行。例如传统银行系统,银行作为中心机构,负责存储用户账户信息、处理交易等。特点是管理集中,有统一的标准和规则,系统的更新和维护由中心节点负责。
去中心化系统:没有中心控制节点,系统中的各个节点地位平等,通过共识机制共同维护系统的运行。如区块链系统,每个节点都存储一份完整或部分账本副本,共同验证和记录交易。特点是分布式存储和处理,没有单点故障风险。
优缺点:
中心化系统:
优点:效率高,因为有统一的管理和调度;系统维护相对简单,由专业的中心机构负责;数据的一致性容易保证,通过中心节点的统一管理。
缺点:存在单点故障风险,一旦中心节点出现问题(如服务器故障、被攻击),整个系统可能瘫痪;信任依赖于中心机构,中心机构可能存在滥用权力、信息泄露等风险;扩展性可能受限,随着用户和数据量的增加,中心节点的负担加重。
去中心化系统:
优点:高可靠性,没有单点故障,部分节点故障不影响系统整体运行;信任基于算法和共识机制,不需要依赖中心机构,更公平透明;具有良好的扩展性,新节点可以方便地加入。
缺点:效率可能较低,因为需要多个节点达成共识,交易处理时间可能较长;系统维护复杂,需要各个节点共同维护;数据一致性维护相对复杂,需要通过复杂的共识算法来保证。
答案:
中心化系统有中心节点控制管理,特点是管理集中,统一标准。优点是效率高、维护简单、数据一致易保证,缺点是有单点故障、信任依赖中心机构、扩展性受限。去中心化系统无中心节点,节点地位平等,特点是分布式存储处理。优点是可靠性高、信任基于算法、扩展性好,缺点是效率可能低、维护复杂、数据一致性维护难。 -
哈希函数的特征,及在区块链中的作用
解析:
特征:
确定性:对于相同的输入,哈希函数总是产生相同的输出。例如,无论何时对相同的数据块进行哈希运算,得到的哈希值都是固定的。
快速计算:能够在较短的时间内计算出哈希值,以适应大量数据处理的需求,如区块链中频繁的交易验证。
不可逆性:从哈希值几乎不可能推导出原始输入。即使知道哈希函数和哈希值,要还原原始数据在计算上是极其困难的。
雪崩效应:输入数据的微小变化会导致完全不同的哈希值。这意味着即使数据只有一个比特的改变,哈希值也会有巨大差异。
在区块链中的作用:
保证数据完整性:每个区块都包含一个哈希值,它是根据区块头中的信息(如前一个区块的哈希值、时间戳、交易数据等)计算得出。任何对区块数据的篡改都会导致哈希值变化,从而很容易被发现,保证了区块链数据的不可篡改。
链接区块:通过将当前区块的哈希值包含在前一个区块中,将各个区块按顺序链接起来形成区块链。这种链式结构依赖于哈希函数来确保区块链的连续性和完整性。
答案:
哈希函数特征有确定性、快速计算、不可逆性、雪崩效应。在区块链中用于保证数据完整性和链接区块。 -
区块的数据构成
解析:
一个区块主要由两部分构成:
块头(head):包含当前块的哈希值,用于唯一标识这个区块;前一个块的哈希值,用于将区块链接起来形成链状结构;创建时间,记录区块生成的时间;数据的索引,方便对区块内的数据进行查找和管理。
块身(body):主要是数据内容,在区块链应用中通常是交易记录等相关信息。这些交易记录包含了交易的发送方、接收方、交易金额等详细信息。
答案:
区块由块头(包含当前块哈希值、前一个块哈希值、创建时间、数据索引)和块身(主要是数据内容,如交易记录)构成。 -
什么是区块链,有哪些特性
解析:
定义:区块链是由确定数据块组成的基本单元。它是一种分布式账本技术,将数据以区块的形式存储,并通过密码学技术将这些区块链接在一起。每个区块包含一定时间内的交易信息等数据,并且这些数据是按照时间顺序依次添加到区块链中的。
特性:
去中心化:没有单一的中心机构来控制整个区块链系统。每个节点都参与数据的存储和验证,通过共识机制来共同维护系统的正常运行。
不可篡改:由于哈希函数等加密技术的应用,每个区块的数据都有对应的哈希值,并且区块之间通过哈希值相互链接。一旦数据被记录到区块链中,很难被篡改,因为任何修改都会导致后续区块的哈希值不匹配。
透明性:区块链上的数据对所有节点都是公开透明的,虽然用户的身份可以通过加密技术保持一定的匿名性,但交易等数据本身是可以被查看的,这种透明性有助于建立信任。
安全性:通过多种加密技术(如哈希函数、数字签名等)来保证数据的安全。同时,去中心化的结构也使得系统很难被攻击,因为没有单一的攻击目标。
答案:
区块链是由数据块组成的分布式账本技术。特性有去中心化、不可篡改、透明性、安全性。 -
比特币和区块链的关系
解析:
区块链是比特币的底层技术基础。比特币是基于区块链技术构建的一种去中心化数字货币应用。区块链提供了比特币所需的分布式账本、加密算法、共识机制等技术支持,保证了比特币的交易安全、透明和不可篡改。而比特币是区块链技术的一个典型应用案例,它展示了区块链在数字货币领域的应用模式,推动了区块链技术的广泛认知和发展。
答案:
区块链是比特币的底层技术,比特币是区块链技术在数字货币领域的应用案例。 -
比特币的数据结构,数据组成形式
解析:
比特币的数据结构主要基于区块链。
区块结构:和一般区块链结构类似,包括块头和块身。块头包含版本号、前一个区块的哈希值、默克尔根(Merkle root)等信息,用于链接区块和验证区块的完整性。块身主要包含交易信息。
交易结构:每个交易包含输入和输出。输入是资金的来源,记录了之前交易的输出(即比特币的来源),包括交易哈希值和输出索引等信息;输出是资金的去向,包括接收方的比特币地址和转账金额等信息。交易还包含数字签名,用于验证交易的发送方身份。
答案:
比特币基于区块链结构,包括块头(含版本号、前一个区块哈希值、默克尔根等)和块身(交易信息)。交易包含输入(资金来源)和输出(资金去向),还有数字签名。 -
默克尔树的组成,默克尔证明的过程
解析:
组成:默克尔树是一种二叉树结构,用于在区块链中高效地验证交易数据的完整性。它的叶子节点是交易数据的哈希值,非叶子节点是其两个子节点哈希值的组合哈希值。通过不断向上计算哈希值,最终得到一个根哈希值(默克尔根),这个根哈希值被包含在区块头中。
默克尔证明过程:
假设要验证某个交易是否在一个区块中,首先需要提供该交易的哈希值以及从该交易所在的叶子节点到默克尔根的路径上的所有哈希值。
验证者可以根据提供的哈希值,从叶子节点开始,按照路径上的顺序,依次计算哈希值,直到得到默克尔根。
如果最终计算得到的默克尔根与区块头中的默克尔根相同,就证明该交易存在于这个区块中,并且数据没有被篡改。
答案:
默克尔树由叶子节点(交易数据哈希值)和非叶子节点(子节点哈希值组合哈希值)组成,通过向上计算得到默克尔根。默克尔证明是通过提供交易哈希值和到默克尔根的路径哈希值,验证者依次计算直到得到默克尔根,与区块头中的默克尔根对比来验证交易是否存在且未被篡改。 -
比特币挖矿(https://baike.baidu.com/item/奖励减半/22739223?fr=ge_ala)
解析:
比特币挖矿是比特币系统中产生新比特币和验证交易的过程。
原理:基于工作量证明(PoW)共识机制。矿工们通过计算机解决一个复杂的数学问题(本质上是寻找一个满足特定条件的哈希值),这个问题的难度会根据全网算力动态调整。谁先找到这个符合条件的哈希值,谁就获得了这个区块的记账权。
奖励机制:成功挖矿的矿工将获得一定数量的比特币作为奖励。最初,每成功挖到一个区块可以获得 50 个比特币,这个奖励数量会按照一定的规则逐渐减半。此外,矿工还可以获得该区块内所有交易的手续费。
作用:一是通过算力竞争来保证比特币系统的安全和交易的验证,因为只有拥有足够算力的矿工才能获得记账权,这防止了恶意节点随意篡改交易记录;二是通过奖励机制来激励矿工参与维护比特币网络,保证系统的正常运行和新比特币的产生。
答案:
比特币挖矿是产生新比特币和验证交易的过程,基于 PoW 共识机制,矿工通过解决数学问题(找特定哈希值)竞争记账权,成功挖矿可获比特币奖励和交易手续费,作用是保证系统安全和交易验证、激励矿工维护网络。 -
矿工与挖矿
解析:
矿工:在比特币网络中,矿工是指参与比特币挖矿过程的节点(可以是个人计算机用户或者专业的矿场服务器)。他们通过运行专门的挖矿软件和硬件设备,利用自己的计算能力来竞争解决复杂的数学问题,从而获得记账权。矿工的主要目的是获取比特币奖励和交易手续费。
挖矿:是一种通过使用计算机硬件进行哈希运算来解决复杂数学问题,以验证比特币交易并创建新的区块添加到区块链的过程。这个过程需要消耗大量的计算资源,因为矿工们要在众多竞争者中率先找到符合条件的哈希值,以获得记账权。挖矿是比特币系统中产生新币和维护系统安全的关键环节。
答案:
矿工是参与比特币挖矿的节点,通过挖矿软件和硬件竞争记账权以获取比特币奖励和交易手续费。挖矿是利用计算机进行哈希运算来验证交易和创建新区块的过程,用于产生新币和维护系统安全。 -
比特币挖矿难度的调整,为什么要调整,如何调整以及如何同步调整
解析:
为什么要调整:比特币的挖矿难度调整主要是为了保持比特币的稳定产出。如果不进行调整,随着参与挖矿的计算能力(算力)的变化,比特币的产出速度会不稳定。例如,当算力增加时,若难度不变,会导致比特币产出过快,进而影响其稀缺性和价值;反之,算力下降时产出过慢也不利于系统的正常运行。
如何调整:比特币系统通过自动调整挖矿难度来控制新块的生成速度。难度调整是根据过去一段时间(大约每 2016 个区块)内比特币全网算力的变化来计算的。如果前 2016 个区块的生成速度快于预期(10 分钟 / 块),则下一个难度调整周期挖矿难度会增加;反之则降低。具体计算是通过一个复杂的算法,根据区块生成时间和预期时间的比例来调整难度目标值。
如何同步调整:所有比特币节点都会按照相同的规则和算法来调整挖矿难度。当一个节点更新了难度值后,它会将新的难度信息通过网络传播给其他节点。其他节点收到信息后会验证其正确性,然后更新自己的难度值,从而实现全网的同步调整。
答案:
调整原因是保持比特币稳定产出,避免算力变化导致产出速度不稳定。调整方法是根据过去约 2016 个区块的生成速度与预期速度对比,通过算法调整难度目标值。同步调整是通过节点传播新难度信息,其他节点验证后更新来实现。 -
分叉的定义,类型,特点,处理方式
解析:
定义:在区块链中,分叉是指区块链在某个节点之后出现了两条或多条不同的分支。这意味着区块链的节点对于下一个区块的内容或者顺序产生了分歧。
类型:
硬分叉:是指区块链协议发生了改变,导致旧版本的节点无法验证新版本节点产生的区块。例如,当比特币的区块大小限制等核心规则发生改变时,就可能出现硬分叉。硬分叉后,区块链分裂成两条独立的链,分别按照新旧协议继续运行。
软分叉:软分叉是一种向后兼容的分叉。新的规则虽然被引入,但旧版本的节点仍然可以验证新的区块,只是可能没有完全遵循新规则。例如,在软分叉中,新规则可能是对现有交易格式的优化,旧节点仍然可以识别新格式的交易,只是可能无法利用新格式的全部功能。
特点:
硬分叉:具有不可逆性,一旦发生,会导致区块链永久分裂;不同的链可能有不同的发展方向,如产生新的数字货币(如比特币硬分叉后出现了比特币现金);需要社区和矿工的广泛支持,否则新链可能无法持续发展。
软分叉:相对温和,不会导致区块链分裂;能够逐步引导网络向新规则过渡;但是如果出现兼容性问题或者新规则得不到足够支持,可能会导致网络混乱。
处理方式:
硬分叉:需要社区进行广泛的讨论和决策,包括矿工、开发者、用户等各方利益相关者。如果硬分叉是有计划的,需要提前通知用户和矿工,让他们选择支持哪一条链。在分叉后,两条链可能会各自发展,形成不同的生态系统。
软分叉:开发者需要仔细设计新规则,确保向后兼容性。同时,要通过宣传和推广让更多的节点更新软件,以充分利用新规则的优势。如果出现问题,可能需要回滚新规则或者进行进一步的优化。
答案:
定义:区块链在某个节点后出现多条分支。类型:硬分叉(协议改变,旧节点无法验证新节点区块)和软分叉(向后兼容,旧节点可验证新区块)。特点:硬分叉不可逆、导致分裂、需要支持;软分叉温和、不分裂、引导过渡。处理方式:硬分叉需社区讨论决策,通知各方选择支持链;软分叉需设计好规则,推广更新软件。 -
比特币钱包的作用、类型、形成过程
解析:
作用:
存储功能:比特币钱包用于存储用户的比特币私钥和公钥。私钥是用户访问和控制比特币的关键,类似于银行账户的密码;公钥用于接收比特币,相当于银行账户号码。
交易功能:通过钱包,用户可以发起比特币交易。钱包会使用私钥对交易进行签名,以证明交易是由该用户发起的,然后将交易信息广播到比特币网络中,等待矿工验证并记录到区块链上。
类型:
软件钱包:可以安装在计算机或移动设备上,如桌面钱包(安装在台式机或笔记本电脑上)和手机钱包(安装在智能手机上)。软件钱包使用方便,便于用户随时管理自己的比特币,但可能存在安全风险,如设备被黑客攻击或感染病毒。
硬件钱包:是一种专门设计的物理设备,用于存储比特币私钥。硬件钱包通过 USB 等接口与计算机或移动设备连接进行交易操作。它的安全性较高,因为私钥存储在离线的硬件设备中,不易受到网络攻击。
在线钱包:也称为网络钱包,是通过网页浏览器访问的钱包。这种钱包由钱包服务提供商提供在线服务,用户可以通过互联网从任何设备上访问自己的比特币。不过,它的安全性依赖于服务提供商的安全措施,存在一定的风险,如服务提供商被攻击导致用户资金损失。
形成过程:
对于软件钱包,用户下载并安装钱包应用程序后,钱包会自动生成一对公私钥。公钥用于接收比特币,会以比特币地址的形式呈现给用户(比特币地址是公钥的一种转换形式),私钥则存储在钱包内部的安全存储区域。
硬件钱包在出厂时会有一套初始化流程,生成并存储公私钥。用户在使用时,通过设备上的操作界面与钱包进行交互,完成交易等操作。
在线钱包则是由服务提供商的服务器生成公私钥,并将用户账户信息存储在服务器上。用户通过注册账号和密码登录在线钱包,然后使用服务器上存储的公私钥进行交易。
答案:
作用:存储比特币私钥和公钥、发起交易。类型:软件钱包(桌面和手机钱包)、硬件钱包、在线钱包。形成过程:软件钱包安装后自动生成公私钥;硬件钱包出厂初始化生成并存储公私钥;在线钱包由服务提供商生成公私钥并存储在服务器,用户通过账号密码登录使用。 -
UTXO 的定义、原理
解析:
定义:UTXO(Unspent Transaction Output)即未花费的交易输出。在比特币的交易系统中,它是一种核心的记账方式。每一笔比特币交易都有输入和输出,输入是资金的来源,通常是之前交易的未花费输出,而输出是资金的去向,包括接收方的比特币地址和转账金额等信息。
原理:当用户 A 向用户 B 发送比特币时,交易系统会查找用户 A 拥有的 UTXO,将这些 UTXO 作为交易输入。这些输入的总金额必须大于或等于要发送给用户 B 的金额加上交易手续费。交易完成后,系统会生成新的 UTXO,记录接收方 B 收到的比特币金额,剩余的金额(如果有)作为找零返回给发送方 A 的新 UTXO。这种方式保证了比特币的交易可以被追溯,并且每一笔交易都是基于之前的未花费输出进行的。
答案:
定义:未花费的交易输出,是比特币记账方式。原理:交易以 UTXO 为输入,总输入金额大于等于发送金额和手续费,交易后生成新 UTXO,包括接收方金额和找零。 -
区块链的发展历程,和各阶段的特点
解析:
区块链 1.0 阶段 - 数字货币:
以比特币为代表,主要应用是数字货币的创建和交易。这个阶段重点关注区块链的底层技术,如分布式账本、加密算法、共识机制等,用于实现去中心化的货币体系。特点是解决了货币去中心化的问题,摆脱了传统金融机构对货币发行和交易的控制,但应用场景相对单一,主要集中在数字货币领域。
区块链 2.0 阶段 - 智能合约:
以太坊的出现推动了区块链进入 2.0 时代。除了数字货币交易外,引入了智能合约的概念。智能合约是一种自动执行的合约条款,以代码形式部署在区块链上。这个阶段的区块链可以用于金融衍生品、供应链金融等更复杂的金融应用场景。特点是拓展了区块链的应用范围,使区块链从单纯的数字货币交易工具转变为可编程的金融平台,能够实现更加复杂的金融交易和业务逻辑。
区块链 3.0 阶段 - 行业应用拓展:
区块链技术开始在多个行业得到广泛应用,如医疗、物流、版权保护等。在医疗行业,可以用于医疗数据的安全存储和共享;在物流行业,用于商品溯源;在版权保护领域,用于作品的版权登记和侵权追溯。特点是区块链技术与实体经济深度融合,不再局限于金融领域,应用场景更加多样化,通过去中心化、不可篡改等特性解决了各个行业中的信任问题和数据安全问题。
答案:
区块链 1.0(数字货币):以比特币为代表,应用是数字货币交易,重点在底层技术,解决货币去中心化问题,应用场景单一。区块链 2.0(智能合约):以以太坊为代表,引入智能合约,用于复杂金融应用,拓展应用范围,成为可编程金融平台。区块链 3.0(行业应用拓展):应用于多行业,如医疗、物流等,与实体经济融合,场景多样,解决行业信任和数据安全问题。 -
区块链的层次,及每层的作用
解析:
数据层:
是区块链的最底层,主要包括区块链的数据结构(如区块的组成、区块之间的链接方式)和数据存储方式。它存储了区块链上的所有交易数据和相关信息,通过哈希函数等加密技术保证数据的完整性和不可篡改。作用是为区块链提供基础的数据支持,是整个区块链系统的基石。
网络层:
负责区块链节点之间的通信和数据传输。它包括节点发现、连接建立、数据同步等功能。通过 P2P(点对点)网络协议,使得各个节点能够相互连接并共享区块链数据。作用是保证区块链系统的分布式特性,使得信息能够在各个节点之间快速、准确地传递,从而实现去中心化的协同工作。
共识层:
核心是各种共识算法,如工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)等。这些算法用于确保区块链节点之间对于交易的验证和新区块的生成达成共识。作用是解决分布式系统中的信任问题,保证所有节点对于区块链的状态(如交易记录、区块顺序等)保持一致。
激励层:
主要是设计激励机制,以鼓励节点参与区块链系统的维护和发展。在比特币系统中,挖矿奖励和交易手续费就是激励机制的体现。激励层的作用是通过经济手段吸引更多的节点参与,保证区块链系统的稳定性和安全性,因为足够多的节点参与才能保证系统的去中心化和不可篡改特性。
合约层:
主要用于部署和执行智能合约。智能合约是自动执行的合同条款,以代码形式存在。合约层提供了一个可编程的环境,使得区块链能够应用于更复杂的业务场景,如金融衍生品交易、供应链金融等。作用是拓展区块链的应用范围,使区块链从简单的数据存储和交易平台转变为可编程的智能平台。
应用层:
是区块链与用户和实际应用场景接触的最外层。它包括各种基于区块链的应用程序,如数字货币钱包、供应链管理系统、版权保护平台等。应用层的作用是将区块链技术转化为实际的应用服务,为用户提供便捷的操作界面和实际的业务功能,满足不同行业和用户的需求。
答案:
数据层:最底层,包括数据结构和存储,存储交易数据,用加密技术保证数据完整性,是基石。网络层:负责节点通信和传输,包括节点发现等功能,保证分布式特性和信息传递。共识层:有共识算法,确保节点对交易验证和新区块生成达成共识,解决信任问题。激励层:设计激励机制,吸引节点参与维护,保证系统稳定安全。合约层:部署和执行智能合约,拓展应用范围。应用层:最外层,包括应用程序,将技术转化为应用服务。 -
区块链的资源,计算机资源,存储资源
解析:
计算机资源:
算力资源:在区块链系统中,特别是采用工作量证明(PoW)等共识机制的区块链,挖矿过程需要大量的计算能力(算力)。矿工们通过使用高性能的计算机硬件(如 GPU、ASIC)来进行哈希运算,以竞争记账权。这些硬件设备消耗大量的电力,并且算力的竞争也在不断推动硬件技术的发展。
带宽资源:区块链节点之间需要频繁地进行数据传输,包括交易信息、区块数据等。因此,足够的网络带宽是保证区块链系统正常运行的重要资源。特别是在处理大规模交易或者区块链网络规模不断扩大的情况下,对带宽的需求会更高。
存储资源:
区块链上的数据是不断增长的,每个区块都包含一定量的交易信息等数据。随着时间的推移,区块链的存储需求会越来越大。节点需要足够的存储空间来存储完整的区块链数据或者部分数据(根据不同的存储策略)。存储资源不仅包括本地硬盘等物理存储设备,还包括云存储等方式,用于保存区块链的账本数据、索引信息等。
答案:
计算机资源包括算力资源(挖矿用高性能硬件消耗电力,推动硬件发展)和带宽资源(节点间频繁数据传输所需)。存储资源包括物理存储设备和云存储,用于存储不断增长的区块链数据。 -
区块链共识算法,什么是共识算法,为什么需要共识算法
解析:
定义:共识算法是区块链系统中用于确保各个节点对于区块链的状态(如交易记录、区块顺序等)达成一致的算法机制。在一个去中心化的区块链网络中,没有中央机构来统一管理和决策,各个节点都可以独立地接收、验证和记录交易。共识算法就是要让这些分散的节点在交易的验证和新区块的生成等关键问题上达成统一的意见。
为什么需要:
保证数据一致性:由于区块链网络中的节点是分布式的,每个节点都可能收到不同顺序的交易信息。共识算法能够保证所有节点最终记录的交易顺序和内容是一致的,避免出现数据冲突和不一致的情况。
维护系统的安全性和可靠性:通过共识算法,只有经过多数节点验证的交易才能被记录到区块链上,这可以防止恶意节点随意篡改交易记录或者发起双花攻击(同一笔资金被重复花费)。同时,共识算法也能够保证在部分节点出现故障或者被攻击的情况下,区块链系统仍然能够正常运行。
答案:
共识算法是确保区块链节点对状态达成一致的机制。需要它是为保证数据一致性、维护系统安全性和可靠性,避免数据冲突和恶意攻击。 -
常见共识算法的优缺点(POW、POS、DPOS、……)
解析:
工作量证明(POW):
优点:
安全性高:由于需要大量的计算工作(挖矿)来获得记账权,攻击者想要篡改区块链数据需要掌握超过全网 51% 的算力,这在实际中是非常困难且成本极高的。
去中心化程度高:任何人只要拥有足够的计算资源都可以参与挖矿,成为区块链网络的节点,不需要特殊的身份或权限。
公平性:记账权的获取主要取决于计算能力,每个节点都有机会通过挖矿获得奖励,相对公平。
缺点:
能源消耗大:因为挖矿过程需要进行大量的哈希运算,消耗大量的电力资源,这对环境造成一定压力。
效率较低:由于需要等待矿工完成复杂的计算来生成新的区块,交易确认时间可能较长,特别是在网络拥堵或者算力竞争激烈的情况下。
权益证明(POS):
优点:
节能:相比 POW,POS 不需要大量的算力进行挖矿,因此消耗的能源大幅减少,更加环保。
效率相对较高:权益证明基于节点拥有的权益(如持有数字货币的数量)来选择记账人,不需要进行复杂的计算 -
区块链的常见误区,分布式系统和去中心化系统的区别和联系,比特币和区块链的区别和联系
区块链的常见误区:
误区一:认为区块链完全匿名。实际上,区块链上的交易虽然地址是匿名的,但通过地址分析等技术手段,在一定程度上可以追踪到交易背后的参与者。
误区二:区块链是万能的技术。区块链并非适用于所有场景,它在处理大规模高频数据、需要高度隐私保护等场景时存在局限性。
误区三:区块链上的数据永远不可篡改。虽然区块链的设计使得篡改数据难度极大,但如果掌握了网络中足够多的算力等资源,在一定条件下仍有可能篡改数据。
分布式系统和去中心化系统的区别和联系:
区别:分布式系统强调的是系统中的多个节点共同完成任务,节点之间可能有主从关系或明确的分工,数据可以是集中存储或分布式存储;去中心化系统则强调没有中心控制节点,各个节点地位平等,权力相同,数据通常是分布式存储在各个节点上。
联系:去中心化系统一定是分布式系统,因为需要多个节点共同参与和维护系统的运行;但分布式系统不一定是去中心化系统,比如一些分布式数据库系统可能有中心管理节点。
比特币和区块链的区别和联系:
区别:比特币是一种基于区块链技术的数字货币,是区块链的一个应用实例;区块链是一种技术架构和模式,具有去中心化、不可篡改、安全可靠等特点,可以应用于多个领域,不仅仅局限于数字货币。
联系:比特币的底层技术是区块链,区块链为比特币提供了安全、透明、可信的交易记录和账本管理方式,使得比特币的交易能够在没有中心机构的情况下安全进行。 -
P2P 网络的网络连接、拓扑发现、节点发现
网络连接:P2P 网络中的节点通过网络协议相互连接,常见的连接方式有 TCP、UDP 等。节点之间直接通信,不需要通过中心服务器中转,每个节点既是客户端又是服务器,既可以请求服务也可以提供服务。
拓扑发现:是指 P2P 网络中的节点自动发现网络的拓扑结构,即了解网络中其他节点的连接关系和分布情况。常用的拓扑发现方法有基于广播的方法、分布式哈希表(DHT)等。通过拓扑发现,节点可以更好地选择通信路径和优化资源分配。
节点发现:是指新加入的节点在 P2P 网络中找到其他已经存在的节点并与之建立连接的过程。通常有多种方式,如通过已知的种子节点列表、利用网络广播、借助 DHT 等。节点发现是 P2P 网络能够正常运行和扩展的基础,只有不断发现新的节点,网络才能保持活力和稳定性。 -
什么是 EOS、DAO、Web3.0,EVM,他们有什么特点
EOS:EOS 是一个区块链操作系统,旨在为去中心化应用提供高性能、可扩展的底层平台。其特点包括:
高性能:采用 DPOS 共识机制,出块时间短,交易确认速度快,理论上能达到百万级别的 TPS。
可扩展性:通过并行处理和多线程技术,能够处理大量的交易和复杂的业务逻辑。
免费使用:用户使用 EOS 网络不需要支付手续费,降低了用户的使用成本。
DAO:即去中心化自治组织,是一种基于区块链技术的组织形式。其特点如下:
去中心化决策:通过智能合约和区块链的投票机制,实现组织决策的去中心化,成员可以直接参与决策过程。
透明性:所有的组织活动和决策记录都公开透明地记录在区块链上,任何人都可以查看。
自主性:在预设的规则和智能合约的约束下,组织能够自动运行和管理,减少了人为干预。
Web3.0:是互联网的下一代发展阶段,其核心是去中心化和智能化。具有以下特点:
去中心化:打破传统互联网的中心化巨头垄断,用户可以更好地掌控自己的数据和隐私。
智能性:利用人工智能、区块链等技术,实现更加智能的内容推荐、交互体验和应用服务。
互操作性:不同的应用和平台之间可以实现更好的互操作性,数据和资产可以在不同的平台之间自由流动。
EVM:即以太坊虚拟机,是以太坊区块链的核心组成部分。特点包括:
图灵完备:可以执行任意复杂的计算任务,支持各种智能合约的编写和运行。
隔离性:每个智能合约在 EVM 中运行时都处于隔离的环境中,不会相互干扰,保证了安全性。
确定性:在给定相同的输入和初始状态下,EVM 的执行结果是确定的,保证了区块链的一致性。 -
EOS 中的 DPOS 共识机制有什么特点
DPOS 共识机制在 EOS 中的特点如下:
高效性:不需要耗费能源和硬件设备进行挖矿,缩短了区块的产生时间和确认时间,提高了系统效率,能够实现每秒百万级交易,且交易无手续费。
部分去中心化:通过选举出一定数量的代表节点来负责生成新的区块和维护网络的运行秩序,牺牲了一部分去中心化特性,被质疑过于中心化,但在一定程度上提高了性能和安全性,实现了弱中心化或多中心化。
良好的最终性:EOS 在区块生成后即进入不可逆状态,具有良好的最终性,减少了交易的不确定性和风险。
严格的筛选制度:EOS 的记账节点有严格的筛选制度,由 EOS 权益持有者选举产生 21 个超级节点和 100 个备用节点,系统根据网络持币用户的投票数自动生成前 20 个区块生产者,最后一名区块生产者根据其得票数按概率生成,保证了节点的质量和可靠性。 -
区块链浏览器
区块链浏览器是查看区块链信息的工具,其特点和作用如下:
特点:
公开透明:可以公开访问,任何人都可以查看区块链上的交易记录、区块信息、地址余额等。
实时性:能够实时更新区块链的最新状态和数据,让用户及时了解区块链网络的运行情况。
多链支持:有些区块链浏览器可以支持多种不同的区块链,方便用户在一个平台上查看多个区块链的信息。
作用:
查询交易信息:用户可以通过区块链浏览器查看特定交易的详细信息,如交易时间、交易金额、交易双方地址等,确保交易的真实性和合法性。
查看区块数据:了解区块的高度、哈希值、包含的交易数量等信息,以及区块之间的连接关系,有助于理解区块链的运行机制。
监控地址活动:可以查看特定地址的余额变化、交易记录等,对于跟踪数字货币的流向和使用情况非常有用。
验证区块链状态:帮助用户验证区块链的完整性和一致性,确保区块链网络没有被篡改或出现异常。 -
区块链和新一代信息技术联合的创新和发展
区块链 + 大数据:通过区块链的不可篡改和可追溯特性,可以确保大数据的真实性和安全性,同时利用区块链的分布式存储可以打破数据孤岛,促进数据的共享和流通,构建可信的大数据环境,提升大数据的价值。
区块链 + 物联网:可以为物联网设备提供安全的身份认证和数据保护,确保物联网设备之间的通信和数据传输的安全性和可信度,同时利用区块链的分布式账本技术,可以实现物联网设备的去中心化管理和数据的分布式存储,提高物联网的可靠性和可扩展性。
区块链 + AI:一方面,区块链可以为 AI 提供安全、可靠的数据来源,保证 AI 训练数据的质量;另一方面,AI 可以帮助区块链优化共识算法、提高交易效率、增强智能合约的安全性等,两者结合可以推动分布式人工智能模式的发展。
区块链 + 5G:5G 的高速率、低延迟特性可以为区块链提供更快速的数据传输和更低的延迟,提高区块链的交易速度和响应能力;同时,区块链可以为 5G 网络中的数据安全和隐私保护提供解决方案,确保 5G 应用中的数据安全。
区块链 + 云计算:云计算可以为区块链提供强大的计算能力和存储资源,降低区块链的部署成本和维护难度;区块链可以为云计算增加数据安全和隐私保护的能力,提高云计算的可信度和安全性。 -
新技术场景下系统 / 平台的需求分析
安全需求:在新技术场景下,系统面临着更多的安全威胁,如网络攻击、数据泄露等。因此,需要具备强大的安全防护机制,包括加密技术、身份认证、访问控制、安全审计等,确保系统和数据的安全。
性能需求:随着数据量的增加和用户数量的增长,系统需要具备高性能的处理能力,包括高吞吐量、低延迟等,以满足实时性要求较高的应用场景,如金融交易、物联网实时数据处理等。
可扩展性需求:系统需要能够灵活地扩展和升级,以适应不断变化的业务需求和技术发展。包括硬件的可扩展性和软件的可扩展性,如支持分布式计算、容器化部署等。
互操作性需求:不同的系统和平台之间需要实现更好的互操作性,以便数据和业务流程能够在不同的系统之间自由流动和协同工作。这需要制定统一的标准和接口,采用开放的技术架构。
智能性需求:利用人工智能、大数据等技术,系统需要具备一定的智能性,如智能决策、智能推荐、智能监控等,提高系统的运行效率和用户体验。
隐私保护需求:在处理大量用户数据的过程中,系统需要严格保护用户的隐私,采用隐私保护技术,如差分隐私、同态加密等,确保用户数据不被泄露和滥用。