1.介绍比特币网络的特点及价值？

特点：

​ 去中心化：比特币是第一种分布式的虚拟货币，整个网络由用户构成，没有中央银行。去中心化是比特币安全与自由的保证。

​ 全世界流通：比特币可以在任意一台接入互联网的电脑上管理。不管身处何方，任何人都可以挖掘、购买、出售或收取比特币。

​ 专属所有权：操控比特币需要私钥，它可以被隔离保存在任何存储介质。除了用户自己之外无人可以获取。

​ 低交易费用：可以免费汇出比特币，但最终对每笔交易将收取约1比特分的交易费以确保交易更快执行。

​ 无隐藏成本：作为由A到B的支付手段，比特币没有繁琐的额度与手续限制。知道对方比特币地址就可以进行支付。

​ 跨平台挖掘：用户可以在众多平台上发掘不同硬件的计算能力。

价值：

​ 它是一种稀缺资源，总量恒定为2100万个，这有助于避免通货膨胀。
​ 比特币的设计基丁密码学，确保了交易的安全性和货币流通的匿名性。
​ 作为一种数字货币，比特币的交易速度快，成本低，适合全球范围内的跨境支付和转账。
​ 比特币的区块链技术具有潜在的应用价值，不仅限于货币系统，还包括智能合约、信息公开等领域。

2.什么是P2PKH？介绍其优点

P2PKH，即Pay to Public Key Hash，是比特币中最常见的交易类型。它代表了“支付到公钥哈希”的意思。在P2PKH中，资金是转移到一个公钥的哈希值，而不是直接转移到公钥本身。这种方式有几个显著的优点：

​ 提高安全性:由于公铜本身并不直接暴露在区块链上，P2PKH提供了一层间接保护。只有在币被花费时，公钥才会被暴露，这减少了潜在的安全风险。
​ 减少数据量:相对于P2PK，P2PKH通过使用公钥的哈希而不是完整的公钥，减少了交易数据的大小，提高了存储和传播的效率。
​ 隐私保护:哈希值不能直接反推出原始的公钥，这增强了用户的隐私保护。
​ 适应量子计算:未来量子计算机可能能够通过公钥计算出私钥。P2PKH的设计中，只有在币被花费时公铜才被暴露，这使得潜在的量子计算攻击变得无效。
​ 便于嵌入小型存储载体:使用更小的哈希值(20字节)作为地址，比使用完整的公钥更方便打印和嵌入到如二维码等小型存储载体上。

3.Merkle树的结构，如何实现了数据防篡改？如果要篡改数据，如何实现？

​ Merkie树是一种特殊的数据结构，它通过加密哈希函数实现了数据的防篡改。在Merkie树中，每个叶节点包含数据块的哈希值，而非叶节点包含其子节点哈希值的哈希。这种结构创建了一个从叶节点到根节点的哈希链，如果数据被篡改，哈希值会发生变化，从而在不匹配根哈希值的情况下暴露篡改行为。
​ 要篡改Merde树中的数据，攻击者需要重新计算从被篡改的叶节点到根节点的所有哈希值。由于哈希函数的设计特性，如单向性和雪崩效应，这一过程需要大量的计算资源，使得篡改变得极其困难。此外，根哈希通常是公开和验证的，任何不一致都会被快速检测到。

4.什么是分叉与双花问题？

分叉(Forking)和双花(Double Spending)是区块链技术中的两个重要概念。

分叉是指区块链网络中发生的一种现象，当网络中的节点因为软件版本不一或对规则的理解不同而导致对同一区块链的不同解释时，区块链会出现两个或多个分支。这通常发生在网络更新或协议更改时。分叉可以分为两类：

  • 软分叉(Soft Fork):旧节点仍然可以接受新生成的区块，因为新区块然遵循旧规则。
  • 硬分叉(Hard Fork):新生成的区块不再与日节点兼容，导致网络永久性地分成两个不同的链。

双花问题是指在数字货币系统中，同一笔资金被不正当地使用两次或多次的况。这是数字货币面临的一个主要安全问题，因为与传统货而不同，数字信息可以被复制。为了解决这个问题，比特币等加密货币使用了一种称为工
量证明(Proof of Work, PoW)的机制，通过网络节点竞争解决复杂数学问题来验证交易，并将其添加到区块链上，确保每笔交易只被计算一次。此外，区块链的分布式账本和共识机制也有助于防止双花，因为所有交易都需要网络中的多数节点验证和确认。

简而言之，分叉是区块链网络中可能出现的路径分支，而双花是指一笔资金被非法重复使用的风险。区块链技术通过各种机制来防止这些问题，确保网络指一笔资金的安全和一致性。

1.以太坊和比特币网络，矿工收益有什么差别？

1.挖矿机制:

  • 以太坊:使用工作量证明(Proof of Work, PoW)机制，但计划迁移到权益证明(Proof of Stake, PoS)机制。
  • 比特币:始终使用工作量证明(PoW)机制。

2.区块奖励

  • 以太坊:每个区块的奖励是2ETH，加上交易费用和叔块奖励
  • 比特币:每个区块的奖励目前是6.25 BTC，每四年减半。

3.交易费用:

  • 以太坊:矿工可以从每个区块中的交易费用中获得收益。
  • 比特币:矿工同样可以从交易费用中获得收益，有时这些费用甚至超过区块奖励。

4.挖矿难度:

  • 以太坊:难度会根据网络算力调整，保持区块时间大约在13-15秒一个。
  • 比特币:难度每2016个区块调整一次，以保持区块时间大约在10分钟一个。

5.挖矿收益计算:

  • 以太坊:矿工收益取决于网络算力、挖矿难度、电力成本和ETH的市场价格。
  • 比特币:收益同样取决于网络算力、挖矿难度、电力成本和BTC的市场价格。

6.网络算力:

  • 以太坊:全网算力较比特币小，因此个人矿工的竞争可能较小。
  • 比特币:全网算力非常大，通常需要加入矿池才能获得稳定收益。

​ 总的来说，以太坊和比特币的矿工收益都依赖于区块奖励和交易费用，但具体的挖矿机制、奖励数量、难度调整和网络算力等方面存在差异。随着以太坊向PoS机制的转变，矿工的角色和收益模式也将发生变化。而比特币则保持其原有的PoW机制和相关的收益模式。

2.Nonce在比特币和以太坊中，分别有什么作用？

​ 在比特币中，Nonce是一个在区块头部(header)中的数字，它是工作量证明(Proof of Work, PoW)算法的一部分。矿工通过改变Nonce值来计算区块的哈希值，以使其满足网络当前的难度目标。这个过程被称为挖矿。Nonce的目的是找到一个值，使得区块的哈希值以一定数量的0开头，这样的区块才能被网络接受并加入到区块链中。
​ 在以太坊中，Nonce则有着更加复杂的作用。对于外部账户(Externally Owned Account, EOAS)，Nonce表示从该账户发送的交易数量。这个计数器每次发送交易时递增，确保交易的顺序性和唯一性，防止重放攻击。对于合约账户(Contract Accounts)，Nonce表示该账户创建的合约数量。在以太坊中，Nonce确保了交易的顺序性，使得区块链可以正确地记录和处理每笔交易。
​ 因此，Nonce在这两个系统中都是关键的安全特性，帮助维护了区块链的完整性和顺序性。在比特币中，它是挖矿过程的一部分，而在以太坊中，它还用于维护账户的状态和交易的顺序。

3.以太坊和比特币是如何获取账户余额？

获取以太坊账户余额的方法通常涉及以下步骤:

  • 使用以太坊钱包:您可以通过您的以太坊钱包应用程序或网页界面来查询余额。登录您的账户后，您的余额通常会显示在主界面上。
  • 区块链浏览器:您可以使用区块链浏览器如Etherscan，输入您的以太坊地址，即可查看账户余额和相关交易信息。
  • Web3.js库:如果您熟悉编程，可以使用Web3.js库来编程查询余额。例如使用 web3.eth.getBalance(address)函数可以査询指定地址的余额

对于比特币账户余额的获取，也有类似的方法：

  • 比特币钱包:打开您的比特币钱包，登录后，您可以在钱包的主页或“余额”选项卡下查看您的比特币余额。
  • 区块链浏览器:使用区块链浏览器，如Blockchain.com，输入您的比特币地址，即可查询余额和交易历史。
  • API调用:如果您是开发者，可以通过API调用来查询比特币余额。例如，Tokenview等平台提供了API服务，允许您通过编程方式获取账户信息。

4.已经部署的智能合约，是否可以修改？发现存在漏洞后，如何处理？

​ 一旦智能合约被部署到区块链上，它就无法直接修改，因为区块链的特性决定了链上的内容是不可篡改的。这意味着合约的代码和逻辑一旦上链，就会永久保持原样。

  • 但是，如果发现智能合约存在漏洞，开发者可以采取以下几种方法来应对:
  • 版本控制系统:通过版本控制系统，可以部署新版本的智能合约来替代旧的合约的行为。
  • 多签名机制:引入多签名机制，允许多方共同管理合约，从而间接修改合约的行为。
  • 代理合约:设计智能合约时，可以使用代理合约(proxy contract)模式，这样即使主合约不能修改，也可以通过更新代理合约来改变逻辑合约的指向，从而实现间接升级。
  • 暂停合约功能:如果合约中预设了暂停功能，发现漏洞后可以暂时停用合约，防止损失扩大。
  • 安全审计和测试:在合约部署前进行彻底的安全审计和测试，以尽量减少漏洞的风险。
  • 漏洞赏金计划:实施漏洞赏金计划，鼓励社区成员发现并报告潜在的安全问题。
  • 智能合约保险:为合约购买保险，以覆盖因漏洞或攻击导致的财务损失。
  • 紧急转移资金:如果可能，可以设计机制在检测到漏洞时迅速转移合约的资金到安全地址。
  • 社区协商更新机制:在某些情况下，如果合约允许，可以通过社区投票或协商来决定是否更新合约。
  • 自动化工具:使用自动化工具如Slither进行静态分析，以发现和修复智能合约中的漏洞。

1.如何获取gas，收益的gas会流向谁？

在以太坊网络中，”Gas”是执行交易或智能合约操作所需的计算工作量的度单位。用户需要支付Gas费用来处理他们的交易或合约执行。以下是获取Gas和了解Gas费用流向的方法:

  • 获取Gas:用户需要在他们的以太坊账户中持有足够的以太币(ETH)这样当他们发起交易或执行智能合约时，系统会自动从他们的账户中扣除相应的Gas费用。Gas通常以”gwei”计价，1gwei等于0.000000001ETH。
  • Gas费用流向:Gas费用最终支付给以太坊网络中的验证者(在Eth2.0之，矿工将由质押者取代)。当用户发起交易时，他们为这笔交易设置一个Gas价格，验证者会优先处理那些提供了更高Gas价格的交易。这个过程类似于拍卖，用户通过设置更高的Gas价格来竞争区块空间。

2.Gas的作用是什么？

  • 矿工奖励:矿工通过打包交易和创建区块来获得奖励。用户支付的 Gas 费用一部分成为矿工的收入。
  • 防御拒绝服务攻击:通过设置合理的 Gas 限制，网络可以有效地防止恶意行为者利用大量无效交易来占用网络资源。

总之，Gas 是以太坊网络中的燃料，确保了系统的正常运作和安全性。

3.布隆过滤器是如何搜索和判定键值是否存在？

布隆过滤器(Bloom Filter)是一种空间效率很高的概率型数据结构，它用于判断一个元素是否在一个集合中。布隆过滤器的工作原理如下：

  • 初始化:布隆过滤器在开始时是一个包含多个位的数组，这些位都被初始化为0。

  • 添加元素：当向过滤器中添加一个元素时，会使用多个哈希函数对元素进行处理，得到多个哈希值，然后将这些哈希值对应的位数组中的位置设为1。

  • 查询元素:要判断一个元素是否存在于集合中，同样使用这些哈希函数对该元素行处理，得到位数组中的位置。如果所有这些位置的位都是1，那么元素可能存在于集合中。如果任何一个位置的位是0，那么元素绝对不在集合中。

布隆过滤器的优点是空间效率和查询时间都远远超过一般的算法。但是，它一定的误识别率，也就是说，它可能会错误地判断某个不存在的元素为存在(false positive)。然而，如果布隆过滤器判断某个元素不存在，那么这个判断是准确的(没有false negative)由于布隆过滤器使用的是位数组和哈希函数，它不存储元素本身，因此具有行强的保密性。同时，这也意味着布隆过滤器很难直接从其结构中删除元素。

4.相对于M树，使用MPT有优点？

M树(Merkle Tree)和MPT(Merkle Patricia Trie, 也称为Merkle Patricia Tree)都是用于存储数据的加密数据结构，但它们在设计和应用上有所不同。相对于M树，MPT具有以下优点：

  • 存储键值对:MPT能够存储任意长度的键值对数据，这使得它非常适合用作以太坊的状态模型。
  • 快速计算哈希标识:MPT提供了一种快速计算所维护数据集哈希标识的机制，这对于区块链中的数据完整性验证至关重要。
  • 状态回滚:MPT支持快速状态回滚的机制，这在区块链操作中非常有用，尤其是在需要撤销错误交易或操作时。
  • 默克尔证明:MPT可以提供默克尔证明，这是一种轻节点扩展方法，允许在不下载整个数据集的情况下验证单个数据项的存在性。
  • 空间效率:通过压缩路径和合并节点，MPT在存储相同数据时通常比传统的M树更加空间效率高。
  • 适应性:MPT特别适合于地址空间稀疏的应用场景，如以太坊，其中地址可能有(2^{160})种，这使得MPT在处理大量数据时更加高效。
  • 灵活性:MPT的设计允许更灵活地处理数据，例如，它可以通过在根节点保存整棵树的哈希校验和来快速验证整个数据结构的完整性。

5.叔块是如何产生的？有使用价值吗？

叔块的产生原因：
当多名矿工几乎同时挖出新的区块时，就会出现叔块。由于以太坊的出块时间较短(平均约10秒发布一个区块)，临时性分叉的几率较高。矿工A挖出一个新区块后，需要向全网广播，但广播过程需要时间。其他节点可能在相似的时间内挖出同一高度的区块，导致临时分叉。
叔块的价值和作用:

  • 安全性增强:通过引用叔块，主链获得更多的安全保证。即使叔块本身不在最长链上，它们仍然是合法的。
  • 去中心化:叔块奖励激励矿工积极生产叔块，降低中心化采矿的风险。
  • 网络稳定性:叔块机制有效地处理临时性分叉，避免了不必要的浪费和系统安全问题。

3.叔块的引用规则:

  • 区块可以引用最多两个叔块。
  • 叔块必须是区块的前2层至前7层祖先的直接子块，
  • 引用叔块的区块可以获得挖矿报酬的一部分。

总之，以太坊中的叔块是保障网络安全性与稳定性的重要组成部分。通过引入叔块的概念并设立相应的奖励机制，以太坊有效地提高了网络的安全性并激
励了矿工的积极参与。