Blockchain入门课程

我们非常高兴地欢迎您参加Blockchain的这门课程，我们希望您能像我们喜欢开发它一样享受它！

那么，你将要学习什么以及你将在这门课程中遇到什么？

在接下来的几周内，我们将了解区块链的真正含义，工作原理以及为什么它对能源行业的未来如此重要。

在完成本课程后，您将制定区块链具有破坏性潜力的全球视野，并了解该技术可能面临的未来挑战，包括技术和监管。您将了解区块链为何会扰乱整个价值链中的所有部门和参与者，并将获得工具来了解能源部门通过区块链实施可能会经历的长期转型。

课程大纲

本课程分为4个不同的周期：

第1周：什么是区块链？

第2周：区块链应用程序

第3周：区块链应用于能源：Power Ledger案例

第4周：区块链适用于移动性：分享和收费案例

每一步都有额外的材料支持，旨在加强您的学习体验。

获得额外的好处，升级你的课程

您现在可以通过升级本课程获得额外的好处，包括：

无限制访问课程：只要在FutureLearn上存在，就可以按照自己的步调无限制地访问课程。

访问测试：确保您已掌握了可以访问课程测试的材料。

成就证书：为了帮助您证明您的学习，我们会在您符合资格时向您发送成就证书。

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欢迎，让我们开始吧！Oriol Pujoldevall教授

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注意：本课程中的任何外部链接都会将您带到第三方网站，这些网站可能会要求您提供个人详细信息。请阅读我们的 隐私政策 以获取更多信息。

FirstWeek课程：什么是区块链？

数字货币

在第一周，您将了解课程中将要看到的关键概念。您将了解什么是数字货币以及它与区块链有何关联。

  • 1.1 欢迎登机！ 文章
  • 1.2 认识团队 文章
  • 1.3 欢迎来到第1周的 文章
  • 1.4 自我介绍！ 讨论
  • 1.5 比特币和数字货币 视频（05:42）
  • 1.6 词汇表 文章
  • 1.7 测试你的知识 测验

什么是区块链？本周您将学习定义每个区块链的共同特征：数据存储，弹性，涉及的参与者等。

  • 1.8 区块链 视频的创建（05:45）
  • 1.9 区块链如何运作？ 视频（06:14）
  • 1.10 区块链如何比传统的数据存储系统更有效？ 讨论
  • 1.11 共识机制 视频（08:52）
  • 1.12 测试你的知识 测验
  • 1.13（高级）词汇表 文章
  • 1.14 周评论 文章

教研团队

你好！我是Oriol Pujoldevall，你未来几周的首席教育家。在介绍我自己和其他专家之前，让我感谢您的注册，并希望您通过该课程获得良好的学习体验。

Oriol Pujoldevall，区块链专家和项目总监

凭借在分布式能源生产和电力市场方面的长期背景，他在斯德哥尔摩皇家理工学院和UPC巴塞罗那的经验使他成为区块链爱好者。由于他对可再生能源的热情，他将工作重点放在区块链在能源领域实现的新商业模式上。他相信，这项革命性的技术将成为将能源部门推向赋权用户新范式的关键组成部分。

Grizgorz Bytniewski，FlexiDAO联合创始人，首席技术官  

Grzegorz是区块链爱好者，在KU Leuven，UPC巴塞罗那，东北大学，香港理工大学和WUT拥有强大的能源工程背景。自2013年以来，他参与了区块链空间。他为能源行业开发了一些基于区块链和物联网的概念验证解决方案，目前正致力于通过区块链技术释放住宅需求的响应潜力。

Simone Accornero，FlexiDAO首席执行官兼联合创始人

能源工程师在KU Leuven，UPC Barcelona，UNIBO和UPV Valencia成立，总部设在巴塞罗那。电力市场（批发和本地）和智能配电系统的专业知识。受到对可再生能源，智能电网，共享经济，区块链和可持续城市的强烈热情的推动。努力为向更加可持续的未来向分散的自治电网过渡做出贡献。

Christoph Burger，欧洲管理与技术学院高级讲师

在加入ESMT之前，他曾在Otto Versand和Bertelsmann Buch AG担任副总裁五年，在Arthur D. Little咨询业务工作五年，在中小企业私募股权融资方面担任独立顾问五年。他的职能研究重点是创新/区块链和决策/谈判。他是dena / ESMT关于“能源转型中的区块链”的研究的合着者，以及公开招生计划“区块链，创新作为企业模式和决策”的项目主管。

BlockInfinity区块链开发人员Alexander Kaiser

Alexander Kaiser为德国最大的能源供应商之一工作，并举办过各种黑客马拉松和研讨会。亚历山大认为区块链是大量未来应用的基础。他喜欢设计和开发新的应用程序，例如区块链上的分散式能源交换。他是First Momentum Ventures和MagmaForm的联合创始人。

UPC的副教授Andreas Samper

Andreas Samper出生于奥地利菲拉赫。他收到了他的Dipl.-Ing。2000年获得奥地利格拉茨科技大学电气工程学士学位和博士学位。他于2008年获得西班牙巴塞罗那Universitat Politecnica de Catalunya大学学位。从2001年至2002年，他担任私营部门创新项目的项目经理。2002年，他加入加泰罗尼亚理工大学静态转换器和驱动器技术创新中心（CITCEA）。

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FirstWeek课程

数字货币是十年来最大和最臭名昭着的现象之一。在破纪录的时间里，整个市场出现了1220亿美元的交易量，其动向影响了全世界的决策者。

在本周，我们将追溯其核心，并了解使其成为可能的技术：区块链。

我们将按照一组用户需要遵循的步骤来创建区块链，并且我们将在他们克服他们找到的所有障碍时加入他们。我们将谈论经济，技术和政治，所有这些都是至关重要的，以便了解促使这些货币萌芽的地缘政治背景。

从第一种数字货币到实验性新区块链协议，我们将看到区块链技术如何从一个充满希望的概念转变为一种不可阻挡的力量，这种力量永远改变了金融业，并将很快重新定义许多其他应用领域。

自我介绍！

我们非常热情地开始这门课程，我们希望您不仅可以从视频，阅读和活动中学习，还可以从同龄人那里学习。

因此，为了开始培养我们的社区，我们建议您自我介绍并解释一下您是谁以及您参加此课程的动机是什么。

谢谢，欢迎！

Oriol Pujoldevall教授

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比特币和数字货币

比特币以及区块链技术的后续发展与数字货币的出现密不可分。比特币的出现带来了一种全新的范式。在此视频中，您可以了解关键点。

来自Blockchain专家和首席教育家Oriol Pujoldevall的教训。

免责声明：请记住，在任何情况下，内容都不是财务或投资建议。

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教学视频 -- 区块链起源

区块链技术提出了一种新的范例，能够渗透，互联并以多种方式优化每个现有的组织系统。另外一方面，缺点很少，相比之下，大多数都与技术，规范或可扩展性问题有关，而这些问题只会随着时间的推移而被拆除。在整个课程中，我们将了解区块链提出的革命，以及在这里引领我们的道路是什么。区块链作为技术的演变可以理解为通过不同阶段的旅行，每个阶段在功能，赋予用户权力和探索其潜力的能力方面达到新的高度。这些阶段中的第一阶段是比特币。

0:55 跳到0分55秒比特币是带有区块链概念的计划，这导致了所谓的区块链1.0的创建。但是......什么是真正的比特币？比特币于2008年由一位匿名用户推出，或者可能是一群人，用别名Satoshi Nakamoto认定。如今，比特币是最大和最臭名昭着的数字货币，仅通过电子方式创建和持有。它的价格从8年前的欧元不到1美分，到现在的4000多美元。让我们用基本的计算来描绘它。如果回到2010年，你将投资5美元的比特币，2017年你的投资将变成440万美元疯狂吧？

1:39 跳到1分39秒让我们记住，在2010年5月22日，用户花了10,000 BTC来换取两个比萨饼。如今，这相当于2200万美元。让我们了解这一进程背后的原因。比特币具有Peer-to-Peer结构。这意味着他们通过互联网从用户转移到用户，而无需通过银行或任何其他金融机构。除其他外，这意味着交易费用的大幅减少以及在每个国家使用它们的可能性。与此同时，研究表明，在银行业实施区块链技术可以将基础设施成本降低30％。事实上，90％的主要北美和欧洲银行正在探索或测试区块链的适用性。

2:28 跳至2分28秒传统货币的价值取决于市场对它们的需求，就像商品和服务的价值一样。加密货币也不是例外，只有轻微但重要的区别。它们的上升或下降与市场和国家接受它们的意愿密切相关，并认为它们是有效的支付方式。不同的国家对此采取了不同的方法。日本最近接受比特币作为一种合法的支付方式，但一直把它当作资产而不是货币。印度组成了一个评估接受加密货币影响的委员会，一切都指向货币合法化。

3:05 跳至3分5秒除其他事项外，将比特币合法化作为一种​​支付方式意味着允许对投资者及其利润征税。俄罗斯曾是加密货币的宣称敌人，已经掉头了，现在的目标是到2018年将其使用合法化。对当地货币的低信心，尤其是亚洲特定地区的信心，也增加了对比特币的需求。迄今为止，比特币的市值为770亿美元，预计这一数字将保持稳定增长。这种迅速增长有许多地缘政治和经济原因，包括最近美国总统职位的变化，以及全球一些主要经济体的债务水平上升。

3:46 跳到3分46秒专家就此主题辩护说，这将激励俄罗斯或中国等主权国家接受比特币作为美元的有效替代品，这将进一步提升比特币的市场价格。就在2017年，价格飙升了125％。比特币已从一个充满希望的概念转变为强势货币，其运动影响整个市场。它的成功是如此之大，以至于它不可避免地推动了数百种新加密货币的萌芽，并取得了同样的成功。它们的目的或价值主张各有不同，但都以区块链技术为基础。在这里，我们有一些最突出的。

4:24排在第二位的4分24秒以上，市值为230亿美元，Ripple排名第三，67亿美元或LiteCoin排名第四，25亿美元。加密货币市场的交易额为1200亿美元。我们以另一个为例。SolarCoin是一种数字资产，旨在奖励全球太阳能发电。光伏板业主可以通过简单地产生太阳能电力来检索太阳能。1每生产1兆瓦时，授予生产商SolarCoin。这证明了加密货币可以用作激励和奖励某些行为的手段。数字货币如此大幅增加市值的主要原因之一是，与黄金一样，它们并没有得到政府的支持。

5:13 跳到5分13秒这说明了区块链技术作为一种进行在线支付的方法的兴起。区块链已经显示出巨大的破坏性潜力的众多领域中的一个。但区块链真的如何运作？是什么让区块链真的特别？和我们一起去发现它。

词汇表

  • 比特币：比特币是一种数字货币，没有任何国家的中央银行或政府支持。比特币可以与接受比特币作为付款的供应商进行商品或服务的交易。

  • 区块链：区块链是一种新的组织范式。它是一个不易破坏的分类帐，允许用户在不需要中间人或第三方的情况下建立连接，并在分散的数据库中记录所有事务。

  • 点对点：P2P架构在对等体之间划分任务或工作负载。同行在申请中享有同样的特权，等同参与者。据说它们形成了节点的点对点网络。

  • 以太：以太币与比特币一样，是一种不需要第三方批准交易的数字资产。这是以太网平台的客户所做的一种付款方式。我们将在下一个单元中找到更深入的解释。

  • Litecoin：Litecoin在很大程度上被描述为比特币“黄金”，莱特币“银币”。它出现在比特币（2011年）两年后，改善了一些技术方面，如处理交易所需的平均时间。它的价值主张是一样的。

  • Ripple：Ripple是一种数字货币，它利用区块链技术和数字代币概念来简化全球银行业务。主要银行和金融机构可以采用Ripple的系统，并以更有效的方式使用它来实现经济交易。

  • 太阳能硬币：SolarCoin是一种替代数字货币，通过奖励太阳能发电机，激励全球生产更多的太阳能电力。SolarCoin旨在改变电力成本，从而缩短太阳能装置的投资回收期。

区块链的创建

观看此视频，了解区块链技术及其主要特征：存储，非可变性和不变性。

来自BlockInfinity区块链开发人员Alexander Kaiser的一课

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教学视频--数字签名 & 哈希权链

在上一课中，我们讨论了比特币和数字货币。比特币的区块链可以实现电子现金的点对点交易。但什么是“区块链”，为什么有必要呢？区块链是一种新的组织范式。它是一个不易破坏的分类帐，允许用户在不需要中间人或第三方的情况下建立连接，并在分散的数据库中记录所有事务。让我们看看当我们尝试使电子现金交易成为可能时我们面临的挑战。如果我们设法理解这些机制是如何工作的，那么我们就会理解区块链是如何工作的。

0:56 跳到0分56秒让我们说我们有三个人：Alice，Bob和Chuck。每个人都有一台电脑和互联网连接，他们想要开始用他们创造的货币进行交易。假设他们将货币命名为ABC-coin，他们决定为每个货币分配10个单位的初始数量。Chuck带头并创建了一个电子表格，作为ABC硬币分发的分类帐，并授予对Alice和Bob的读写权限。每当有新的交易时，发件人在电子表格的一行中写入新记录，指示ABC硬币的先前所有者，新接收者和金额被转移。

1:40 跳到1分40秒然而，经过一段时间后，这个解决方案被证明效率低下，因为他们必须相互信任并相信没有人欺骗记录或试图操纵电子表格。此外，数据库存储在Chuck的计算机上，因此他总是可以随意操作它。更糟糕的是！如果Chuck的计算机崩溃，他们担心所有的数据都会丢失。为了避免这种情况，他们决定每个人都会保留分类帐文件的精确副本。这是一个很好的决定。但如果Chuck坚持伪造数据会怎样？想象一下Chuck在他的分类账中注册了一个新的交易，表明他从Alice获得了10个ABC币。

2:25 跳到2分25秒Alice从未执行过此次交易，因此下次他们比较分类账时会发生冲突。有办法解决这种情况。他们需要确保交易只能由发送硬币的人进行登记。经过一番思考，他们找到了完美的解决方案。他们决定为每笔交易添加数字签名。要启用此系统，每个系统都会分配一对密钥，一个公开（对其他用户可见）和一个私有（仅对所有者可见）。他们在电子表格中添加了一个新列，并将其标记为“签名”。当Alice想要向Bob发送1个ABC币时，她使用她的私钥签署交易。

3:09 跳到3分9秒私钥将保存在电子表格中，现在Bob和Chuck将能够使用Alice的公钥验证签名。所有人都同意ABC币的发送者必须始终将签名交易的记录发送给其他人，这样他们也可以将交易添加到他们的账本中。查克不能轻易添加新的假交易。但是，他可以删除旧的交易或更改他发送给某人的硬币数量，并为这些人添加新的数字签名。可以跟踪和找到修改，但这需要大量的时间和资源。没有人想要掌控这一点！查克非常执着。

3:52 跳到3分52秒因此，他们需要一种方法来避免操纵分类账的历史并将其变为不可变。为了实现这一点，所有交易都需要以修改旧交易的方式链接，同时也需要改变所有后交易。这会大大增加作弊的难度。他们得出的结论是，数字签名的解决方案是基于每个硬币的前任所有者的信息。这可以通过添加先前事务的哈希来完成。这个哈希作为标识符，它将在后面的课程中解释。这样，每个新事务都链接到前一个事务，从而可以跟踪所有权链。

4:39 跳到4分39秒想象爱丽丝想要给鲍勃发送2枚ABC币。为了注册交易，她将使用她首先收到这2个硬币的交易的哈希值和Bob的公钥。最重要的是，她将用她的私钥签署这两个值。所以，正如比特币的白皮书所示。“每个所有者 通过数字签名前一个交易的哈希值 和下一个所有者的公钥并将这些硬币添加到硬币的末尾来将硬币转移到下一个硬币”作弊现在是一项更加艰难的工作。他们三个人已经迈出了创建区块链的第一步。但是，众所周知，每个法律都有漏洞。

5:25 跳到5分25秒跟我们一起了解他们将面临的其他挑战，以及他们将如何最终创建一个功能齐全的区块链！

  • 了解有关比特币挖掘的更多信息

    什么是比特币采矿？你有没有想过比特币是如何产生的？这段短片是比特币矿业的动画介绍。

  • 哈希函数的简要介绍

    简要介绍哈希函数以及区块链解决方案如何使用它来证明工作（挖掘）和数据完整性（Merkle Trees）

区块链如何运作？

区块链技术提供的存储系统比任何其他技术都更能抵御数据库攻击。观看此视频，以充分了解区块链的工作方式，所涉及的参与者以及所涉及的奖励。您还将了解所有数据的存储位置以及保护数据的人员。

来自BlockInfinity区块链开发人员Alexander Kaiser的一课

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教学视频--工作量证明 & 共识机制

在上一课中，我们看到Alice，Bob和Chuck如何解决他们在分类账中发现的所有漏洞。他们找到了一种方法来了解所有正在进行的交易，并且他们提出了识别虚假交易和追溯欺诈性修改的方法。现在无法操纵所有权的历史，但查克仍然想出一种欺骗的方法。他欠鲍勃和爱丽丝一些钱。因此，他创建了两个新的交易，并同时将ABC币转移给Alice和Bob，其中一笔交易只有足够的资金。当Alice收到交易时，她认为交易有效。鲍勃也是。

1:00 跳到1分0秒他们无法知道他们收到的硬币是否已用于其他地方。此问题称为“双倍花费”。他们再次找到了解决方案。他们确保所有交易都按照特定顺序进行，因此同一交易不能同时进行两次。为此，收集一个或多个事务并将其放入所谓的块中。在比特币的情况下，一个块包含大约2000个事务。每个块将包含前一个散列形式的标识符。这导致了一系列的块。区块链。

1:44 跳到1分44秒他们建立了一个非常有弹性的系统！但是如果Alice，Bob和Chuck对区块链中显示的信息不一致呢？让我们假设他们不同意存储块的特定顺序。他们需要一个共识机制来决定谁是对的。如何实现网络共识？用户定期比较他们的分类帐版本。当他们发现差异时，每个用户都会投票选出他们认为诚实的分类账版本。每个帐户一票，将占优势的分类帐版本是大多数用户投票的版本。在我们的场景中，区块链将丢弃Chuck注册两笔交易的分类账。

2:32 跳到2分32秒通过添加这种机制，他们已经实现了一个非常安全的专用网络。换句话说，私人区块链。但是，在验证他们的系统之后，他们不想在这里停下来！现在他们想向公众开放他们的ABC-硬币网络，所以每个人都可以拥有一个帐户并开始交易ABC币。他们一做到这一点，Chuck就试图再次作弊。Chuck注册了10个帐户假装他们属于新用户。后来，他使用这些账户投票支持分类账的某些更改版本，他的硬币数量超过实际金额。我们刚刚遇到了虚拟身份的主要问题。无法控制有多少个不同的帐户属于同一个人。

3:21 跳至3分21秒为确保每个用户有一个帐户，系统应依靠系统外的正式身份验证通过护照或身份证。然而，这与他们试图实现的方向相反，即使在那时，对于许多情况，希望每人允许多个帐户。为了阻止Chuck作弊，他们需要一种基于不容易复制的投票机制。它需要基于用户必须拥有的稀缺资源。这种稀缺资源可能是计算能力。这种投票机制称为工作证明。投票也可以基于一个账户中的金额。

4:07 跳到4分7秒你拥有的钱越多，你拥有的投票权就越多。这称为赌注证明。在课程的后几周将对这两个方面进行彻底的解释，但让我们看看我们的团队如何管理这种情况。在这些情况下，为了成功，攻击者必须拥有足够的计算能力或资金来将他的分类帐版本强加于投票中。这样做需要大量的能量，在第一种情况下，或资金，在第二种情况下，它可能会受到系统的惩罚。与投入资源相比，伪造交易所获得的收益将是微不足道的。这就是为什么我们说这是经济上不利的原因。

4:54 跳到4分54秒让我们说Alice，Bob和Chuck决定使用工作证明。这也是比特币使用的机制。他们提出了一个原始版本，您可以在解决系统创建的计算挑战后进行投票。例如，挑战可以是在特定时间间隔内猜测秘密随机数。猜测一个随机数可能非常困难，他们必须投入大量的工作和计算资源。此过程称为挖掘。成功猜测数字的矿工将获得新创建的ABC币。成功后，矿工会将挖掘的块附加到前一个正确的块。

5:42 跳到5分42秒Alice，Bob和Chuck创建了一个无信任，不可变和分散的网络。区块链。现在我们了解到区块链可用于交易电子现金，但这只是区块链可以实现的众多功能之一。和我们一起去发现接下来会发生什么！

区块链如何比传统的数据存储系统更有效？

我们学到了很多关于区块链在优化组织系统方面的潜力。

然而，当你谈到区块链作为一种将接管世界的强大技术时，并不缺乏怀疑。你有什么印象？

您认为区块链能真正接管银行和金融机构吗？它能成为用于基于事务有效地分散每个系统的技术吗？

是时候分享你的意见了。我们对您对该主题的见解非常感兴趣！

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讨论

共识机制

区块链在没有集中权限的情况下区分合法交易和虚假交易。

观看此视频，了解不同的共识模型（工作证明和证明合并），区块链中的块是如何连接的，Merkle Tree是什么以及如何确认交易。

来自BlockInfinity区块链开发人员Alexander Kaiser的一课。

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教学视频--工作量证明 & 股权证明

0:12 跳到0分12秒正如我们之前提到的，有两种算法可用于在公共区块链中达成共识。工作证明和赌注证明。在本课中，我们将详细介绍两种算法的工作原理并分析每种算法的优缺点。听起来很明显，一致性算法的目标是达成共识。如果我们确信系统中的每个人都是并且将永远诚实，那将是一件容易的事。但是如果有大量恶意参与者会发生什么？这很棘手。

0:54 跳至0分54秒算法在查找分类帐的真实版本时可以处理的不诚实参与者的最大百分比称为拜占庭容错。容忍度越高，系统可以处理更多的不诚实行为。

1:12 跳至1分12秒此外，与达到共识时获得的收益相比，算法必须具有较低的运营成本。我们不能花更多钱来保护交易，而不是通过启用交易来获得！

1:26 跳过1分26秒该算法还需要一种机制来阻止某些方在系统内集群并获得其他用户的权力。最后，该算法需要通过使恶意行为执行起来非常昂贵来抑制恶意行为。如果符合这些标准，我们就找到了合适的共识机制。

1:50 跳到1分50秒现在让我们深入研究两种最流行的机制的技术细节。工作证明和赌注证明。

1:58略过1分58秒之前，我们了解到共识机制的投票权是根据稀缺资源的所有权来分配的。为了证明工作，该资源是计算能力。为了在区块链中验证和存储一组交易，需要大量的计算能力。

2:19 跳至2分19秒该过程如下：网络中发生的交易被广播给矿工。矿工收集多个交易并将它们放在一个接收名称“块”的组中。为了成功存储数据，矿工需要为每个块找到正确的哈希值。哈希是一种数学函数，它将任意大小的数据映射到一串短的数字和字母。哈希函数具有反转不可行的属性。您无法通过查看输出来猜测输入。矿工需要找到特定的哈希值。当哈希以最小数量0开始时，它被接受为正确的哈希。现在这是工作开始的地方。

3:08 跳到3分8秒每当矿工修改一下块中的数据时，块的散列就会完全改变。然而，这正是矿工为了获得正确的哈希所需要做的。因此，矿工们继续添加小包数据，这些数据包的名称为Nonce。Nonce是32位数，并且不可能预测哪个位组合将产生正确的散列。尝试了许多不同的随机数值，并且为每个值重新计算散列，直到找到包含字符串开头所需的零位数的散列。

3:48 跳至3分48秒由于此迭代计算需要时间和资源，因此使用正确的随机数值查找块构成了工作证明。为了取得成功，矿工不必找到一些预定义的哈希，但哈希必须从一定数量的0开始。可以通过设置最小量0来调整挖掘难度。

4:15 跳到4分15秒目前，竞争太激烈，系统需要调整难度来调整块创建的速度。单个采矿者成功获得哈希并挖掘一个区块的可能性非常低，因此矿工倾向于与称为采矿池的协会中的其他矿工联系。当其中一名矿工成功时，奖励将在采矿池的所有成员之间分配。在比特币的情况下，成功矿工的奖励是12.5新生成的比特币以及用户为该区块中存储的交易支付的所有交易费用的总和。

4:54 跳转到4分54秒要平衡经济，比特币的奖励是越来越降低，随着时间的推移量和一天会到来，其中仅交易费作为奖励工作。

5:06 跳到5分6秒不同的采矿池在开采每个区块时相互竞争。较大的挖掘池具有较高的成功概率，因为它们具有更强的计算能力。但是，每个成员获得的奖励比例也会相当低。

5:25 跳到5分25秒自2009年以来，工作证明成功地为比特币的区块链提供了动力。那么什么是需要证明股权？那么，工作证明有一些弱点。首先，工作证明需要大量的能量。非常特定的硬件用于执行所有哈希迭代，并且所有设备的总和代表全部全部能量消耗的0.08％。据估计，作为共识机制的一部分，比特币和以太坊每天都会耗费超过100万美元的电力和硬件成本。这是很多精力。Stof of Stake是一个实验性概念，旨在提供同样安全的共识机制，同时解决这些缺陷。

6:17 跳到6分17秒目前很少有区块链使用股权证明，但像以太网这样的许多大公司正计划在不久的将来采用它。但是，Stof of Stake真的有用吗？记得爱丽丝和查克？他们建立了强有力的工作证明链，但现在他们想要探索基于证据的共识。在基于链的证明中，一个用户被伪随机地选择作为每个块的验证器。一个参与者被选为验证者的概率直接取决于他拥有的硬币数量。拥有量越大，概率越高。换句话说，该算法选择那些拥有更多资金的人。

7:05 跳到7分5秒让我们说爱丽丝随机被选为验证员，因此她有权将新的块附加到链上。爱丽丝为她认为正确的连锁店投票，她通过将她的街区附加到它来做到这一点。在基于链的股权证明中，主链和真链是根据“最长链规则”选择的。假设叉子已经发生，主链被分成两个，链A和链B.爱丽丝看到链B中的一些块无效并将她的块附加到链A.在工作证明中，系统将用新生成的硬币奖励她的诚实行为。

7:53 跳到7分53秒对于下一个区块，选择Chuck作为验证器。到现在为止，我们知道查克永远不会放弃他的作弊行为，所以他只是将他的街区附加到两个锁链上，目的是获得两次奖励。凭借工作证明，他需要两倍的采矿能力，但现在没有什么能阻止他了！Chuck应该做完作业！该系统可以设计为惩罚多个链中的每个验证器发布块以及那些以后续被其他验证器终止的链发布的系统！我们刚刚了解了在区块链中达成共识的不同方式。但这是否适用于所有现有的区块链？和我们一起去发现其他类型的连锁店。

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  • 比特币：点对点电子现金系统 PDF

参考资料

  • 了解有关SOLARCOIN的更多信息

    SolarCoin是一种替代数字货币，其工作方式类似于太阳能发电的空中里程。生活在屋顶上的太阳能电池板或商业太阳能发电厂的个人声称拥有SolarCoin。与化石燃料不同，太阳能不会将过多的热量或碳排放到大气中。

  • 检查所有数字货币的市值

    加密货币市场资本化

课程测验

哪些定义可以应用于区块链技术？ 选择您认为正确的所有答案。

  1. 它是一个记录交易的分类账，无需中央权限。
  2. 这是一种赋予用户权力的组织范式。
  3. 它是比特币之前的数字货币。
  4. 它是银行系统的替代品，也减少了交易处理的时间。

 Oriol Pujoldevall 首席教育家

区块链技术本质上是一种新的组织范式，允许用户在不需要中间人的情况下在分布式共享分类账中记录交易。

什么叫做“双重支出”？选择您认为正确的所有答案。

  1. 在没有中央权威的系统中，这是一个经常出现的问题。
  2. 这是一种允许用户在两​​个不同的地方花费相同资金的现象。
  3. 这是考虑保证交易所消耗的能源。
  4. 这是一种恶意行为，允许用户将其帐户中的资金加倍。

 Oriol Pujoldevall 首席教育家

双重支出是一个经常出现的问题，在没有中央行为者充当验证者的系统中存在于互联网上。如果没有中央权限，则更难以避免用户复制单个事务的记录。

包含基于证据的共识机制的目的是什么？选择您认为正确的所有答案。

  1. 抑制对系统的攻击。
  2. 提高系统的处理速度。
  3. 解决计算问题。
  4. 奖励矿工和验证人员。

 Oriol Pujoldevall 首席教育家

包括基于教授的共识保证了用户参与保护系统。该算法奖励用户的参与，提高系统处理事务的速度并抑制恶意行为。

什么是拜占庭式的容错？

  1. 系统关闭之前可能崩溃的计算机数量的指示器。
  2. 系统在仍能找到正确答案时可以承受的恶意行为数量。
  3. 阻止各方聚集并影响投票的机制。
  4. 允许系统达成共识的关键因素。

 Oriol Pujoldevall 首席教育家

系统的容错性定义了系统在攻击面前的弹性程度。较高的容差将允许系统在一定数量的用户显示恶意行为的情况下继续正常工作。

（高级）词汇表

  • 拜占庭容错：算法可以处理的不诚实参与者的最大百分比，同时仍然可以找到共享分类帐的真实版本。

  • 数字签名：附加到电子传输文档的数字代码，用于验证其内容和发件人的身份。

  • 双倍花费：双倍花费是指在一次以上的交易中花费给定硬币的攻击。有两种主要方法可以执行双重支出：将两个冲突的事务快速连续发送到比特币网络中。这被称为“种族攻击”。

  • 散列：加密散列函数是一个接受输入（或“消息”）并返回固定大小的字母数字字符串的函数。该字符串称为“哈希值”。

  • Nonce：比特币块中的“nonce”是一个32位（4字节）字段，其值设置为使得块的散列包含一串前导零。

  • 股权证明：PoS概念表明一个人可以根据他或她持有多少硬币来挖掘或验证区块交易。这意味着矿工拥有的硬币越多，他或她拥有的采矿能力就越大。

  • 工作证明：工作证明（POW）系统是一种经济措施，通过要求服务请求者的一些工作来阻止拒绝服务攻击和其他服务滥用，例如网络上的垃圾邮件，通常意味着处理时间由电脑。

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本周回顾 

以下是您必须从本周开始的主要想法：

  1. 数字货币永远改变了金融业。它们有可能影响银行在全球范围内的运作方式。正在创建新的数字货币以在非常具体的应用中运行，例如能源交易或激励某些行为。我们在这个单元中看到的一个例子是SolarCoin。

  2. 区块链是集中式组织系统的自然演变，是完全依赖集中权限的旧传统方法。 这种新模式为用户提供了权力和决策能力，消除了不必要的中间人和不合理的交易费用。

  3. 区块链提高了系统的安全性，允许用户前进并控制系统的安全性。所有这一切，无需集中授权。

  4. 区块链找出了用户自己决定交易有效性的方式。当前的算法需要大量的能量才能工作，因此现在的研究重点是从能源的角度寻找以更可持续的方式实施这些过程的新的有效方法。

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