一、区块链的概念

1、区块链（Blockchain）可以分为“区块（Block）”和“链（chain）”

2、区块：即账本（下图中的方块），记录交易数据（未被其他先前的区块记录）、前一个区块的“链接”（哈希运算值）和时间戳等数据

3、链：通过哈希运算值将多个账本（区块）相连，形成一个长链，因为下一个块含有上一个块的哈希运算值（避免双花）。没有前一块区块的HASH值就无法生成当前区块

二、区块高度

1、创世块：第一个产生的区块，编号为0

2、区块高度：即生成了多少个区块，依次为1，2，3，4。。。。。。。12965000区块高度就是生产的第12965000个区块

3、废掉的区块不计算在内

三、分叉

1、分叉即为分成两个记账本，各自均有人持续记录

2、A一直有人记账为主链；B、C、D没人记账，被丢弃；E有人记账（如ETH和ETC）

四、挖矿的基本概念

1、挖矿：即记账，记录交易数据，同时计算和验证哈希运算值，让账本相连，将链继续延伸下去

2、节点：挖矿机器或叫旷工

3、计算：通过 SHA-256 运算，在一堆随机数中找到符合要求的数值，并与系统匹配

4、奖励：计算的哈希运算值和实际值匹配，则成功，获得奖励

5、奖励的结果：吸引很多人参与，去中心化效果更好

6、唯一记账权：即每次只有一个人成功，只有一个人获奖励，只有一个账本连接在链上，其他都作废。只有一条链存活(最长的），无分叉

7、最长的链：最长的链为有效链，但不是块数最多，而是难度最大的链，防止有人降低区块难度，分叉产生最长链

8、标准：越快越好，第一个答对题的获得奖励，其余人做无用功

9、挖矿能力：谁的算力大、运算速度快，谁就有更大概率先找出“答案”

五、挖矿步骤

1、收集广播中还没有被记录账本的原始交易信息→检查每个交易信息中付款地址有没有足够的余额→验证交易是否有正确的签名→把验证通过的交易信息进行打包记录→Hash计算（不可逆计算，不可倒推）→找到了符合要求的哈希值→全网广播处理结果→其他人验证，正确，将账本连接到区块链上→获得比特币奖励→其他人的账本作废（唯一记账权）→其他节点复制正确记账结果

2、区块成熟时间(Maturation Time)：一个区块挖矿完成会有25个BTC奖励，但等过了100个块后，才能使用这些币。防止分叉产生2条链，产生重复记账

六、比特币出块速度

1、比特币总量：21,000,000，出块速度：10分钟一个区块

2、区块奖励（爆块奖励）：最初每个区块奖励50个btc（2008年），每 21 万个区块（约 4 年）奖励减少一半，直到少至比特币最小单位 1 聪，2012 年后：25 个；2016 年后：12.5 个；2020 年后：6.25个，2140 年被全部挖出。

3、挖矿难度

Ǿ 挖矿困难程度的度量，即计算符合给定目标的HASH值的困难程度，当矿机越多，难度越大，初快时间基本一致。

6、难度调整

Ǿ 每过2016块调整一次，10分钟产生一个块，2016个区块大约14天，如果本次2016好块多于两周时间出完，下两周难度会降低；否则难度就会增加。因为没2周更新一次，因此有延迟性。

七、区块大小（区块重量）

1、定义

Ǿ 每个区块存储数据的的大小

Ǿ 对存储的数据多少进行限制

Ǿ 目前比特币为1M

2、小区块的优点

Ǿ 一台普通电脑验证1M的区块需要30秒，2M需要高达10分钟

Ǿ 时间越长，黑客攻击的机会就越大

Ǿ 验证时间越短，防止DDoS攻击效果越好

Ǿ 越小，对机器要求越低，节点越多，去中心化程度越高

Ǿ 大区块需要更大算力和更长开采时间

3、小区块的缺点

Ǿ 拥堵，每秒处理交易数量少，交易速度慢

Ǿ 填满时，网络变得拥挤，交易费用急剧上升

4、大区块的优点

Ǿ 区块越大，每秒处理交易量越多，转账费用越低

5、扩容的缺点

Ǿ 对机器要求更高，小旷工离场，节点变少，算力集中化，中心化程度变高

Ǿ 处理时间长，安全性降低

6、比特币扩容之路

Ǿ 2013年初125KB

Ǿ 2015年5月425KB

Ǿ 2018年7月1MB

八、Transaction per second（TPS）

1、定义

Ǿ Transaction per second，代表每秒钟处理的交易笔数

2、比特币TPS计算

Ǿ 区块大小：1MB，1M=1024KB=1024*1024B（字节）

Ǿ 一个交易大小：250B（字节）左右

Ǿ 每个区块可处理交易数量：1024*1024/250=4194个

Ǿ 比特币出块速度：10分钟/区块

Ǿ 每秒处理交易数量为：4194/10/60=6.99笔

Ǿ 实际情况：每秒3到4笔，因此比特币的交易速递是非常慢的

Ǿ 如果比特币链上有22000笔未打包交易，即22000÷7=3142秒=52分钟，也就是说平均要等Ǿ 待一小时的时间才可以确认

Ǿ 以太坊为12-15左右，因此也经常出现拥堵

Ǿ 万事达卡、VISA和支付宝可以达到数十万

九、提高TPS的方法（吞吐量）

1、扩容

2、隔离见证

3、闪电网络

4、ETHRollup技术和分片技术

从15 TPS走向100,000 TPS

5、波卡平行链技术

Ǿ 多条链可以并行处理交易，而不用在一条道路上排队等候处理

Ǿ 更高吞吐量，更快的速度以及更低的费用