区块链学习

part1 区块链入门--零基础搞懂区块链

1 区块链的价值

由信息互联网到价值互联网无需第三方做到点对点的价值传输
基于人的信任到基于代码的信任降低营销公关成本
效率去除第三方比如跨行转账慢跨境汇款慢
隐私防止第三方收集隐私信息

2 区块链的应用场景

资产：数字资产发行支付（跨境支付）交易结算
股权交易供应链金融积分
公开透明：博彩众筹投标投票
点对点：共享经济内容激励平台物联网
隐私：匿名交易社交
不可篡改：溯源版权医疗证明存在性证明

3 区块链从何而来

（1）Cypherpunk组织

智能合约概念提出者尼克-萨博
Facebook创始人肖恩-帕克
中本聪

（2）2008中本聪发表比特币白皮书--点对点的电子货币系统

（3）由比特币提炼出区块链的概念

（4）以太坊--区块链2.0 EOS--区块链3.0

4 比特币是什么

比特币是数字货币去中心化记账系统

凯恩斯《货币论》货币是承载价值的一般等价物

5 比特币工作原理

（1）账本如何验证--区块链结构

Hash函数

哈希函数：Hash（原始信息）= 摘要信息

同一个原始信息用同一个Hash函数得到同一个摘要信息

原始信息任一微小变化摘要信息面目全非

摘要信息无法逆向推出原始信息

计算账本哈希值时原始信息里加上前一个账本的哈希值
校验时只需校验最后一个账本的哈希值即可

（2）所有权问题--非对称加密

银行里密码可以重置私钥不能重置只能自己保管
由私钥得到地址地址无法反推私钥
不泄漏私钥的前提下证明拥有某地址的私钥？

非对称加密技术（交易签名）

如何签名？

对交易进行Hash得到摘要然后用私钥对摘要进行签名返回签名信息

对相邻节点进行广播

节点确认后将交易保存在账本中再向外广播

验证？

用签名信息和付款方地址进行验证返回交易摘要

对交易进行Hash得到摘要比对两个摘要是否相同

知道地址不知道地址所有人信息

（3）为什么记账--POW挖矿

规则

一段时间内只有一人记账成功

通过解决密码学难题（工作量证明）竞争唯一记账权

其他节点复制记账结果

Hash（上一个Hash，交易记录集，随机数）= 00000aFD635BCD

使最后哈希值满足前多少位为0 难度可以根据0位数进行调整

找到这么一个随机数使最后条件满足

交易记录集

广播中未记录到账本中的交易

验证交易的有效性

加入一笔给自己转账的交易（挖矿奖励）

（4）共识机制--以谁的账本为准

两个节点同时完成工作量证明机制使用谁的区块？

无仲裁机构偏向于使用自己的区块

每个节点可以独立选择都选择延长最长链

6 P2P网络

点对点网络如何发现节点？

节点会记住以前连接过的节点

节点连接到网络后会广播自己的地址其他节点收到后会继续广播扩散

索要邻居节点连接的节点信息

若没有连任何节点先连种子节点（一直保持活跃的节点）种子节点推荐其他节点

断掉节点时会主动寻找新节点

7 以太坊

（1）比特币局限性

（2）以太坊--智能合约和去中心化应用平台

支持高级语言编程
每15s出一个快
无总量发行限制
智能合约

以太坊上的程序是代码和数据（状态）的集合

Code is Law 不会担心人跑路等问题

so 区块链改变的是生产关系

8 EOS

（1）以太坊局限性

TPS小 TransactionPerSecond

（2）EOS：enterprise operation system

（3）石墨烯技术账号系统无gas

part2 区块链进阶--深入详解以太坊智能合约语言 solidity

1 核心概念

solidity运行在EVM中

账户

账户就是一个地址Address 20字节

状态State 交易序号（交易次数）余额数据存储StorageRoot 代码codeHash

分类：外部账户EOA（由私钥控制无代码）合约账户

对EVM来说两类账户是一样的只不过state不一样

账户之间可交互只能由外部账户发起

合约定时执行一个任务？不可以合约无法定时执行

交易

从一个账号发到另一个账号的消息

内容：以太币数据payload

事务性（原子性）

触发消息调用

消息调用（内部交易）

来源目标数据 gas 返回数据

消息调用由合约产生而交易由外部账户产生

消息调用支付的是交易的gas 不管交易里有多少消息调用用的都是发起人的gas

调用层数<=1024

货币单位

1 ether = 10^9 gwei

1 gwei = 10^9 wei

gas limit 提供多少汽油（用不完可以退）

gas price 汽油价格

矿工费 = gas用量*gas price

更高的gas price 矿工更快打包

gas limit 需要大于gas用量

交易复杂度决定gas用量转账交易的gas是21000

out of gas 交易回滚矿工笑纳gas费

区块有gas limit 限制任务量所以矿工优先选择gas price高的任务

钱包

MetaMask 基于浏览器插件形式的钱包别人给我们同步了区块

Geth 以太坊客户端

...

以太坊网络

主网所有操作消耗真实ether

测试网络用做测试

私有链

模拟环境在内存中模拟一下 remix里也可用

2 开发环境搭建

科学上网即可

Remix IDE

VSCode插件：Ethereum Remix、solidity

MetaMask连接Ganache

Ganache

3 初探智能合约

pragma solidity ^0.4.24; //0.4.25-0.5

import "./first.sol";

contract SimpleStorage {
    uint storageData;

    //定义结构体
    struct Circle {
        uint radius;
    }
    Circle c;

    //定义一个事件
    event Set(uint value);

    // 函数修改器
    modifier mustOver10(uint v){
        require(v >= 10);
        _;
    }

    function set(uint x) public mustOver10(x){
        storageData = x;
        c = Circle(x);
        emit Set(x);
    }
    function get() public constant returns(uint){
        return storageData;
    }
}

//单行注释
/*
多行注释
*/

4 Solidity类型详解

(1)类型介绍

静态类型语言定义时就确定类型 int a = 1;

动态类型语言定义时无需确定类型 var b;

值类型赋值或穿参时总是进行值拷贝

引用类型赋值比较复杂

Solidity的值类型

（2）bool

（3）int/uint

uint8是8位 1个字节（1Byte=8bit）可表示0--255
c = a++ 与 c = ++a
安全使用：溢出问题

function add(uint8 a,uint8 b)public pure returns(uint8){
      uint8 x = a + b;
      assert(x >= a);
      return x;  
    }

(4)fixed/ufixed

fixedMxN M是位数为8-256位 N是小数点位数为0-80之间
定长字节数组

bytes1 bytes2 .. bytes32 数字表示所占空间的字节数

不跟数字默认是bytes1

可用.length获得字节数组长度

像字符串一样使用

可以像数组一样用下标进行索引

（5）常量

数字（有理数、整数）常量

表达式里直接出现的数字

5/2 + 5/2 = ？ 5 因为常量不会做截断

字符串常量

字符串常量不支持任何运算比如字符串拼接

十六进制常量

function hexString() public pure returns(bytes2,bytes1,bytes1){
        bytes2 a = hex"aabb";
        return (a,a[0],a[1]);
    }
//a[0] 0xaa  a[1] 0xbb

(6)枚举enum

可与整数进行转换但不能进行隐式转换
枚举类型应至少有一名成员

    enum Action {left,right,forword,still}

    Action choice;

    function setforword() public returns(uint){
        choice = Action.forword;
        return uint(choice);
    }

(7)地址类型

address表示账户地址 20字节
成员：成员变量.balance余额单位为wei 成员方法transfer()用来转币
send()

与transfer()不同之处在于错误时不会发生异常而是会有一个返回值false

使用时一定要检查返回值大部分时候使用transfer

add.transfer(y) == require(add.send(y))

transfer 和 send 都有2300gas的限制当合约接收币时容易失败

pragma solidity ^0.4.24; //0.4.25-0.5

contract Called{ //被调合约
    function getBalance() public view returns(uint) {
        return address(this).balance;
    }

    event logdata(bytes data);
    //给合约转账时添加一个回退函数
    //回退函数里消耗的gas已经超过了2300
    function () public payable{
        emit logdata(msg.data);
        emit logdata(msg.data);
    }

}

contract CallTest{ //主调合约
    constructor() public payable {

    }
    function transferEther(address to) public returns(bool) {
        to.transfer(1 ether);
        return true;
    }
}

call() delegatecall() 两个成员函数可以调其他合约的函数
call可以用.value()附加以太币 add.call.value(y) () == add.transfer(y) 无gas限制
call还可以用.gas() 指定给调用的函数多少gas
delegatecall() 无.value()

使用call时会改变被调函数上下文 sender是主调合约地址而delegatecall不会改变被调函数上下文只是使用了被调合约的被调函数被调合约其他值未改变改变的是主调合约的值

 pragma solidity ^0.4.24;

contract Called{ //被调合约

    function () public payable{

    }

    uint public n;
    address public sender;
    //加上payable call这个函数时才可以用value附加币
    function setN(uint _n) public payable{ //被调函数
        n = _n;
        sender = msg.sender;
    }

}

contract CallTest{ //主调合约
    constructor() public payable {

    }
    //  _e 是被调合约的地址 此时被调合约的sender为主调合约地址
    //用call调用时 msg.sender为当前合约地址
    function callSetN(address _e,uint _n) public {
        //获得函数签名 取哈希值的前四个字节
        bytes4 methodId = bytes4(keccak256("setN(uint256)"));
        require(_e.call.value(1 ether)(methodId,_n));
    }

    uint public n;
    address public sender;
    //此时n修改的是主调函数的n sender为调用主调合约的地址
    function delegatecallSetN(address _e,uint _n) public {
        //获得函数签名 取哈希值的前四个字节
        bytes4 methodId = bytes4(keccak256("setN(uint256)"));
        require(_e.delegatecall(methodId,_n));
    }
}

如何区分合约账户和外部账户

(8)函数类型

外部函数发起EVM消息调用使用地址.函数名进行调用
内部函数无消息调用只是代码跳转 gas小无法在合约外部调用使用函数名调用
未指明则默认为内部函数
成员 .selector返回函数选择器（16进制4字节数组）内部函数没这个属性
EVM调用一个函数便是利用函数的选择器
function (uint) external returns(uint) foo;声明了一个函数类型的变量foo
声明函数和定义函数不同定义函数时需要有实现体

(9)数据存储位置

storage 存在区块链中

状态变量合约里不属于任何函数的变量

contract A { uint a;}

复杂类型局部变量

contract A(function fun(){uint[] arr;})

memory 存在EVM内存中随着交易结束就消失

局部变量及参数

contract A {function fun(uint[] arr){uint a;}}

memory与storage之间赋值进行完全独立的拷贝
状态变量与状态变量之间也是完全独立的拷贝
复杂类型局部变量与storage之间是引用的传递（delete时会影响）

(10)数组

pragma solidity ^0.4.24;

contract testArr{ 
    uint[10] tens;
    uint[] us;
    uint[] public u = [1,2,3];

    uint[] public b = new uint[](7);

    uint[][3] i;

    function set() public {
    //多维数组 每个数组都是变长数组 共3个
    //数组是复杂局部变量 在storage中
    uint[][3] storage y = i; //防止Uninitialized storage pointer.
    y[0] = [1,2,3,4];
    y[1] = [1,2];
    y[2] = [0,5,4];
    }
}

.length查看数组长度对于storage的数组还可以修改。length改变其长度
memory数组一旦创建不能修改大小无法修改length
push() 添加元素返回新数组长度仅支持变长数组 memory数组不可以用

(11)字节数组

bytes[]作为外部函数参数时占用空间比byte[]小

(12)字符串数组

字符串也是数组没有.lenght属性可用 bytes(s).length
bytes(s)[k] 获得下标为k的UTF-8编码
bytes存储任意长度的字节数据 string存储UTF-8编码的字符串数据
stringutils库

using strings for * 对所有类型适用strings库方法

(13)映射

键值不能是变长数组、合约类型、嵌套类型
值类型无限制
访问不存在的键返回的是默认值
只能作为状态变量使用无法在函数里定义mapping
无法遍历访问
iterable_mapping 第三方包用来便捷操作mapping

(14)结构体

结构体只能在合约内部使用或继承合约内使用若要在函数返回值中使用结构体函数必须声明internal（新版本就不需要了）

(15)类型转换与delete重置变量

隐式转换：小向大不丢失数据编译器尝试隐式转换
显示转换：不正确会带来错误高位会被截断
delete对mapping无效不会影响拷贝后的变量

5 Solidity内置API

(1)时间与日期

时间戳与日期转换的库 ethereum-datatime
一天执行一次？

pragma solidity ^0.4.26;

contract testTime{
    uint lastTs;

    function currTS() public view returns(uint){
        return now;
    }

    function doSomething() public {
        if(now >= lastTs + 1 days) {
            //do someting
        }
        lastTs = now;
    }
}

高级：using DateTime for uint; 就可以now.getYear();否则只能DataTime.getYear(now);

(2)区块及交易信息API

msg.sender是主调合约地址 tx.origin仍是调用主调合约的调用人地址

(3)ABI?（not API）

ABI：application binary interface 应用程序二进制接口
调用一个合约函数即向合约地址发送一个交易交易内容就是ABI编码数据

(4)错误处理函数

无cry catch 因为区块链是全球共享的分布式事务性数据库修改要么都生效要么全回滚
assert require revert

assert 程序内部异常消耗掉所有剩余gas

require 外部条件异常剩余gas返还调用者

revert 回滚

(5)数学及加密API

addMod...
哈希函数（散列函数）任意长度的输入转换为固定长度的输出

MD-4 MD-5

SHA-1 不安全不同输入可能得到相同输出

SHA-2:SHA-256 ...

SHA-3:Keccak算法...

区块链学习（更新中）

区块链学习

part1 区块链入门--零基础搞懂区块链

1 区块链的价值

2 区块链的应用场景

3 区块链从何而来

（1）Cypherpunk组织

（2）2008中本聪发表比特币白皮书--点对点的电子货币系统

（3）由比特币提炼出区块链的概念

（4）以太坊--区块链2.0 EOS--区块链3.0

4 比特币是什么

5 比特币工作原理

（1）账本如何验证--区块链结构

（2）所有权问题--非对称加密

（3）为什么记账--POW挖矿

（4）共识机制--以谁的账本为准

6 P2P网络

7 以太坊

（1）比特币局限性

（2）以太坊--智能合约和去中心化应用平台

8 EOS

（1）以太坊局限性

（2）EOS：enterprise operation system

（3）石墨烯技术 账号系统 无gas

1 核心概念

2 开发环境搭建

3 初探智能合约

4 Solidity类型详解

(1)类型介绍

（2）bool

（3）int/uint

(4)fixed/ufixed

（5）常量

(6)枚举enum

(7)地址类型

(8)函数类型

(9)数据存储位置

(10)数组

(11)字节数组

(12)字符串数组

(13)映射

(14)结构体

(15)类型转换与delete重置变量

5 Solidity内置API

(1)时间与日期

(2)区块及交易信息API

(3)ABI?（not API）

(4)错误处理函数

(5)数学及加密API

(6)地址及合约API

6 Solidity进阶

(1)函数修改器

（3）石墨烯技术账号系统无gas