从区块链到 NFT 再到元界

根据比特币白皮书，区块链的本质是一个P2P（点对点）分布式账本。 当一个节点发送交易时，它需要广播给周围的节点。 数据）将接收到的交易信息写入区块体，并获得记账权限（即对某些交易数据进行认证，授权将区块写入区块链），将新区块广播给周围的节点，其他节点验证其合法性数据和记账权限，然后根据区块数据同步本地状态，从而实现整个区块网络的状态一致，并且因为新的区块头有前一个区块的关联信息，所以区块是连接起来形成区块链。

简单来说，网络中的所有节点都执行完全相同的操作，以在本地维护一个状态一致的分布式系统。

区块头：负责基本功能，一般包括以下部分

比特币状态

比特币节点在本地维护一个名为UTXO（Unspent Transaction Output）的账本，即未使用的交易输出，可以简单理解为后续转账未使用的转账输入。

运行机制

每笔新交易都以哈希树结构存储在比特币区块的区块体中。

单个事务的一个协议消息的示例如下：

In: 
// 表示这次交易使用的资金的来源
    Previous tx: f5d8...430901c91
    // 资金来源所在交易的哈希
    Index: 0
    // 资金来源交易哈希中的哪个转出
    scriptSig: 3045...798a4 618c...41501
    // 对声明的资金来源的解锁脚本，含有签名和公钥
    // 可以简单理解为银行卡号和密码
Out: // 表明这次交易的输出
    Value: 5000000000
    // 金额
    scriptPubKey: OP_DUP OP_HASH160 4043...549d OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
    // 锁定脚本，含有对公钥的哈希和一些运算符，使用这笔转出的交易需要在它的 scriptSig 提供可以通过脚本的信息才能解锁

    // 可以理解为银行卡号的哈希和一些操作指令

公钥和私钥还具有密码学特性：用一个密钥加密的数据必须且只能用另一个密钥解密

交易信息：每笔交易都是根据之前的交易记录，需要满足输入等于输出（其实是有区别的，差额会作为节点的工作费）

输出：

特征：

交易信息入链：

有效性：如果一个账户同时发送多个相互矛盾的交易信息

接收信息的节点：

确认：如何确认UTXO的所有权

交易信息防伪：

接收节点：执行OP_CHECKSIG的过程

一致性：网络传输问题，每个节点收到的交易信息可能不同，所以他们验证并写入区块的交易可能不同，如果全部上传到链上，最终生成的区块信息会不一致

分叉：巧合的是，同时产生了两个区块，这两个区块都会被纳入链中，形成临时分叉。 后续计算采用最长链原则，丢弃附加块数量少的分叉。 交易确认：正面 由于分叉和废块的存在，交易一般需要不断添加多个区块才能被确认。 比特币一般需要经过6个区块才算相对安全的篡改：需要超高的算法。 篡改者的算力需要超过全网的算力才能实现篡改，使他的篡改分叉成为最长链，利用SHA-256哈希算法和非对称加密创建数字签名完成篡改汇总。 防伪 在交易信息中执行脚本验证 验证签名 使用区块链区块存储比特币交易信息，使用哈希树存储和防止交易数据篡改 使用额外的工作规则实现网络一致性（算力）来奖励网络和交易费用支付给矿工节点以太坊

以太坊黄皮书

以太坊也是一个交易驱动的状态机，支持智能合约、可编程区块链和去中心化应用程序平台。

我们看到，比特币具有一定的脚本执行能力，但是其脚本比较简单，只支持几种固定的交易协议和脚本命令。 以太坊不同。 图灵完备以太坊区块体中包括，区块链开发者可以在支持范围内自由编程。

结构区块头 ommersHash

由于以太坊的出块速度较快，临时分叉的可能性较高。 OmmersHash 是为抑制分叉而设计的。 二）废块也可以获得区块奖励，一级是7/8，二级是6/8，在有效块中写一个废块也会有1/32的奖励。

布隆过滤器

布隆过滤器是一种效率更高但准确性较低的搜索算法。 一般机制如下：

提供一批散列函数将输入映射到数组的几个点。 查询时检查数组对应的点是否有值。

如：

查看：

可见Bloom filter判断存在会误报，不存在则不会误报，适合过滤大量数据。

块体

与比特币不同的是，以太坊的区块体中存在三棵树：状态树、交易树和收据树。 树的数据将由全节点维护在本地数据库中。

新的区块只会实际存储发生变化的账户的新状态，没有发生变化的会指向上一个区块状态树对应的位置

交易树：驱动状态树变化，也是MPT，只保存区块中发生的交易信息

收据树：也是MPT

共识机制

目前以太坊也采用PoW（Proof of Work），即挖矿来确定记账权。

从一个seed生成一个小数据集（MB级别），然后从小数据集生成一个大数据集（GB级别大小），使用block header和一个nonce值计算hash，映射到大数据集，读取大数据集中的目标位置和相邻元素，然后哈希，循环64次，计算哈希和挖矿目标值的比较。 如果失败，则替换区块头中的nonce并重新计算。

同时，以太坊也有转换 PoS 机制的计划。 以太坊的难度调整机制存在难度因素。 这个难度系数每 100,000 个区块就会翻倍。 它是一个指数因子，所以也叫难度。 炸弹，因为PoS机制上线不顺利，难度炸弹导致出块速度提升过快，所以以太坊修改了代码，难度系数减去300万个区块计算，这也是由于代码升级。 它是 Fang 网络的一个硬分叉。 幸运的是，分叉网络的所有节点都进行了代码升级。

智能合约

前面说过，以太坊网络中有一个合约账户，账户内存中有一段代码，所以智能合约就是按照既定逻辑执行的代码。

转移

外部账户调用合约账户，外部账户发起的合约账户调用也可以调用另一个合约账户。

外部账户调用时，在data字段写入目标函数和参数，向合约账户发起交易。

合约调用合约的一种方式：

contract A {
    event LogCallFoo (string str);
    function foo (string str) returns (uint) {
        emit LogCallFoo(str);
        return 123;
    }

}
contract B {
    uint ua; // callAFooDirectly 的执行返回值
    function callAFooDirectly (address addr) public {
        A a = A(addr);
        ua = a.foo("call foo directly); // 调用 a 地址的 foo 方法
    }
}

创建并运行每个交易执行后，形成一个收据，其中包含执行结果等信息的示例

这是一个用于拍卖的智能合约：

contract SimpleAuctionV1 {
    address public beneficiary; // 受益人
    uint public auctionEnd; // 结束时间
    address public highestBidder; // 当前最高出价地址
    mapping(address => unit) bids; // 所有出价
    address[] bidders; // 所有出价地址
    bool ended; // 是否结束
    event HighestBidIncreased(address bidder, uint amount);
    event AuctionEnded(address winner, unit amount);
    constructor(uint _biddingTime, address _beneficiary) public {

        beneficiary = _beneficiary;
        auctionEnd = now + _biddingTime
    }
}
// 参与拍卖的地址向此合约地址发起交易并支付货币
function bid() public payable {
    require(now <= auctionEnd);
    require(bids[msg.sender]+msg.value > bids[highestBidder]);
    // 没出过价则把出价人存起来
    if (!(bids[msg.sender] == unit(0))) {
        bidders.push(msg.sender);
    }
    // 如果出价最高则修改当前最高出价人
    highestBidder = msg.sender;
    bids[msg.sender] += msg.value;
    emit HighestBidIncreased(msg.sender, bins[msg.sender]);
}
// 拍卖结束
function auctionEnd()public {
    require(now > auctionEnd);
    require(!ended);
    // 把最高出价转给受益人

    beneficiary.transfer(bids[highestBidder]);
    // 给没竞拍成功的人退钱
    for (uint i = 0; i< bidders.length; i++) {
        address bidder = bidders[i];
        if (bidder == highestBidder) continue;
        bidder.transfer(bids[bidder]);
    }
    ended = true;
    emit AuctionEnded(highestBidder, bids[highestBidder]);
}

代码就是法律。

智能合约的逻辑由代码决定。 已发布的合约代码不可修改。 如果有新的代码发布，会生成另一个合约账户地址，所以即使有bug也是无法修改的。

The DAO (Decentralized Autonomous Organization)：利用重入攻击，黑客在其合约账户的收款功能中编写了对The DAO的调用以太坊区块体中包括，使用循环调用以太坊转账5000万/1.5亿美元，约10%以太坊系统中的以太币总量，为了弥补对以太坊稳定性的重大影响，在软分叉修复失败后，以太坊承诺投票，以太坊选择了硬分叉。 The DAO 中以太坊的强行转移导致社区分裂，导致以太坊硬分叉为 ETH 和 ETC。

非同质化代币

从智能合约的例子也可以看出，智能合约的开发者可以在合约账户内部维护一棵状态树。

其中一种应用方式是基于智能合约在区块链网络中发行代币，并在合约账户中维护所有持有者的状态。

NFT就是这样一种应用，被称为非同质代币。 NFT的一大特点是基于区块链的特性，通过地址对数字作品的所有权是公开的、不可篡改的。

一个ERC721标准（在以太坊上发行NFT的标准）区块链中的NFT数据示例：

由于https的内容会被修改，因此tokenURI一般会被IPFS（分布式文件存储系统）替代。 这个例子说明一个地址拥有一个编号为6的item，它的内容就是tokenURI的内容。

从大多数NFT的实现来看，区块链上只记录了作品所有者的地址、作品的编号、作品的链接，而作品本身是在链下的。 所以也出现了现实中艺术家的作品被别人拿走，铸成NFT出售的情况，所以NFT解决不了线下的问题。 从理论上讲，NFT 会提供数字资产的流通，但不能赋予物品本身价值。

通过调用智能合约的函数，可以进行NFT的转账和交易。 所以你可以知道，NFT并不是指代某种代币，而是一种代币。 您也可以通过创建自己的智能合约来发行自己的 NFT 或 NFT 平台。

元界

区块链应该是一种在元宇宙中实现的技术，作为数字世界中可任意复制的数字资产确权的基础，例如Decentraland现有的虚拟土地和创作物的买卖。

同时，对于诞生于数字世界的虚拟物品，由于无需解决线下问题，NFT的适用性应该更高。

其他摘要参考