浅谈区块链和WEB3
什么是区块链？
区块链技术是一种去中心化、分布式的账本技术，它能够安全地记录交易信息，并防止数据被篡改。你可以把它想象成一本“公开账本”，所有参与者都可以查看，但没有人可以随意更改过去的记录。
区块链的基本概念
- 区块（Block）：包含若干条交易记录的数据包。
- 链（Chain）：每个区块通过加密哈希链接在前一个区块之后，形成一个链条。
- 去中心化：没有中心服务器，数据分布在多个节点上。
- 共识机制：网络节点之间达成一致的方法，比如工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）等。
- 不可篡改性：一旦数据写入区块链，就几乎不可能更改。
区块链是如何工作的？
发起交易：
用户在区块链网络中发起一个交易，比如转账。
交易广播：
这笔交易会广播到整个网络，所有节点都能接收到。
交易验证：
节点通过算法验证交易是否合法，例如：
- 发送方是否有足够的余额；
- 数字签名是否有效。
打包成区块：
验证通过的交易会被打包进一个新区块。
达成共识：
通过共识机制选择一个节点把新区块加入链上（例如通过计算难题来竞争记账权）。
写入区块链：
区块一旦被添加，就广播到全网，所有节点都同步更新。
不可篡改记录：
每个区块都包含前一个区块的哈希值，如果试图篡改历史数据，就会破坏整个链。
区块链的主要特性
- 透明性：交易对所有人可见。
- 安全性：通过加密保障数据安全。
- 去信任：不需要信任任何单一中介机构。
- 可追溯性：所有交易都有完整记录。
什么是挖矿？
挖矿一开始是指在POW共识机制下，通过计算来争夺记账权，并获得加密货币奖励的过程。
挖矿本质上就是将交易打包成一个区块然后出块的过程，而打包交易的人就叫做矿工。至于由谁来打包交易，这就由共识机制决定。
共识机制
共识机制作用是用来选出每一个区块的出块人，并对打包的区块进行验证，区块经过全网络验证通过后就会正式上链。
BTC——PoW（Proof of Work 工作量证明）
- 原理：矿工通过消耗大量计算力解决复杂数学难题，谁先解出，谁就可以打包新区块。
- 安全性高，但是能耗大（电力消耗高）、交易速度慢（约 10 分钟/块）、扩展性差。
- 特点：完全去中心化、简单但安全、非常抗审查、所有人都可以加入挖矿。
Ethereum——PoS（Proof of Stack 权益证明）
- 原理：验证者通过质押 ETH（至少 32 个）参与共识，被随机选中打包区块。
- 惩罚作恶节点，奖励诚实节点（利息+手续费）
- 特点：能耗极低（几乎为零）、交易时间缩短（< 15 秒）、更容易扩展（未来支持分片）、去中心化程度仍在优化中（目前验证者多由大机构控制）
Solana——PoH（Proof of History 历史证明） + PoS 混合机制
- PoH（历史证明） 是一种创新机制，用来：
- 给所有交易事件生成可验证的时间戳
- 加快验证速度（减少全网同步等待）
- PoS（权益证明）：参与验证的节点仍需质押 SOL 并通过 PoS 来选出负责打包区块的节点。
- 特点：超高吞吐量（官方称能达 65,000 TPS）、非常快（区块时间约 400ms）、低手续费、中心化争议较大（节点门槛高，停机事件多）
所有节点都能接收并验证新区块，它们会检查区块内的交易和状态是否和本地计算结果一致，如果不一致，就会拒绝该区块并可能惩罚作恶者。
在Ethereum中只有在全网络2/3的节点投票确认区块的有效性后才会上链。
在Solana中，通过PoH机制，使得所有节点可以快速验证区块，而且它不需要全网达成共识，只要验证者节点达成一致就可以进行下一轮出块。
智能合约
智能合约是存储在链上的程序，是代码和状态数据的集合。合约程序只能被动执行。
合约程序上链后是不可更改的，但是如果合约支持升级，则该合约逻辑是可以改变的（合约代码不变）。
合约安全
智能合约安全是指：确保合约行为符合预期、不会被恶意攻击、不会造成资金被盗或永久锁死。
合约安全是智能合约开发中最关键的一环。因为一旦部署，合约代码就不能随意修改，漏洞将导致不可挽回的资金损失。
最经典的就是一个例子就是重入攻击 。
DAPP架构
DAPP 是运行在区块链上的“去中心化应用”，通过智能合约处理逻辑，前端通常是网页或移动端，用户通过钱包进行交互。
1. 前端层（Web 或 App）
- 通常用 React、Vue、Next.js 等构建
- 与用户进行交互（连接钱包、发交易、显示状态等）
- 借助库如：
- web3.js、ethers.js、viem.js（与区块链交互）
- wagmi、web3modal（钱包连接 UI）
- 调用智能合约的方法（通过JSON RPC）
2. 智能合约层（部署在区块链上）
- 用 Solidity 等语言编写，部署在如以太坊、Polygon、Solana 等链上
- 包含业务逻辑，比如：
- 转账、投票、交易撮合
- NFT 铸造
- DAO 投票治理
- 所有操作都公开、不可篡改
3. 数据与存储层
On-chain（链上数据）：
- 交易记录
- 状态变量
- 合约数据（如余额、NFT 拥有者）
Off-chain（链下存储）：
- IPFS / Arweave：存储图片、视频、JSON 元数据等大文件
- The Graph：提供查询索引服务
- 后端服务器：仅限缓存、不处理核心逻辑
区块链浏览器
区块链浏览器（Blockchain Explorer）是一个用来查看区块链上所有交易和区块信息的工具。它就像是“区块链的搜索引擎”，让用户可以透明地查阅某条区块链的运行情况。
btc:https://www.oklink.com/zh-hans/btc
ethereum:https://etherscan.io/
solana:https://solscan.io/
区块链浏览器常见的功能：
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 查看区块 | 每个区块的编号、高度、时间戳、打包交易等信息 |
| 查询交易 | 通过交易哈希查到交易的状态、金额、发送方、接收方等 |
| 查看钱包地址 | 查看某个地址的余额、交易记录、代币持有情况等 |
| 查看网络数据 | 如出块速度、交易手续费、网络难度、活跃地址数等统计 |
| 查看智能合约 | 查看已部署合约的代码、调用情况、交互记录等（支持智能合约的平台，如以太坊） |
什么是WEB3？
| 阶段 | 简介 | 特点 |
|---|---|---|
| WEB1.0 | 静态网页 | 用户只能浏览不能互动 |
| WEB2.0 | 动态网页 | 中心化平台、数据归服务提供商所有、网页可互动 |
| WEB3.0 | 去中心化互联网 | 用户拥有数据、基于区块链运行 |
WEB2.0是数据的流动，用户之间可以转移数据。
WEB3.0是价值的流动，用户之间可以通过加密货币（可以认为是有价值的数据）转移价值。
WEB3 的核心理念
- 去中心化：不依赖中心化公司（如 Facebook、Google），而是运行在区块链或分布式网络上。
- 用户数据主权：用户拥有并控制自己的数据（谁有私钥谁就可以控制这个帐户的数据）。
- 加密身份认证：用钱包地址代替用户名密码。
- 价值互联网：内建支付能力（加密货币），网络价值可直接转移。
- 开放协议：项目之间可以自由组合。
