Introduction to Cryto & Crptocurrencies Lecture 1

Lecture 1.2 Hash Pointer & Data Structure

Use Case 1. 什么是Block Chain呢？

想象一个像链表一样的结构，只不过与通常的指向下一块地址的指针不同的是，这里用的是Hash指针。

如图：

如果黑客篡改了block 0，那么他也必须篡改Block 1的H1，Block 2的H2等，会给他带来一定困难。

Use Case 2: Merkle Tree

Block Chain固然具有防止篡改的能力，但是每次验证某条记录没被篡改，就需要O(n)的时间来一一核对。比如看第i个block有没有被篡改，就要去查block i + 1, block i + 2...

Merkle Tree则使用Hash Pointer + 二叉树结合，将核对验证的代价降到了O(logn)。

具体格式见下图。

现在如果要验证L3没被篡改，那么就只要看Hash 1-0，Hash 1, Top Hash没算错就行了。

所以，如果一个客户端只用到L3，那么它只需要获取用于计算的Hash 1-1, Hash 0，用于对比的Hash 1-0, Hash 1和Top Hash这几个值，而不需要存储整个交易历史。

Lecture 1.4

Decentralized Identity Management 去中心化身份管理

用公钥作为身份，方便随时生成和丢弃。用私钥来发消息。

Lecture 1.5 A Simple Cryptocurrency

Case 1: Goofy Coin

Goofy学会了区块链，Goofy想要发行自己的比特币Goofy Coin。

一枚虚拟硬币至少有两种行为：

1. 被创建

2. 被交易

所以Goofy给自己创造的这枚硬币一个独一无二的CoinID，并且留下自己的数字签名。

接着Goofy要交易给Alice，于是他建立一个新的交易记录区块，并且留下自己的数字签名

到这里为止，如果使用了强大的数字签名算法和Hash算法，一切看起来似乎井然有序地开始了，不过还存在一个致命问题Double-Spending Attack：

如果Alice已经把这枚硬币给了Bob，但她又想再花一次-给Chuck，怎么办?

由于Chuck去验证的时候认为这枚比特币和自己的Hash值都是合法的，所以Chuck被骗了。

如何解决这个问题呢？

1. 交易的同时，发行这枚比特币的全部历史交易

2. 历史记录唯一

3. 在每个操作上添加会话号

Case 2: Scrooge Coin:

Scrooge吸取了Groofy的教训，决定自己来发行新硬币。

硬币有两种操作:

1. Create

2. Pay

Scrooge引入了面额这一概念，一枚硬币对应一个面额，就像纸币一样，方便拆分。

如果面额对不上，比如Scrooge有一枚5元钱的硬币，但是他要付3元，那么Scrooge就可以把这枚5元拆分为2元和3元两枚硬币，实际操作是通过Destroy&Recreation完成的。

每次操作、交易的原则是：价值守恒-比如Scrooge的5圆硬币拆给Groofy3元，自己剩下2元，现在Scooge+Groofy有2枚硬币了，但是整体价值还是5元。

现在还存在一个问题：历史由Scrooge维护，这违反了去中心化原则。

BTW: priceton的课程真的令人吐槽