区块链考试重点

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区块链
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第零部分：速记原文 ​

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数字签名的原理和应用

Merkle树原理和应用

区块链的优缺点无中心 分布式 不可篡改 不可伪造

设计一个hash算法

区块链不支持关系运算

数字货币是m1好像

比特币的创始人，数量在2000w左右，产出方式，产出时间

区块链的类型 共有 私有 联盟

区块链 三要素 区块 交易 还有一个好像是共识没有hash

区块链的头 时间 地点 人物 上一个区块的hash 这个区块的hash

比特币的共识算法 pow ，以太坊POS，以太坊共识算法dpos

区块链问题，速度慢，共识问题，效率问题，扩展性问题

p2p网络特点

数字人民币开始记利息（今年）

hash算法，md5，sha256，以太坊的hash是啥

非对称加密算法有哪些，椭圆曲线

对称加密算法有哪些，aes

以太坊流行的应用，没有新闻，新闻要时效性

以太坊的状态，智能合约的代码和状态，账户余额，

区块头的内容

区块之间的不一致性原因，通信问题，恶意节点，处理时间不一致

分布式系统达成一致的过程，tav，（与可靠无关）

区块链一致性有哪些，线性顺序，弱一致

比特币节点类型 矿工 全节点没性能监考

交易池 没对象池

网络攻击有哪些

dht算法，分布式hash表

区块链不能用在实时系统当中
（在金融，供应链当中）

第一部分：选择题考点 ​

1. 数据库与存储特性 ​

  • 关系运算支持：区块链本质上是分布式账本（链式日志），并非关系型数据库，因此不支持传统的SQL关系运算（如Join、复杂关联查询等）。
  • 实时性限制：由于共识机制带来的延迟，区块链不能用于对响应时间要求极高的实时系统；其主要应用场景为金融清结算、供应链追踪等对安全性要求高的领域。

2. 货币与数字人民币（2026年政策背景） ​

  • 数字货币层次：根据2026年最新定义，数字货币已被正式纳入 M1（狭义货币） 统计口径。
  • 数字人民币（e-CNY）利息：2026年起，数字人民币开始计付利息（注：打破了以往e-CNY不计息的传统，需重点记忆）。

3. 比特币（Bitcoin）基础 ​

  • 创始人：中本聪（Satoshi Nakamoto）。
  • 发行总量：约 2100万枚。
  • 产出方式：通过“挖矿”（Mining）产出。
  • 产出时间：平均每 10分钟 产生一个新区块，奖励大约每四年减半。

2008年10月31日：中本聪发布了著名的白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》，首次完整概述了现代区块链的架构。

4. 区块链分类 ​

  • 公有链（Public Chain）：全网公开，任何人可访问与参与共识（如BTC、ETH）。
  • 私有链（Private Chain）：由单一组织控制，权限严格受限。
  • 联盟链（Consortium Chain）：由多个机构共同管理，介于公有与私有之间。

节点类型： 全节点，矿工节点 / 挖矿节点，轻节点 / SPV节点 ，归档节点 考试可能会有性能检测节点，那个是干扰项。

5. 区块链核心要素与结构 ​

  • 三要素：区块（Block）、交易（Transaction）、共识机制（Consensus）。（注：Hash是实现手段，不作为并列的三大宏观要素）。
  • 区块头（Block Header）内容：
    • 版本号
    • 父区块哈希值（Previous Hash）
    • 默克尔根（Merkle Root）
    • 时间戳（Timestamp）
    • 难度目标（Bits）
    • 随机数（Nonce）
    • 注意：区块头不包含具体的“地点”和“人物”等社会属性信息。

6. 共识算法（Consensus Algorithms） ​

  • 比特币（BTC）：采用 PoW（工作量证明）。
  • 以太坊（ETH）：现阶段采用 PoS（权益证明）。
  • 以太坊变种/高性能方案：常涉及 DPoS（股份授权证明）。

7. 区块链面临的挑战 ​

  • 主要问题：交易处理速度慢（TPS低）、共识达成延迟、资源消耗（效率问题）、跨链扩展性不足。 无法达成一致性的原因：通信问题；存在恶意节点；时序问题

8. 网络与通信 ​

  • P2P网络特点：去中心化、对等性、鲁棒性（高容错）、动态加入/退出。
  • DHT算法：分布式哈希表（Distributed Hash Table），用于去中心化环境下的数据定位与路由。
  • 数据池：区块链包含交易池（Mempool）存放待确认交易，不包含对象池。

分布式哈希表（DHT）是一种无需中心服务器，通过将数据键值对分散存储在网络各节点中，并利用逻辑路由算法实现快速定位的数据查找技术。

9. 密码学基础 ​

  • 哈希（Hash）算法：

    • 常见类型：MD5（已不安全）、SHA-256（比特币使用）。
    • 以太坊哈希：采用 Keccak-256（不同于标准的SHA-3）。

  • 非对称加密：

    • 算法：RSA、ECC（椭圆曲线加密）。区块链主流使用ECC。
    • 特点：使用一对密钥，即公钥（公开）和私钥（私有）。安全性高，适合身份认证和密钥交换。
    • RSA (Rivest-Shamir-Adleman)：RSA算法（基于大数分解难题，应用最广）。
    • ECC (Elliptic Curve Cryptography)：椭圆曲线密码学（区块链主流，较短密钥即可达到高安全性）。
    • Diffie-Hellman (DH)：DH密钥交换算法。
    • DSA (Digital Signature Algorithm)：数字签名算法。
    • ElGamal：ElGamal算法（基于离散对数难题）。

  • 对称加密：

    • 算法：AES、DES。
    • 特点：加密和解密使用相同的密钥。速度快，适合大数据量加密。
    • AES (Advanced Encryption Standard)：高级加密标准（目前最主流、最安全）。
    • DES (Data Encryption Standard)：数据加密标准（已被淘汰）。
    • 3DES (Triple DES)：三重数据加密标准（DES的过渡增强版）。
    • RC4/RC5/RC6 (Rivest Cipher)：RC系列流加密算法。
    • ChaCha20：一种高性能流加密算法。

10. 以太坊（Ethereum）特性 ​

  • 应用类型：金融、DAO、NFT、游戏。新闻类应用由于时效性要求极高且数据量大，通常不适合直接部署在区块链上。
  • 状态构成：以太坊维护一个全局状态，包括智能合约代码、合约存储状态、账户余额及随机数（Nonce）。

11. 分布式系统一致性模型 ​

  • 线性一致性（最强）：所有节点必须在同一物理时间看到相同操作顺序。读操作必须返回全局最新的写入值。
  • 顺序一致性：不要求物理时间同步，但所有节点看到的操作逻辑顺序必须一致。
  • 弱一致性：不承诺数据何时同步，仅在特定触发条件（如手动同步）下才保证一致。
  • 最终一致性（区块链常用）：不保证即时一致，但保证在没有新写入的情况下，数据经过一段时间后最终会同步。
  • 其他细分（了解即可）：包括因果一致性（有因果关系的写才保证顺序）、会话一致性（同一连接内一致）、单调读/写（不读旧数据/按序写入）。

前三个应该是重点吧

分布式系统为了达成一致性，应该满足：可终止性，约同性，合法性；对应着三个分布式系统的要求：活性，安全性，正确性。（这几个属性会考选题）

12. 安全攻击 ​

  • 常见形式：51%攻击、重放攻击、日蚀攻击、Sybil攻击（女巫攻击）。延展性攻击，分布式拒绝服务攻击

13. 区块链的池 ​

有矿池 (Mining Pool)，叔块池 (Uncle Block Pool，主要针对以太坊)，验证者池 (Validator Set / Pool，针对 PoS)，交易池（Mempool）

没有 对象池（Object Pool）

第二部分：大题核心考点 ​

1. 数字签名的原理与应用 ​

  • 原理：发送方使用私钥对消息的哈希值进行加密生成签名；接收方使用发送方的公钥对签名进行解密，并比对哈希值。
  • 作用：保证消息的真实性（身份确认）、完整性（未被篡改）和不可否认性。

2. Merkle树（默克尔树）原理与应用 ​

  • 原理：一种哈希二叉树。叶子节点是交易数据的哈希，非叶子节点是其子节点哈希值的组合哈希。
  • 应用：
    • 快速验证：无需下载全部数据即可证明某笔交易存在于区块中（SPV验证）。
    • 简化支付验证：大幅降低移动端/轻节点的数据同步压力。

3. 区块链的优缺点 ​

  • 优点：去中心化（无中心节点）、分布式高可用、数据不可篡改、交易不可伪造、透明可追溯。
  • 缺点：性能瓶颈（延迟高）、存储成本高、隐私保护困难、能源消耗大（针对PoW）。

4. 简易Hash算法设计（考试版） ​

设计要求：简单、快速、处理0/大量数据。

设计方案：累加取模法（Additive Modulo Hash）

  1. 初始化：设初始哈希值 H=0H = 0。
  2. 处理数据：遍历输入数据的每一个字节 BiB_i。
  3. 迭代计算：H=(H×P+Bi)mod  MH = (H \times P + B_i) \mod M
    • PP 取一个质数（如 31），防止数据为0时哈希值不变化。
    • MM 取一个大整数（如 2322^{32} 或 65535）限定长度。
  4. 特点：计算极其简单，运算速度快，通过质数相乘保证了即使输入为0或连续重复数据，输出也会发生偏移，且模运算保证了输出长度固定。

押题卷 ​

一、选择题（单选） ​

1. 区块链是否支持关系运算（如 Join） ​

A. 支持 B. 不支持 C. 仅联盟链支持 D. 仅私有链支持

答案：B

2. 区块链适合用于 ​

A. 实时控制系统 B. 高频交易撮合 C. 金融清结算 D. 操作系统调度

答案：C

3. 数字货币在2026年被纳入 ​

A. M0 B. M1 C. M2 D. M3

答案：B

4. 数字人民币（e-CNY）2026年的变化 ​

A. 取消使用 B. 支持匿名 C. 开始计息 D. 限制流通

答案：C

5. 比特币创始人是 ​

A. Vitalik Buterin B. Satoshi Nakamoto C. Elon Musk D. Gavin Wood

答案：B

6. 比特币总量约为 ​

A. 1000万 B. 2100万 C. 1亿 D. 无限

答案：B

7. 比特币区块产生时间约为 ​

A. 1分钟 B. 5分钟 C. 10分钟 D. 1小时

答案：C

8. 比特币产出方式 ​

A. PoS B. 挖矿 C. 投票 D. 空投

答案：B

9. 区块链类型中完全开放的是 ​

A. 私有链 B. 联盟链 C. 公有链 D. 企业链

答案：C

10. 区块链三要素是 ​

A. 区块、哈希、加密 B. 区块、交易、共识 C. 区块、节点、网络 D. 数据、算法、结构

答案：B

11. 区块头不包含 ​

A. 时间戳 B. 前一区块哈希 C. 人物信息 D. Merkle Root

答案：C

12. 比特币共识机制 ​

A. PoS B. DPoS C. PoW D. PBFT

答案：C

13. 以太坊当前共识机制 ​

A. PoW B. PoS C. DPoS D. Raft

答案：B

14. DPoS特点 ​

A. 工作量证明 B. 权益证明 C. 委托投票 D. 随机选举

答案：C

15. 区块链性能问题不包括 ​

A. TPS低 B. 延迟高 C. 无限扩展 D. 共识慢

答案：C

16. P2P网络特点 ​

A. 中心化 B. 对等性 C. 单点控制 D. 强一致

答案：B

17. DHT用于 ​

A. 加密 B. 数据存储定位 C. 共识 D. 挖矿

答案：B

18. 区块链中的池不包括 ​

A. 交易池 B. 矿池 C. 对象池 D. 验证者池

答案：C

19. 比特币使用的哈希算法 ​

A. MD5 B. SHA-256 C. SHA-1 D. AES

答案：B

20. 以太坊哈希算法 ​

A. SHA-256 B. SHA-3 C. Keccak-256 D. MD5

答案：C

21. 非对称加密算法 ​

A. AES B. DES C. RSA D. SHA

答案：C

22. 区块链主流非对称算法 ​

A. RSA B. ECC C. DES D. MD5

答案：B

23. 对称加密算法 ​

A. RSA B. ECC C. AES D. SHA

答案：C

24. 以太坊不适合 ​

A. DeFi B. NFT C. 新闻系统 D. DAO

答案：C

25. 以太坊状态不包括 ​

A. 账户余额 B. 合约代码 C. 地理位置 D. 存储状态

答案：C

26. 区块不一致原因不包括 ​

A. 通信延迟 B. 恶意节点 C. 时间差 D. 哈希函数稳定

答案：D

27. 达成一致性的条件不包括 ​

A.可终止性 B.约同性 C.合法性； D.灵活性

答案：D

28. 分布式系统属性不包括 ​

A. 活性 B. 安全性 C. 正确性 D. 随机性

答案：D

29. 常见攻击不包括 ​

A. 51%攻击 B. Sybil攻击 C. 日蚀攻击 D. 排序攻击

答案：D

押题卷大题 ​

30. 数字签名原理与应用 ​

答案：

原理： 发送方使用私钥对消息哈希值加密生成签名；接收方用公钥解密签名并对比哈希值。

作用：

  • 身份认证
  • 数据完整性
  • 不可否认性

31. Merkle树原理与应用 ​

答案：

原理： 一种哈希树结构，叶子节点为交易哈希，父节点为子节点哈希组合。

应用：

  • 快速验证交易存在
  • SPV轻节点验证
  • 降低存储与通信开销

32. 区块链优缺点 ​

答案：

优点：

  • 去中心化
  • 不可篡改
  • 可追溯
  • 高可靠

缺点：

  • 性能低（TPS低）
  • 延迟高
  • 存储成本高
  • 能耗高

33. 简单Hash算法设计 ​

答案：

算法：

  1. 初始化：H = 0
  2. 遍历数据：
  3. 计算： H = (H × P + Bi) mod M

参数：

  • P：质数（如31）
  • M：大整数（如2^32）

特点：

  • 简单快速
  • 支持任意输入
  • 输出固定长度
试用期
软件工程是非常有用的一门课
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