2020年区块链技术面试题必考知识点

1,链相关的

(1)以太坊的4棵数

【深度知识】以太坊区块数据结构及以太坊的4棵数

(2)Ethereum架构原理

根据以太坊白皮书《A Next-Generation Smart Contract and Decentralized Application Platform》的描述,以太坊架构如下图所示:



如图所示,以太坊架构分为 7 层,由下至上依次是存储层、数据层、网络层、协议层、共识层、合约层、应用层。

其中存储层主要用于存储以太坊系统运行中的日志数据及区块链元数据,存储技术主要使用文件系统和 LevelDB。

数据层主要用于处理以太坊交易中的各类数据,如将数据打包成区块,将区块维护成链式结构,区块中内容的加密与哈希计算,区块内容的数字签名及增加时间戳印记,将交易数据构建成 Merkle 树,并计算 Merkle 树根节点的 hash 值等。

与比特币的不同之处在于以太坊引入了交易和交易池的概念。交易指的是一个账户向另一个账户发送被签名的数据包的过程。而交易池则存放通过节点验证的交易,这些交易会放在矿工挖出的新区块里。

以太坊的 Event(事件)指的是和以太坊虚拟机提供的日志接口,当事件被调用时,对应的日志信息被保存在日志文件中。

与比特币一样,以太坊的系统也是基于 P2P 网络的,在网络中每个节点既有客户端角色,又有服务端角色。

协议层是以太坊提供的供系统各模块相互调用的协议支持,主要有 HTTP、RPC协议、LES、ETH 协议、Whipser 协议等。

以太坊基于 HTTP Client 实现了对 HTTP 的支持,实现了 GET、POST 等 HTTP方法。外部程序通过 JSON RPC 调用以太坊的 API 时需通过 RPC (远程过程调用) 协议。

Whisper 协议用于 DApp 间通信。

LES 的全称是轻量级以太坊子协议(Light Ethereum Sub-protocol),允许以太坊节点同步获取区块时仅下载区块的头部,在需要时再获取区块的其他部分。

共识层在以太坊系统中有 PoW(Proof of Work)和 PoS(Proof of Stake)两种共识算法。

合约层分为两层,底层是 EVM(Ethereum Virtual Machine,即以太坊虚拟机),上层的智能合约运行在 EVM 中。智能合约是运行在以太坊上的代码的统称,一个智能合约往往包含数据和代码两部分。智能合约系统将约定或合同代码化,由特定事件驱动触发执行。因此,在原理上适用于对安全性、信任性、长期性的约定或合同场景。在以太坊系统中,智能合约的默认编程语言是 Solidity,一般学过 JavaScript 语言的读者很容易上手 Solidity。

应用层有 DApp(Decentralized Application,分布式应用)、以太坊钱包等多种衍生应用,是目前开发者最活跃的一层。

(3)COSMOS架构和Tendermint框架

《【深度知识】COSMOS架构及核心模块分析》
《【深度知识】Tendermint共识算法原理和框架流程》

(4)RPC原理解析

参考 《【深度知识】RPC原理及以太坊RPC的实现》

(5)gRPC/Protoful原理解析

在Go中使用Protobuf

(6)Restful原理

参考《【易错概念】RESTful, RPC, Webservice,RMI定义》

(7)nonce, 公私钥和地址,BASE64/BASE58

《【以太坊易错概念】nonce, 公私钥和地址,BASE64/BASE58》

(8)以太坊一笔交易到打包的流程介绍?

【说明】
1)TxPool从网络上接收到一个交易,发送TxPreEvent事件。
2)worker在接收到TxPreEvent事件后,调用update->commitTransactions提交目前收到的交易。
3)Work中的commitTransaction负责调用EVM虚拟机执行交易,并返回给Work有关此次交易的Receipt(执行列表)。
每个交易在EVM虚拟机中执行后会生成“执行列表”。区块中所有交易的“执行列表”组成Merkle-PatriciaTrie(MPT)树。树根会被保存到该区块的区块头中。也就是说,逻辑上,在区块中,保存了交易“执行列表”。这样所有的节点,就可以验证这些交易的“执行列表”,并由这些“执行列表”,更新状态。
4)Miner调用Work的commitNewWork,从交易列表中选择交易,组装区块结构。
5)Work调用CpuAgent,完成POW工作量证明(打包)。
6)一旦区块打包成功,worker广播NewMinedBlockEvent事件。

(9)以太坊的叔区块的作用?

【答】
<1> 叔区块的作用:由于eth的区块时间非常短,eth非常容易在短时间分叉,为了奖励在那短时间里在“孤儿块”(也就是下一个区块的叔块),即非主链上挖矿的矿工,eth在区块中放入了uncle块来奖励他们的工作。当然的是,他们的回报比主链矿工要少。而且随着离主链的偏移越来越大而越来越少。
<2> 叔块奖励规则:
以太坊叔块奖励规则大体如下:
1、叔块必须是区块的前1层至前6层“祖先”的直接子块;
2、每个区块最多引用两个叔块;
3、被引用过的叔块不能被重复引用;
4、被引用的叔块获得奖励的数量,和该叔块与引用区块之间的间隔层数相关,间隔层数越少,奖励越多。
5、引用叔块的区块可额外获得出块奖励,每引用一个区块,可以获得出块奖励的1/32,6、交易费(也称矿工费)不会分配给叔块。

假设当前区块高度为107(上图中绿色区块),它能有效引用的叔块,只能是区块高度为101~106的区块,换句说叔块的有效引用区间,最多只能在7代以内。上图中黄色区块,区块高度为100,就不在107这个区块的有效引用范围。图中红色的区块,因为不是最长链上区块的直接子块,这种区块不能成为叔区块。
如果在101和106的区块高度,有多个没被引用的叔块,高度为107的区块做多只能引用两个,而且一个叔块被它引用后,就不能再被其他区块重复引用。
被引用的叔块获得奖励数量,取决与该叔块和引用区块的“远近”关系。关系越近,叔块得到奖励越多。而引用叔块的区块,每引用一个区块,都能得到系统出块奖励的1/32,最多只能引用两个区块。当前以太坊新区块获得系统奖励为2枚以太币(2ether),如果叔块在间隔一层就被引用,该叔块将获得出块奖励的7/8,也就是1.75ether,如果叔块隔了6层才被引用,它获得奖励只有0.5ether,具体如下表:


间隔层数与叔块奖励的关系

(10)以太坊的LevelDB数据库有几个?

以太坊的数据最终都是存储在LevelDB数据库中。LevelDB是Google实现一个非常高效的键值对数据库,其中键值都是二进制的,目前能够支持十亿级别的数据量,在这个数据量下还有着非常高的性能。以太坊中共有三个LevelDB数据库,分别是BlockDB、StateDB和ExtrasDB。BlockDB保存了块的主体内容,包括块头和交易;StateDB保存了账户的状态数据;ExtrasDB保存了收据信息和其他辅助信息。

(11)nonce, 公私钥和地址,BASE64/BASE58,

参考 【以太坊易错概念】nonce, 公私钥和地址,BASE64/BASE58,

(12)以太坊的交易(transaction),消息(message)和调用(call)

参考 【易错概念】以太坊的交易(transaction),消息(message)和调用(call)

(13) 以太坊的账户、交易、Gas和Gas Limit的概念

参考 【易错概念】以太坊的账户、交易、Gas和Gas Limit的概念

(14)以太坊MPT(Merkle/Patricia/Tries)这3种树介绍

以太坊MPT数据结构介绍

2,数据库相关的

(1)redis的缓存机制和数据库?

实践】REDIS缓存数据库从安装到入门
【深度知识】一起看懂Redis两种持久化方式的原理
【深度知识】memcache和redis原理对比
【深度知识】Redis 主从复制以及主从复制原理
【深度知识】Redis高可用架构之哨兵原理及实践
【实践】GO语言框架REDIGO使用REDIS数据库入门

(2)mongoDB数据库?

(3)LEVEL DB的原理和机制?

参考【深度知识】LevelDB从入门到原理详解

(4)memcached数据库?

3, 操作系统,框架,容器,协议相关的

(1)Spring BOOT的原理和机制?

(1) SprintCloud生态及Spring Cloud Alibaba生态框架

(2)K8的原理和机制?

(3)DOCKER的原理,机制?

【深度知识】DOCKER入门,框架原理,镜像制作和资源列表

(3)kubernetes作为容器编排搭建微服务基础设施

(4)ElasticSearch搜索系统的使用?

(5)KAFKA消息队列中间件?

(6)RabbitMQ 概念和定义

(6)KAFKA,RabbitMQ,ActiveMQ,RocketMQ,ZeroMQ等消息中间件的使用和通讯模式;

(7)Hive

(8)Flink

(7)DID分布式身份认证的原理和机制?

参考 DID分布式身份系统需求

(8)定时任务cron job的原理?

(9)DevOpt是什么?
(10)Maven是什么?

Maven是一个采用纯Java编写的开源项目管理工具

(11)NSQ消息队列
(13)ffmpeg视频流协议
(14)RTMP协议,直播流

(15)GoMicro搭建服务框架,Consul作为服务发现

(16)API网关和TYK技术

《【实践】在Ubuntu下安装TYK Docker容器》
《【实践】5种微服务开源API网关对比,为什么我选择了TRY》

(17)JWT原理

《【深度知识】JSON Web令牌(JWT)的原理,流程和数据结构》

(18)这6种开源协议(GPL,LGPL,BSD,MIT,Apache)

《这6种开源协议(GPL,LGPL,BSD,MIT,Apache)的说明和选择》

(19)AUTH2.0的原理和机制

《OAuth 2.0 的四种方式》
《OAuth2介绍与使用》
《【实践】如何用GO实现OAuth2授权功能》

(20)HTTPS/HTTP原理及实现

《【深度知识】HTTPS协议原理和流程分析》
《【实践】如何在本地环境用GO实现HTTPS链接?》
《HTTP协议入门教程,一文就够了!》

(21)电子合同数字签名原理和过程

参考 【知识】数字签名的原理和过程以及数字证书的作用

(22)Elastic Search介绍及技术原理?

(23)STORM

(23)HADOOP

(24)HBASE

4,共识算法,加密技术,P2P,分布式等底层技术相关的

(1)分布式共识算法汇总

主要共识有PBFT,PoW,PoS,DPoS,RAFT,DAG共识等。
参考【深度知识】25种区块链共识算法全面详解

(2)PBFT共识算法

《第13课 共识层PBFT共识算法》
)

(3)区块链P2P网络原理及以太坊P2P

【深度知识】区块链P2P网络原理及以太坊P2P实现分析

(4)仿冒攻击怎么保护?

DHCP Snooping是DHCP的一种安全特性,通过获取DHCP Client和DHCP Server之间的DHCP报文进行分析、处理,并过滤掉不信任的DHCP报文,来建立和维护一个DHCP Snooping绑定表。该绑定表包括MAC地址、IP地址、租约时间、绑定类型、VLAN ID、接口等信息。

DHCP Snooping绑定表根据信任端口接收到的DHCP ACK报文来动态生成,记录了DHCP Client的IP地址与MAC地址的对应关系,作用相当于在DHCP Client和DHCP Server之间建立一道防火墙,可以解决设备应用DHCP时遇到的DHCP DoS(Denial of Service)攻击、DHCP Server仿冒攻击、DHCP仿冒续租报文攻击等问题,保证合法用户能访问网络。

(5)国密算法SM1,SM2,SM3,SM4,SM7, SM9?

参考【易错概念】国密算法SM1(SCB2)、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、ZUC

(6)jsonRPC, goRPC的区别?

(7)日蚀攻击,女巫攻击,重放攻击,DDOS攻击的定义?

【攻击】日蚀攻击,女巫攻击,重放攻击,DDOS攻击的定义?

(8)POC共识

(9) merkle-DAG,NAT, DHT,libp2p

(10)PBFT和BFT的区别?

(11)跨链的几种类型?

请参考《【深度知识】跨链的3种机制和COSMOS/POLKDOT实现分析》

(12)跨链HTLC

(13)TLS/DTLS

(14)mpc安全多方计算

(15)dubbo分布式服务的概念和原理?

(16)Tendermint 共识算法的原理?为何不存在双花现象?

参考《【深度知识】Tendermint共识算法原理和框架流程》

(17) Raft协议一致性算法

参考 《解读Raft(一 算法基础)》

(18)cuckato(布谷鸟算法)

(19)以太坊RLP编码解码原理?

参考【深度知识】以太坊数据序列化RLP编码/解码原理

(20)隐私加密技术:零知识证明,安全多方计算(MPC)

【深度知识】隐私加密技术:零知识证明、安全多方计算[MPC]、同态加密的原理

(21)[【深度知识】区块链之加密原理图示(加密,签名)](//www.greatytc.com/p/c9adfdced084

)

5,编程语言相关的

(1) GO语言的routine原理和机制?

《【实践】Golang的goroutine和通道的8种姿势》
《【深度知识】GO语言的goroutine并发原理和调度机制》

(2)pprof怎么定位CPU占用,ALLOC内存分配问题?

《【实践】使用Go pprof做内存性能分析》
《【实践】golang pprof 实战-CPU,heap,alloc,goroutine,mutex,block》
《【实践】WINDOWS下GOlang性能测试分析工具PProf&GO torch入门指导》

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