问题

大一学生对区块链感兴趣,应该打好哪些基础?

回答
你好!听到你对区块链感兴趣,我为你感到高兴。这是一个非常有前景和潜力的领域。对于大一新生来说,打好坚实的基础是至关重要的,这能让你在未来学习区块链技术时事半功倍,并且能更深入地理解它的价值和应用。

让我为你详细拆解一下,作为一名大一学生,你需要在哪些方面打好基础:

一、 计算机科学与编程基础:这是区块链世界的基石

区块链技术本质上是一种分布式账本技术,其底层运行和实现都离不开计算机科学的知识。

编程语言:
Python: 我强烈建议你从Python开始。它语法简洁易懂,有大量的库支持(如`requests`用于网络请求,`json`处理数据),非常适合初学者快速上手。学习Python能让你很快写出简单的脚本,理解数据结构、函数、面向对象编程等基本概念。而且,很多区块链项目的原型开发、数据分析甚至是智能合约的测试都会用到Python。
JavaScript: 如果你想深入了解前端与区块链的交互,或者开发去中心化应用(DApp),JavaScript是必不可少的。目前流行的Web3开发框架(如React、Vue.js)都基于JavaScript。学习JS能让你理解DOM操作、事件处理、异步编程等,为日后开发DApp打下基础。
Solidity (进阶): 当你掌握了Python和JavaScript后,可以开始接触Solidity。它是用于编写以太坊智能合约的语言。虽然它是进阶内容,但理解智能合约的逻辑和编写方式是理解区块链应用的关键。初期你不需要写出复杂的合约,但了解其基本语法和工作原理对你是有益的。

数据结构与算法:
基本数据结构: 链表(Linked List)、数组(Array)、栈(Stack)、队列(Queue)、哈希表(Hash Table)等,你需要理解它们的原理、优缺点以及在不同场景下的应用。这对于理解区块链中的数据存储和检索方式至关重要。
常见算法: 排序算法(冒泡排序、快速排序)、查找算法(二分查找)等。理解算法的效率(时间复杂度、空间复杂度)能帮助你优化代码,也能让你更好地理解区块链中的共识机制(如工作量证明 PoW 的计算过程)。

计算机网络:
TCP/IP协议族: 理解IP地址、端口、TCP、UDP等基本概念。区块链网络本质上是一个P2P(点对点)网络,节点之间需要通过网络通信,因此熟悉网络协议能帮助你理解节点如何连接、数据如何传输。
HTTP/HTTPS: 虽然不是直接的区块链协议,但了解Web通信原理对你理解很多区块链服务和API调用很有帮助。
P2P网络: 了解P2P网络的特点,如去中心化、无中心服务器、节点发现、数据分发等。比特币、以太坊等区块链都是基于P2P网络构建的。

操作系统原理:
进程与线程: 理解它们的概念、区别和通信方式。这有助于你理解区块链节点软件的运行机制。
内存管理: 了解基本内存管理的概念,虽然不会直接操作内存,但有助于理解程序运行时的资源消耗。

二、 数学基础:理解加密和共识的逻辑

数学是支撑区块链核心技术的重要组成部分。

离散数学:
集合论、逻辑学: 理解这些基本概念是理解区块链中的数字签名、公钥私钥加密等密码学原理的起点。
图论: 虽然不是每个区块链都会用到,但某些区块链结构(如DAG)会利用图的原理。

密码学基础:
哈希函数(Hash Function): 这是区块链的灵魂之一。你需要理解其单向性、雪崩效应、抗碰撞性等特性。知道MD5、SHA256等常用哈希算法。理解哈希函数如何用于数据完整性校验和生成区块ID。
非对称加密(Asymmetric Encryption): 也称为公钥加密。理解公钥和私钥的概念,以及它们如何用于数字签名和身份验证。你需要了解RSA、ECC(椭圆曲线加密)等算法的基本原理。这直接关系到你如何安全地管理你的数字资产。
数字签名(Digital Signature): 理解数字签名如何结合哈希和非对称加密来实现身份验证和数据防篡改。

概率论与统计学(进阶):
概率: 理解概率分布、随机变量等。这在理解一些工作量证明(PoW)的挖矿过程,以及某些随机数生成机制时会有帮助。
统计学: 了解一些基本统计概念,对于分析链上数据、理解网络行为等会有益处。

三、 经济学与金融学基础:理解区块链的价值和应用

区块链技术不仅仅是技术,更深刻地影响着金融和经济领域。

宏观经济学与微观经济学:
供需关系、价格机制: 理解这些基础概念,能帮助你理解加密货币的价格波动、价值锚定等问题。
货币理论: 了解货币的本质、职能(价值尺度、流通手段、贮藏手段),有助于你理解比特币等数字货币作为一种新型货币的潜力。

金融学基础:
资产、投资、风险: 理解这些概念,有助于你理解加密货币作为一种投资品,以及DeFi(去中心化金融)的应用场景。
支付系统: 了解传统支付系统的原理和痛点,能让你更好地理解区块链如何提供更高效、低成本的支付解决方案。
经济激励: 这是区块链设计中非常关键的一环。理解“经济激励”如何驱动节点诚实行事、维护网络安全,是理解共识机制(如POS)的关键。

四、 逻辑思维与批判性思维:独立思考,辨别信息

在区块链这个快速发展且信息爆炸的领域,拥有良好的思维能力至关重要。

逻辑推理: 能够清晰地分析问题,找出因果关系,并进行严谨的推导。这对于理解复杂的算法和协议至关重要。
批判性思维: 不要盲目跟风。对于各种新项目、新概念,要保持审慎的态度,独立思考其技术可行性、经济模型、潜在风险和实际价值。学会辨别项目白皮书中的“技术术语陷阱”和过度承诺。

如何开始?

1. 从你的专业入手: 如果你是计算机科学、数学、经济学等相关专业的学生,你已经有了一个很好的起点。充分利用学校的课程资源。
2. 在线学习平台:
Coursera, edX, Udacity: 这些平台上有许多优秀的计算机科学、密码学和区块链相关的课程。推荐一些例如“Cryptography I” (Stanford, Coursera), “Bitcoin and Cryptocurrency Technologies” (Princeton, Coursera)。
YouTube: 搜索“区块链入门”、“Python教程”、“JavaScript入门”、“密码学基础”等关键词,有很多高质量的免费教学视频。
GitHub: 浏览一些热门的区块链项目(如Bitcoin, Ethereum),看看别人的代码是如何实现的。
3. 阅读白皮书: 挑选一些知名的区块链项目(如比特币、以太坊)的白皮书阅读。虽然初期可能看不懂很多细节,但尝试理解其核心思想和技术方案。
4. 参与社区讨论: 加入一些区块链相关的线上社区(如Reddit上的r/ethereum, r/Bitcoin subreddit,一些国内的技术论坛),与其他爱好者交流学习。
5. 动手实践:
尝试用Python写一个简单的哈希工具。
学习如何使用 MetaMask 等钱包,理解私钥、公钥和地址的概念。
尝试在测试网上部署一个简单的智能合约(比如一个计数器)。

最后,请记住:

循序渐进: 不要试图一次性掌握所有东西。从最基础的计算机科学知识开始,一步一个脚印地向前推进。
保持好奇心: 这是最宝贵的品质。对未知领域保持探索欲,是学习的强大动力。
持之以恒: 区块链技术发展迅速,需要持续学习和跟进。

祝你在区块链的学习之路上一切顺利!如果你在学习过程中遇到具体的问题,随时可以再来交流。

网友意见

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我现在大二上册,大一上学期接触区块链,完成了简单的DApp开发,现在准备在以太坊上插桩,研究合约的执行和交易的安全性,本质上也是软件分析。

一、明白区块链是什么

如何入门呢?首先,区分自己是想炒币还是想学技术。我个人认为,科班的人,应该先学好技术,同时可承受的范围内去接触资本市场。

区块链有许多分类,需要老师方向引领,不要看见什么项目火就去学什么,而是应该对这个技术框架有个整体的认识。建议找一找学校内做区块链相关的老师。

区块链的学习,应该从应用层逐渐走向底层。而应用层最好的学习方法是做一个DApp。熟悉交易的各个参数的含义,基本的web3库,相关生态,如openzeppelin合约库、truffle、hardhat开发框架,remix在线IDE,geth客户端,然后可以了解一下一些项目,如layer2,NFT,DeFi,swap,代理合约。

深入技术之前,需要对区块链系统有个基本认识。

例如难度、target、P2P,最长链原则等等,可以参考之前的文章。

对行业认知,可以看这个仓库

二、必备基础

需要的基础比较多:

Linux操作系统,这是你主要的开发环境,需要学会使用,基本的命令,权限管理,软件的apt安装、dpki或者RPM安装、源码安装,npm、snap这些安装。由于是虚拟机,科学上网、设置代理也是必会的内容。可以参考我曾经写过的文章,后面还会继续更新。

智能合约是区块链2.0的核心功能之一,也是很多项目生存的土壤,是必须学习的内容。建议直接看官方文档,视频太老了。可以看我写过的最新的Solidity语言的笔记,可能可读性和教学性不够,等寒假会温习和更新的。


这是一个系列,基本涵盖了所有内容。建议学完基础再去看合约。

练习是必要的,学一学前端、web3.js,在本地私链搭建一个应用。可以跟着这个视频做。这是是油管视频,大部分教程其实都来自国外。


密码学部分可以暂时跳过,但是对于采用了什么算法,比如ECC、RSA、SHA256这些,要简单看看功能。比如哈希函数是什么,单向陷门。

三、通用基础

Go语言是区块链主流语言,尤其是以太坊最主要的版本用Go写的。因此,如果想要深入原理,或者单纯想做一个服务端,Go都是很好的选择。

网上教程和书都很多,而且比较成熟,可以在Bilibili看视频。到了接口、通道、互斥锁部分可能需要额外的花功夫,但是这些都是值得的。

数据结构是基础,也是理解区块链数据结构的基础。链表、栈、树相关的应该随手能写。递归、分治、for的迭代也要能很快写出来。特别是树那一章可以多花精力,学会递归、学会手写栈去迭代、学会用双指针配合。

欢迎补充。

四、做研究

在学校的人,尽量不要完全去跟风项目,业务导向,而是去学习那些有挑战性的,需要老师指导师兄师姐连带帮助才能顺利学习的知识。

如果,希望尽快出一点成果,应该选择一个方向。如何选择方向和你个人的环境很相关。但是无论如何,不要闭门造车,可以进群和其他人交流,了解第一线的行业状况和机会。

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