區塊鏈入門三部曲(一)區塊鏈基本概念介紹

2021-08-20 15:03:08 字數 2583 閱讀 4889

目前區塊鏈最廣泛的應用就是支付問題。

區塊鏈出現之前,為防止抵賴發生,絕大數情況下由「受信任」的第三方做證人,證明事件存在。這種機制下第三方只能是少數甚至乙個。這種機制是脆弱的:一旦出現第三方背叛或者消失,事件的存在性將沒法被證明。

區塊鏈的目的就是去信任。將事件寫入很多人甚至所有人的資料庫,這樣多數人甚至所有人證明事件存在,事件的存在性將不可更改。這種機制要強健許多。若要否定事件存在,只能多數人拒絕證明事件存在,這發生的概率是極小的。

為達到目的,區塊鏈必須有合適的激勵機制,吸引多數人加入;有一套合適的規則,使多數人能夠達成共識。受事件雙方的要求,只希望能證明事件是存在,而不希望所有人都知道這事發生在事件雙方頭上。因此,區塊鏈親切地提供了匿名化。

區塊鏈定義:

區塊鏈技術是構建位元幣區塊鏈網路與交易資訊加密傳輸的基礎技術。它基於密碼學原理而不基於信用,使得任何達成一致的雙方直接支付,從而不需要第三方中介的參與。資料的角度來看:區塊鏈是一種幾乎不可能被更改的分布式資料庫。這裡的「分布式」不僅體現為資料的分布式儲存,也體現為資料的分布式記錄(即由系統參與者共同維護)。技術的角度來看:區塊鏈並不是一種單一的技術,而是多種技術整合的結果。這些技術以新的結構組合在一起,形成了一種新的資料記錄、儲存和表達的方式。

區塊鏈分類:

公有鏈。無官方組織及管理機構,無中心伺服器,參與的節點按照系統規則自由接入網路、不受控制,節點間基於共識機制開展工作。

私有鏈。建立在某個企業內部,系統的運作規則根據企業要求進行設定,修改甚至是讀取許可權僅限於少數節點,同時仍保留著區塊鏈的真實性和部分去中心化的特性。

聯盟鏈。由若干機構聯合發起,介於公有鏈和私有鏈之間,兼具部分去中心化的特性。

區塊鏈基礎技術架構。

資料層解決的問題包括:據儲存、資料與時間對應、資料打包、交易賬戶的安全性、交易的抗可抵賴性。以雜湊值為紐帶的鏈式結構是最廣泛的儲存資料的結構。時間戳使資料有了時間的標記。merkle樹用於打包多條資料存入到乙個區塊裡。通過非對稱加密技術解決了交易賬戶的安全性問題。通過數字簽名技術解決了交易的抗可抵賴性問題。

網路層主要是p2p技術即對等網路。在p2p網路環境中,彼此連線的多台計算機之間都處於對等的地位,各台計算機有相同的功能,無主從之分,一台計算機既可作為伺服器,設定共享資源供網路中其他計算機所使用,又可以作為工作站,整個網路一般來說不依賴專用的集中伺服器,也沒有專用的工作站。因此具有耐攻擊和高容錯的優點。

共識層解決的是對等節點怎樣達成共識。對此有很多辦法:pow(工作量證明機制)、pbft(拜占庭容錯演算法)、pos(權益證明機制)、dpos(授權權益證明機制)等等。

工作量證明機制是指,所有節點平等計算乙個數學難題,最先得到答案的節點將獲得這個區塊的發布權。全網算力提高了黑客的入侵成本,從而降低黑客攻擊。特點:計算無意義的數學難題浪費算力,不需要代幣。

拜占庭將軍問題有多種解法。口頭訊息解法的結論:t干擾節點,若總結點大於等於3t+1,所有正常節點一定可以達到一致。特點:算力消耗小,不能防女巫攻擊,通訊量大適用小範圍節點通訊,不需要代幣。

pos 試**決 pow 中大量資源被浪費的缺點。它的安全性不是來自礦機的效能,而是來自提高經濟損失的經濟價值。區塊鏈維護乙個驗證人的集合,驗證者輪流對塊提名並投票,每個驗證者的投票權重取決於其存款的大小。持幣的節點通過傳送某種特定型別的交易把幣作為鎖定的保障金之後成為乙個驗證者,然後區塊鏈當前有效的驗證者基於某種共識演算法產生並確認乙個新塊。特點:算力消耗小適合公有鏈,需要代幣以致不適合部分行業應用。

缺點:1.純pos機制的加密貨幣,只能通過ipo的方式發行,這就導致「少數人」(通常是開發者)獲得大量成本極低的加密貨幣,在利益面前,很難保證他們不會大量拋售。2.pos機制的加密貨幣,信用基礎不夠牢固。

為解決這個問題,很多採用pow+pos的雙重機制,通過pow挖礦發行加密貨幣,使用pos維護網路穩定。或者採用dpos機制,通過社群選舉的方式,增強信任。

dpos每**東可以將其投票權授予一名代表。獲票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表分配到乙個時間段來生產區塊。所有的代表將收到等同於乙個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。如果乙個平均水平的區塊含有100股作為交易費,一名代表將獲得1股作為報酬。特點:算裡消耗小適合公有鏈,需要代幣以致不適合部分行業應用。相比pos:dpos算力消耗更小速度更快。

缺點:1.投票的積極性並不高。絕大多數持股人(90%+)從未參與投票。這是因為投票需要時間、精力以及技能,而這恰恰是大多數投資者所缺乏的。2.對於壞節點的處理存在諸多困難。社群選舉不能及時有效的阻止一些破壞節點的出現,給網路造成安全隱患。

有些時候綜合考慮或是提高穩定性,幾種演算法共用也可以。

激勵層根據共識層的演算法設計合適的激勵機制。比如:最早的位元幣採取pow激勵機制是給發現者發現新塊獎勵和打包交易獎勵交易費。pow是持幣多者做驗證人給相應獎勵。dpos是被股東選出的代表有10%交易費的獎勵。

應用層主要指區塊鏈技術的實際應用。比如:位元幣,智慧型合約。

一 區塊鏈基礎

區塊鏈 block chain 是一種對等網路下的分布式資料庫系統.區塊鏈系統是由分布式網路上一組互相不完全信任的計算機共同參與,通過共識規則,一起維護一套可靠 可追溯 不可篡改的鏈式資料的系統.狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將資料區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式資料結構,並以密碼學方式保證...

一 區塊鏈學習 區塊鏈的發展過程

概述 區塊鏈發展最初僅僅作為支援數字貨幣 位元幣交易的技術。現在,區塊鏈技術已經脫離了位元幣,在金融 徵信 物聯網 共享經濟等諸多領域中得到應用。其特點是 資料不可被篡改,資料可追溯。可以基於其特點為社會各個組織建立更值得信賴的網路,使用者可以在網路中分享資訊和價值。位元幣起源於2008年全球金融危...

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