區塊鏈讀書筆記02 區塊鏈高階

2021-09-26 22:15:40 字數 2234 閱讀 3298

參考文獻

補充說明:

廣播新的資料記錄時,實際上不需要抵達全部的節點。只要資料記錄資訊能夠抵達足夠多的節點,那麼將很快地被整合進乙個區塊中

全網節點表示接受某區塊的方法,就是將該區塊的隨機雜湊值視為最新的區塊雜湊值,新區塊的製造將以該區塊鏈為基礎進行延長

節點始終都將最長的區塊鏈視為正確的鏈,並持續以此為基礎驗證和延長它

如果有兩個節點同時廣播不同版本的新區塊(產生了分叉branch),那麼其他節點將會在其中的一條鏈條上進行工作。然後通過共識演算法的進一步執行,當其中的一條鏈條被證實為是較長的一條,那麼在其他分支鏈條上工作的節點將轉換陣營

使各個區塊通過時間線有序連線起來,形成鏈條——區塊鏈

通過給資料記錄印上時間標籤,使每條資料記錄都具有唯一性,從而使資料記錄本身在區塊和區塊上的哪個位置上發生可以被精確定位且可回溯

與其他的校驗機制協同發揮作用,使整個區塊鏈網路能夠確定性地驗證某條資料記錄是否真實

(由於任何新的資料記錄都繼承於過去的真實的資料記錄,且鏈條的各個區塊記錄由時間戳連線起來使之環環相扣,所以如果想要製造乙個假的資料記錄,就必須在區塊鏈上修改過去的所有資料記錄——隨著時間推移,鏈條越來越長,篡改資料記錄和製造虛假資料的難度越來越高)

——區塊鏈節點就區塊鏈資訊達成全網一致共識的機制,可以保證最新區塊被準確新增至區塊鏈、節點儲存的區塊鏈資訊一致不分叉,甚至可以抵禦惡意攻擊。

當前主流的共識機制包括:工作量證明、權益證明、工作量證明與權益證明混合(pos+pow)、股份授權證明、瑞波共識協議等。當然,除了這些,還有恆星共識協議(stellar consensus protocol,scp)、改進型實用拜占庭容錯機制(practical byzantine fault tolerance,pbft)和pool驗證池機制等。不同共識機制各有其應用場景和優勢。

——proof of work

該機制的基本步驟:

說明:上述過程中的驗證節點就是我們常說的「礦工」,隨機數計算查詢過程就是「挖礦」

事實上,挖礦為整個系統的運轉提供了原動力,它有三個重要功能:

pow機制的缺陷十分明顯:

——根據持有貨幣的量和時間,進行利息發放和區塊產生的機制。

在pos模式下,乙個重要的名詞叫「幣天」:

例如,每個幣每天產生1幣天,比如持有100個幣,總共持有了30天,那麼此時幣天就為3000。這個時候,如果發現了乙個新pos區塊,幣天就會被清空為0。每被清空365幣天,將會從區塊中獲得0.05個幣的利息。

缺陷:並未使區塊鏈變得越來越安全而不可逆,因為最終區塊鏈的區塊生產權掌握在賬戶餘額最多的少數節點手中

不能通過及時而高效的方法達成共識

——採用pow發行新幣,採用pos維護網路安全。

優勢:在pow+pos機制下,只要 持有幣的人,不論持有的數量多少,都可以挖到資料塊,而不用採用任何的礦池導致算力集中。同時,由於多採用幣天生成區塊,而不是算力,降低了資源消耗,解決了單純pow機制在維護網路安全方面先天不足的問題。

——每個持幣節點可以將其投票權授予一名代表。獲得票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表被分配到乙個時間段產生區塊。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1%作為報酬。從而大大提高了共識效率。

——ripple consensus protocol(rcp),使一組節點能夠基於特殊節點列表達成共識。初始特殊節點列表就像乙個俱樂部,要接納乙個新成員,必須由一定比例的該俱樂部會員投票通過。

rcp機制的工作原理:

驗證節點接收儲存待驗證交易。

活躍信任節點傳送提議。首先,信任節點列表是驗證池的乙個子集;其次,參與共識過程的信任節點必須處於活躍狀態,驗證節點與信任節點間存在保活機制,長期不活躍節點將被從信任節點列表刪除;最後,信任節點根據自身掌握的交易雙方額度、交易歷史等資訊做出判斷,並加入到提議中進行傳送

本驗證節點檢查收到的提議是否來自信任節點列表中的合法信任節點:如果是,則儲存;如果不是,則丟棄

驗證節點根據提議確定認可交易列表

驗證節點持續更新認可交易列表,當賬本中每筆交易都獲得超過一定閾值的信任節點列表認可時,共識達成,交易驗證結束。

共識過程結束後,已經形成最新的賬本,接下來將上輪剩餘的待確認交易以及新交易納入待確認交易列表,開始新一輪共識過程

[1] 長鋏,韓鋒.區塊鏈: 從數字貨幣到信用社會[m].北京: 中信出版社,2016

[2] 井底望天,蔣曉軍,相裡朋,劉純如. 區塊鏈與產業創新[m]. 北京: 人民郵電出版社,2018

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