区块链的共识艺术视频讲解 区块链共识什么意思

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北大青鸟设计培训:区块链技术中的共识算法?

关于区块链技术的一些讲解和知识点分析我们已经给大家分享过很多次了。

今天,南宁java课程就再来了解一下,区块链技术中的共识算法的一些基本定义与特点。

简单过一下区块链我们一般意识形态中的链是铁链,由铁铸成,一环扣一环。

形象地,区块链的也可以这么理解,只不过它不是由铁铸成,而是由拥有一定数据结构的块连接而成,这是一个简单的雏形通俗讲解共识所谓共识,通俗来说,就是我们大家对某种事物的理解达成一致的意思。

比如说日常的开会讨论问题,又比如判断一个动物是不是猫,我们肉眼看了后觉得像猫,其满足猫的特征,那么我们认为它是猫。

共识,是一种规则。

继续我们的会议例子。

参与会议的人,通过开会的方式来达到谈论解决问题。

对比区块链中,参与挖矿的矿工通过某种共识方式(算法)来解决让自己的账本跟其他节点的账本保持一致。

让账本保持一致的深入一层意思就是,让链中区块信息保持一致。

为什么需要共识,不需要可不可以?当然不可以,生活中没了共识的规则,一切乱套。

区块链没了共识的规则,各个节点各干各的,失去一致的意义。

这两个例子的对应的关系如下:会议的人=挖矿的矿工开会=共识方式(算法)谈论解决问题=让自己的账本跟其他节点的账本保持一致如果你对节点的概念意思不懂,请先理解为矿工,一个节点内部包含很多角色,矿工是其中之一。

共识算法目前常见的在区块链中,节点们让自己的账本跟其他节点的账本保持一致的共识方式(算法)有如下几种:PoW,代表者是比特币(BTC)弊端:矿池的出现,一定程度上违背了去中心化的初衷,同时也使得51%攻击成为可能,影响其安全性。

存在巨大的算力浪费,看看矿池消耗大量的电力资源,随着难度增加,挖出的不够付电费PoS,代表者是以太坊(ETH),从PoW过度到PoS弊端:破坏者对网络的攻击成本很低,拥有代币就能竞争另外拥有代币数量大的节点获得记账权的概率会更大,会使得网络共识受少数富裕账户支配,从而失去公正性。

深入了解区块链的共识机制及算法原理

所谓“共识机制”,是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;对一笔交易,如果利益不相干的若干个节点能够达成共识,我们就可以认为全网对此也能够达成共识。再通俗一点来讲,如果中国一名微博大V、美国一名虚拟币玩家、一名非洲留学生和一名欧洲旅行者互不相识,但他们都一致认为你是个好人,那么基本上就可以断定你这人还不坏。

要想整个区块链网络节点维持一份相同的数据,同时保证每个参与者的公平性,整个体系的所有参与者必须要有统一的协议,也就是我们这里要将的共识算法。比特币所有的节点都遵循统一的协议规范。协议规范(共识算法)由相关的共识规则组成,这些规则可以分为两个大的核心:工作量证明与最长链机制。所有规则(共识)的最终体现就是比特币的最长链。共识算法的目的就是保证比特币不停地在最长链条上运转,从而保证整个记账系统的一致性和可靠性。

区块链中的用户进行交易时不需要考虑对方的信用、不需要信任对方,也无需一个可信的中介机构或中央机构,只需要依据区块链协议即可实现交易。这种不需要可信第三方中介就可以顺利交易的前提是区块链的共识机制,即在互不了解、信任的市场环境中,参与交易的各节点出于对自身利益考虑,没有任何违规作弊的动机、行为,因此各节点会主动自觉遵守预先设定的规则,来判断每一笔交易的真实性和可靠性,并将检验通过的记录写入到区块链中。各节点的利益各不相同,逻辑上将它们没有合谋欺骗作弊的动机产生,而当网络中有的节点拥有公共信誉时,这一点尤为明显。区块链技术运用基于数学原理的共识算法,在节点之间建立“信任”网络,利用技术手段从而实现一种创新式的信用网络。

目前区款连行业内主流的共识算法机制包含:工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和Pool验证池这四大类。

工作量证明机制即对于工作量的证明,是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中,节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。工作量证明机制具有完全去中心化的优点,在以工作量证明机制为共识的区块链中,节点可以自由进出。大家所熟知的比特币网络就应用工作量证明机制来生产新的货币。然而,由于工作量证明机制在比特币网络中的应用已经吸引了全球计算机大部分的算力,其他想尝试使用该机制的区块链应用很难获得同样规模的算力来维持自身的安全。同时,基于工作量证明机制的挖矿行为还造成了大量的资源浪费,达成共识所需要的周期也较长,因此该机制并不适合商业应用。

2012年,化名Sunny King的网友推出了Peercoin,该加密电子货币采用工作量证明机制发行新币,采用权益证明机制维护网络安全,这是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。与要求证明人执行一定量的计算工作不同,权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。这种共识机制可以缩短达成共识所需的时间,但本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算。因此,PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以应用于商业领域的问题。

股份授权证明机制是一种新的保障网络安全的共识机制。它在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时,还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。

股份授权证明机制与董事会投票类似,该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统,就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会,所有股东都在这里投票决定公司决策。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表,而非全体用户。在这样的区块链中,全体节点投票选举出一定数量的节点代表,由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。同时,区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要,全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格,重新选举新的代表,实现实时的民主。

股份授权证明机制可以大大缩小参与验证和记账节点的数量,从而达到秒级的共识验证。然而,该共识机制仍然不能完美解决区块链在商业中的应用问题,因为该共识机制无法摆脱对于代币的依赖,而在很多商业应用中并不需要代币的存在。

Pool验证池基于传统的分布式一致性技术建立,并辅之以数据验证机制,是目前区块链中广泛使用的一种共识机制。

Pool验证池不需要依赖代币就可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础之上,可以实现秒级共识验证,更适合有多方参与的多中心商业模式。不过,Pool验证池也存在一些不足,例如该共识机制能够实现的分布式程度不如PoW机制等

这里主要讲解区块链工作量证明机制的一些算法原理以及比特币网络是如何证明自己的工作量的,希望大家能够对共识算法有一个基本的认识。

工作量证明系统的主要特征是客户端要做一定难度的工作来得到一个结果,验证方则很容易通过结果来检查客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性:工作对于请求方是适中中的,对于验证方是易于验证的。它与验证码不同,验证码是易于被人类解决而不是易于被计算机解决。

下图所示的为工作量证明流程。

举个例子,给个一个基本的字符创“hello,world!”,我们给出的工作量要求是,可以在这个字符创后面添加一个叫做nonce(随机数)的整数值,对变更后(添加nonce)的字符创进行SHA-256运算,如果得到的结果(一十六进制的形式表示)以“0000”开头的,则验证通过。为了达到这个工作量证明的目标,需要不停地递增nonce值,对得到的字符创进行SHA-256哈希运算。按照这个规则,需要经过4251次运算,才能找到前导为4个0的哈希散列。

通过这个示例我们对工作量证明机制有了一个初步的理解。有人或许认为如果工作量证明只是这样一个过程,那是不是只要记住nonce为4521使计算能通过验证就行了,当然不是了,这只是一个例子。

下面我们将输入简单的变更为”Hello,World!+整数值”,整数值取1~1000,也就是说将输入变成一个1~1000的数组:Hello,World!1;Hello,World!2;...;Hello,World!1000。然后对数组中的每一个输入依次进行上面的工作量证明—找到前导为4个0的哈希散列。

由于哈希值伪随机的特性,根据概率论的相关知识容易计算出,预计要进行2的16次方次数的尝试,才能得到前导为4个0的哈希散列。而统计一下刚刚进行的1000次计算的实际结果会发现,进行计算的平均次数为66958次,十分接近2的16次方(65536)。在这个例子中,数学期望的计算次数实际就是要求的“工作量”,重复进行多次的工作量证明会是一个符合统计学规律的概率事件。

统计输入的字符创与得到对应目标结果实际使用的计算次数如下:

对于比特币网络中的任何节点,如果想生成一个新的区块加入到区块链中,则必须解决出比特币网络出的这道谜题。这道题的关键要素是工作量证明函数、区块及难度值。工作量证明函数是这道题的计算方法,区块是这道题的输入数据,难度值决定了解这道题的所需要的计算量。

比特币网络中使用的工作量证明函数正是上文提及的SHA-256。区块其实就是在工作量证明环节产生的。旷工通过不停地构造区块数据,检验每次计算出的结果是否满足要求的工作量,从而判断该区块是不是符合网络难度。区块头即比特币工作量证明函数的输入数据。

难度值是矿工们挖掘的重要参考指标,它决定了旷工需要经过多少次哈希运算才能产生一个合法的区块。比特币网络大约每10分钟生成一个区块,如果在不同的全网算力条件下,新区块的产生基本都保持这个速度,难度值必须根据全网算力的变化进行调整。总的原则即为无论挖矿能力如何,使得网络始终保持10分钟产生一个新区块。

难度值的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每隔2016个区块,所有节点都会按照统一的格式自动调整难度值,这个公式是由最新产生的2016个区块的花费时长与期望时长(按每10分钟产生一个取款,则期望时长为20160分钟)比较得出来的,根据实际时长一期望时长的比值进行调整。也就是说,如果区块产生的速度比10分钟快,则增加难度值;反正,则降低难度值。用公式来表达如下:

新难度值=旧难度值*(20160分钟/过去2016个区块花费时长)。

工作量证明需要有一个目标值。比特币工作量证明的目标值(Target)的计算公式如下:

目标值=最大目标值/难度值,其中最大目标值为一个恒定值0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

目标值的大小与难度值成反比,比特币工作量证明的达成就是矿中计算出来的区块哈希值必须小于目标值。

我们也可以将比特币工作量的过程简单的理解成,通过不停变更区块头(即尝试不同nonce值)并将其作为输入,进行SHA-256哈希运算,找出一个有特定格式哈希值的过程(即要求有一定数量的前导0),而要求的前导0个数越多,难度越大。

可以把比特币将这道工作量证明谜题的步骤大致归纳如下:

该过程可以用下图表示:

比特币的工作量证明,就是我们俗称“挖矿”所做的主要工作。理解工作量证明机制,将为我们进一步理解比特币区块链的共识机制奠定基础。

如何系统学习区块链技术?

在最初自己自学区块链相关知识的时候,可以采用“自下而上”的方法,也就是通过看书、阅读白皮书等方式,自己查资料,再自行汇总和连接起这些知识,整合成一个较为完整的知识体系。

一、学习白皮书

上大学之前,我读过很多有关《论语》的书,都是关于应该如何读论语,应该如何理解论语的解读。直到有一天我发现,如此钟爱《论语》的我,却从来没有耐下性子来,认真读一读《论语》的原本。

于是,我去书店买回了一本《论语》,从头到尾认认真真地看了一遍,发现其实里面有太多细节和感悟,是没有办法通过任何解读传递的。而居然之前花了大量的时间,阅读了大量的解读,真的是舍本逐末,不得要领地在努力。

每个领域都一样。当你不了解它的时候,你会对它产生一种莫名的畏惧,认为它高高在上,高不可攀。为了快速踏进这些领域,你会在它周围寻找很多所谓的“解读”,打听很多“消息”。

二、技术角度

基础阶段:

1、《区块链开发指南》-作者申屠青春:

作者多余比特币底层的研究可谓是非常深入,讲解的也非常通俗易懂。

2、《区块链技术指南》-作者邹均:

作为国内第一本从技术角度讲解区块链的书籍,值得一读,2016年出版以来一致评价不错。

3、《区块链 原理、设计与应用》-作者杨保华陈昌:

陈昌前辈作为纸贵的CTO、记得之前的墨链就是基于Hyperledger Fabric的,所以这本书对于Hyperledger 相关开源产品的讲解很透彻。

扩展资料

区块链的定义

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain),是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

推荐书籍

1、《区块链:从数字货币到信用社会》

本书较为系统地对区块链的历史和现状、起源与发展以及问题和未来发展方向进行了总结,并从多个方面和行业对区块链的定义、创新,以及区块链的前景和存在的问题进行了理论阐释,探讨未来区块链如何引领互联网金融的发展方向,对我们如何看待区块链技术的崛起和其在人类发展中所起到的作用有重要的参考意义和理论价值。

2、《区块链革命》

这本书是“数字经济之父”继畅销书《维基经济学》之后又一力作,受到多国政治界、学术界和工商界翘楚人物的推崇。本书全景式描绘互联网前沿技术─区块链技术,将如何彻底改变互联网及银行业、证券业、保险业、会计税收、法律服务业、文化创意业、物流业、医药卫生业、电力业、和制造业等行业;前瞻性阐述这种技术可以做什么,以及我们如何利用好它。

3、《区块链世界》

这本书分为上下两篇。上篇通过翔实的资料,全面地回顾了区块链从2008年诞生、成长和逐步发展的历程,详尽地介绍了区块链技术的独创性、机制的科学性、逻辑的艺术性,通过金融、防伪、医疗等十余个行业场景介绍区块链的应用特性。下篇结合二十国集团峰会精神、 “十三五”规划等蕞新政策,探索研究区块链与数字经济的结合,以及作者对行业发展趋势的观点和建议。

参考资料:百度百科-区块链

区块链技术中的共识机制是什么?

1.共识机制是什么

在一个去中心化的结构体系中,由于各个参与方的地位是平等的,当出现分歧的时候,如何达成共识就成了问题。

所以,一个设计精妙、实际操作起来简单的共识机制是一个分布式的体系能够顺利自运转下去的关键所在。

简而言之,共识机制就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法,是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制。

区块链的最大共识是什么?

区块链的最大共识是赚钱。

人是贪婪的区块链的共识艺术视频讲解,对于财富的觊觎,几乎是每个人的基因,掌握的财富越多,就会胃口越大。在贪欲的唆使下,几乎每个物件都可能会成为敛财的工具,这是人类的宿命,而当下如火如荼的区块链,正在成为贪欲的新代言人。

人们的生活毕竟太单调区块链的共识艺术视频讲解了,除区块链的共识艺术视频讲解了赚钱和花钱,几乎找不到一个安心的信仰,来承载几十年人生的意义。区块链会成为人类真正信仰的导航吗?不会,至少从当下的芸芸众生里,无法感受到,据包括诸多的精英份子。

赚钱成为了区块链的最大共识,这符合区块链的三个属性:多方协作、价值不对称和容易数据化。因为,很少人是赚增量的钱,大都是通过多方协作,在一个生态里把存量的钱进行再度流转,在当下技术未能带来利润的情况下,区块链的每个暴富点,无一不是围绕存量财富的二度收割,尤其是区块链价值认知的不对称,成了财富收割的利器,更巧妙的是,每个行为、权益、物品等统统变成了颗粒极小的财富度量,以数据的形式呈现在财富簿上。

天下熙熙,皆为利来区块链的共识艺术视频讲解;天下攘攘,皆为利往。现实一再告诉区块链的共识艺术视频讲解我们,商业逆袭是一场财富争夺战,都在试图用泡沫和啤酒轮番洗劫用户的口袋,只是洗劫的姿势,有的稍显销魂,有的太过赤裸。

比照区块链世界模型,目前整个区块链圈层尚处于两个极端状态:不明技术真相的,拿着共识鼓吹革命,以谋认知红利;深谙技术真相的,力争上游,期待在四万个项目中拔得头筹,成为区块链时代的BAT,这个刺激的成就感,正吸引着无数的人加入一战成名的行列。但尤为可惜的是,遍览各项目,尤其是在经济制度上的拙劣表现,就基本可以判断,真正能称霸区块链这个圈子的人,尚未出现。

财富的暴涨,固然令人欣喜,但谁人又能像一代帝王那样运筹帷幄、兼济天下呢?这需要有经历淬炼后的肚量和智慧,才能侥幸采撷。当自己张口闭口共识的时候,可曾忖度过自己在日常生活里,是否就有了让人称羡的人格?

区块链围城内的人,两成人赚了八成人的钱,这里并非欢腾一片,而是充满了狡黠,只是被吞噬者笃定会有进场者买单,才愿意相信伤疤会变成取胜的军功章。而围城外的人,也不再慌张,因为这堵城墙其实是一道孱弱的马奇诺防线,对于精明的高手而言,他可以利用现实世界的便利,绕墙进入围城的顶层,而弱者则因为认知和筹码的不足,继续沦落为食物链的末端。

区块链的数据存储是分布式的,但财富的分布,则永远是集中式的,这条规律从未改变。财富的共产主义没错,但财富的共享主义则是天方夜谭,而“共产+私享”则是无数人的内心映射。另外,财富作为一个圣物,是正义和邪恶的合体,是一把绝大多数人无法玩转的倚天剑,所以,有的人用金钱毁灭世界,有的人用金钱拯救世界。会赚钱的人太多,而会分钱的人则太少了。

在我的认知里,分钱艺术比区块链技术难多了。技术是一个阶段性难题,而分钱则是伴随了人类历史的长期话题,这也是经济学存在的意义。

区块链不是一个能人志士就能搞定的,一如三国时期的群雄并起,人才的流动要比领土的更迭频繁太多,发币撒币的动作,固然催生了赚钱的共识,但在商业疆土上的拓展,必须有一群大德大才之士挺身而出,担负起技术落地前的信任肉身。这些人必须雄才大略、腹藏良谋、兼济苍生、胆识过人,与其说这是一场新技术革命,不如说这是一场秀尽智商和情商的人才拉力赛。真正能担当时代大任的,凤毛麟角,哪怕是摧城拔寨、笑傲一方江湖的将军,都少得可怜。大家更多是在巧立技术名目,借此敛财。

社区正在成为区块链共识的载体,但当下区块链社区看似浩浩荡荡、威风八面,但真正通晓古今、懂得经济本质和规律者,寥寥无几,这样的社区构成尚且经不起政策和价格的一丝风吹草动,哪怕一点异见,都会让社区分崩离析。用金钱浇筑的房舍,是最脆弱的建筑,因为金钱的最本质属性是流动性,自古“财聚人散”,区块链世界里的金钱集中流向,必然会让看似的热闹最终变得不欢而散,哪怕是穿着花样共识的护心服,也难掩一颗锈迹斑斑的赚钱之心。

当下的区块链项目,99%不会死于技术难以落地,而会卒于共识歪曲、人心向背。

区块链共识的进阶,会有一个过程,在当下这个洪荒期,基于认知和圈层的赚钱,尚属于共识1.0阶段,幸运的是它的体量尚不足以影响整体世界经济结构的大局,监管和政策介入的成本偏低,区块链这个大社区里,需要更多方角色的介入,尤其是具有服务职能的政府,更加不能缺位,而社区内的人也不应该表现的像惊弓之鸟,独立于世外。

一个个热闹的区块链社区,还算不上一片片森林,顶多是几棵树上的鸟窝,为了抢食而叽叽喳喳,哪怕来个三级风,大家也会作鸟兽散。真要梦想着打造一片森林,那就勇敢的下树,开凿沟渠,引水入流。

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