区块链资源匹配机制 区块链资源匹配机制有哪些

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本篇文章给大家谈谈区块链资源匹配机制,以及区块链资源匹配机制有哪些对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

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。

区块链有哪些特点和运作机制?

区块链是一种共享区块链资源匹配机制的分布式数据库技术。尽管不同报告中对区块链的一句话介绍措辞都不相同区块链资源匹配机制,但以下4个技术特点是共识性的。

1. 去中心化(Decentralized):图1的左侧描述了当今金融系统的中心化特征区块链资源匹配机制,右侧描述的是正在形成的去中心化金融系统区块链资源匹配机制,其没有中介机构,所有节点的权利和义务都相等,任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作;

2. 去信任(Trustless):系统中所有节点之间无需信任也可以进行交易,因为数据库和整个系统的运作是公开透明的,在系统的规则和时间范围内,节点之间无法欺骗彼此;

3. 集体维护(Collectively Maintain):系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的,系统中所有人共同参与维护工作;

4. 可靠数据库(Reliable Database):系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,修改单个节点的数据库是无效的,因为系统会自动比较,认为最多次出现的相同数据记录为真。

比特币、以太坊、DECENT这些项目的区块链都是具备这些特点的。

区块链常见的三大共识机制

区块链是建立在P2P网络,由节点参与的分布式账本系统,最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中,用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间,无需建立彼此之间的信任,只需依靠区块链协议系统就能实现交易。

可是,要如何保证账本的准确性,权威性,以及可靠性?区块链网络上的节点为什么要参与记账?节点如果造假怎么办?如何防止账本被篡改?如何保证节点间的数据一致性?……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题,由此产生了共识机制。

所谓“共识机制”,就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;当出现意见不一致时,在没有中心控制的情况下,若干个节点参与决策达成共识,即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立“信任”网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

不同的区块链种类需要不同的共识算法来确保区块链上最后的区块能够在任何时候都反应出全网的状态。

目前为止,区块链共识机制主要有以下几种:POW工作量证明、POS股权证明、DPOS授权股权证明、Paxos、PBFT(实用拜占庭容错算法)、dBFT、DAG(有向无环图)

接下来我们主要说说常见的POW、POS、DPOS共识机制的原理及应用场景

概念:

工作量证明机制(Proof of work ),最早是一个经济学名词,指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作,通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。

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,并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。

应用:

POW最著名的应用当属比特币。在比特币网络中,在Block的生成过程中,矿工需要解决复杂的密码数学难题,寻找到一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。这期间需要经过大量尝试计算(工作量),计算时间取决于机器的哈希运算速度。

而寻找合理hash是一个概率事件,当节点拥有占全网n%的算力时,该节点即有n/100的概率找到Block Hash。在节点成功找到满足的Hash值之后,会马上对全网进行广播打包区块,网络的节点收到广播打包区块,会立刻对其进行验证。

如果验证通过,则表明已经有节点成功解迷,自己就不再竞争当前区块,而是选择接受这个区块,记录到自己的账本中,然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块,才会添加的账本中,其他的节点进行复制,以此保证了整个账本的唯一性。

假如节点有任何的作弊行为,都会导致网络的节点验证不通过,直接丢弃其打包的区块,这个区块就无法记录到总账本中,作弊的节点耗费的成本就白费了,因此在巨大的挖矿成本下,也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议,也就确保了整个系统的安全。

优缺点

优点:结果能被快速验证,系统承担的节点量大,作恶成本高进而保证矿工的自觉遵守性。

缺点:需要消耗大量的算法,达成共识的周期较长

概念:

权益证明机制(Proof of Stake),要求证明人提供一定数量加密货币的所有权。

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。

应用:

2012年,化名Sunny King的网友推出了Peercoin(点点币),是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。PPC最大创新是其采矿方式混合了POW及POS两种方式,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。

为了实现POS,Sunny King借鉴于中本聪的Coinbase,专门设计了一种特殊类型交易,叫Coinstake。

上图为Coinstake工作原理,其中币龄指的是货币的持有时间段,假如你拥有10个币,并且持有10天,那你就收集到了100天的币龄。如果你使用了这10个币,币龄被消耗(销毁)了。

优缺点:

优点:缩短达成共识所需的时间,比工作量证明更加节约能源。

缺点:本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,转账真实性较难保证

概念:

授权股权证明机制(Delegated Proof of Stake),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。

授权股权证明在尝试解决传统的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。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。

应用:

比特股(Bitshare)是一类采用DPOS机制的密码货币。通过引入了见证人这个概念,见证人可以生成区块,每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个(N通常定义为101)候选者可以当选为见证人,当选见证人的个数(N)需满足:至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。

见证人的候选名单每个维护周期(1天)更新一次。见证人然后随机排列,每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块,若见证人在给定的时间片不能生成区块,区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速,也更加节能。

DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式达成共识,他们投票选出的N个见证人,可以视为N个矿池,而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人(矿池),只要他们提供的算力不稳定,计算机宕机,或者试图利用手中的权力作恶。

优缺点:

优点: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

缺点:中心程度较弱,安全性相比POW较弱,同时节点代理是人为选出的,公平性相比POS较低,同时整个共识机制还是依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。

区块链目前用到哪些共识机制?它们各自的优缺点和适用范围是什么

1、区块链的技术是什么?

如果我们把数据库假设成一本账本,读写数据库就可以看做一种记账的行为,区块链技术的原理就是在一段时间内找出记账最快最好的人,由这个人来记账,然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。这也就相当于改变数据库所有的记录,发给全网的其他每个节点,所以区块链技术也称为分布式账本(distributed ledger)。

区块链(Blockchain)是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让参与系统中的任意多个节点,通过一串使用密码学方法相关联产生的数据块(block),每个数据块中包含了一定时间内的系统全部信息交流数据,并且生成数据指纹用于验证其信息的有效性和链接(chain)下一个数据库块。 区块链是一种类似于NoSQL(非关系型数据库)这样的技术解决方案统称,并不是某种特定技术,能够通过很多编程语言和架构来实现区块链技术。并且实现区块链的方式种类也有很多,目前常见的包括POW(Proof of Work,工作量证明),POS(Proof of Stake,权益证明),DPOS(Delegate Proof of Stake,股份授权证明机制)等。 区块链的概念首次在论文《比特币:一种点对点的电子现金系统(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)》中提出,作者为自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的个人(或团体)。因此可以把比特币看成区块链的首个在金融支付领域中的应用。

2、区块链的原理是什么?

结合定义区块链的定义,需要有这四个特征我们才能认为:去中心化(Decentralized)、去信任(Trustless)、集体维护(Collectively maintain)、可靠数据库(Reliable Database)。并且由四个特征会引申出另外2个特征:

开源(Open Source)、匿名性(Anonymity)。如果一个系统不具备这些特征,将不能视其为基于区块链技术的应用。 去中心化(Decentralized):整个网络没有中心化的硬件或者管理机构,任意节点之间的权利和义务都是均等的,且任一节点的损坏或者失去都会不影响整个系统的运作。因此也可以认为区块链系统具有极好的健壮性。 去信任(Trustless):参与整个系统中的每个节点之间进行数据交换是无需互相信任的,整个系统的运作规则是公开透明的,所有的数据内容也是公开的,因此在系统指定的规则范围和时间范围内,节点之间是不能也无法欺骗其它节点。 集体维护(Collectively maintain):系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护的,而这些具有维护功能的节点是任何人都可以参与的。 可靠数据库(Reliable Database):整个系统将通过分数据库的形式,让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝。除非能够同时控制整个系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,也无法影响其他节点上的数据内容。因此参与系统中的节点越多和计算能力越强,该系统中的数据安全性越高。 开源(Open Source):由于整个系统的运作规则必须是公开透明的,所以对于程序而言,整个系统必定会是开源的。 匿名性(Anonymity):由于节点和节点之间是无需互相信任的,因此节点和节点之间无需公开身份,在系统中的每个参与的节点都是匿名的。

3、区块链金融是什么?

2016年,革新者将被革新。新一轮技术革命将一边应对共享经济的陌生人之间信任的挑战,一边破坏此类平台赚钱的基础。

传统的中介

共享经济虽然有效地挑战了现状,并且带有强烈创新属性,但是,它采用的依然是非常传统的商业模式。

最常见的对交易收取佣金的方式已经沿用了数个世纪。今天,技术已经让很多事成为可能,但是仍无法完全取代中介。

P2P 平台与其他在线市场刚兴起时,人们纷纷谈论去中介(disintermediation),这种绕过传统中介,通过网络直接将人们连接起来的新方式。事实上,尽管我们已经体会到新型市场便捷得多,并看到与各种供应商进行交易的可能性,但是,我们今天仍然在很大程度上依赖中介。事实是如今最大的新型企业正是巨型中介,其规模超乎想象,像阿里巴巴、Amazon、eBay 和 Uber。

有没有一种技术解决方案,能够完全去除各交易方之间的中介?是否存在一个系统,在其中你能够与任何人直接交易,并免于受到欺骗,同时无人拥有该系统,因此没有佣金收取方。

区块链技术使之成为可能。区块链是比特币的核心技术,极具创新性,可以用于建成完全透明、无主、分散的系统,能在没有任何形式中介的情况下,保证各种交易方安全进行交易,这些交易方包括人、企业。

自然而然地,很多资源流向了区块链,区块链也给金融与法律行业带来了相当的影响,并最终将在这两个行业肆虐横行,或者提供最佳机会,这全在于你怎么看待它。

去中心化金融

2015年,可能是出于对另类金融(alternative finance)市场增长的高度敏感,九家投资银行针对区块链技术金融服务联合开发了开放标准。去年,不断有各种活动讨论区块链技术的未来,还推出了Slock.it,这是去中心化共享经济的第一批技术堆栈之一。

区块链下的共享经济是什么样的?

如果你想在共享经济中继续赚取佣金,那就要创造新的商业模式。

当然,区块链市场仍将需要一些投资。开发者可能乐于花费时间,解决困扰系统的代码。但是,我至今还没遇到早该出现的有类似想法或乐于投资的品牌顾问、设计师或商人。单单依靠代码无法帮助区块链市场进入主流。

但是区块链将会蓬勃发展,加之摆脱了烦人的中介,几乎可以预测它肯定会比现有的共享经济更加便宜,到那时,巨头们就会被迫着手应对。

老牌共享经济将重复历史,因坚信本身坚不可摧而走向没落,被更灵活、有科技助力的竞争对手迅速取代?还是将进行实验,在共享经济 2.0 中找到有利可图的市场,并在游戏中胜出?

那么信用呢?

信用,是共享经济相关所有讨论中的最高频词,相当复杂棘手。目前的协作平台们表达地非常清晰:我们能提高共享经济中的信任水平;我们能采取最优措施,保证用户信任我们的平台并在上面交易,但是,我们无法保证人与人的交易值得信任。区块链解则解决了上述问题。

区块链中交易系统不可改变,并且可以在已分配分类账内跟踪每笔交易,智能合同为所有双方交易充分设定参数与条件,因此区块链不再需要任何的 “可信中介” 或者陌生人之间信用的担保方。

到 2017年,监管机构将意识到他们需要彻底反思共享经济领域的规章制度。那时,各交易方将在区块链中达成数亿的独立合同,一种解决方案是向系统中敲进规则代码。

2008年 左右共享经济首次出现时,很多人欢呼不已,认为是将带领我们进入一种新的包容、可持续经济的现象,是未来带我们进入后资本范式的一种民主化力量。但是,(到目前为止)事实并非如此。互联网刚出现时也是这样,在最初阶段曾被乌托邦式理想化,所以,对区块链持有同样变革性期待的人很可能会失望。即便如此,区块链将动摇共享经济巨头,这丝毫不会受到影响。

4、区块链社区

布比区块链专注于区块链技术和产品的创新,已拥有多项核心技术,开发了自有的区块链服务平台。以去中心化信任为核心,致力于打造开放式价值流通网络,让数字资产都自由流动起来。

特色与优势

已取得多项核心技术创新,开发了自有的区块链基础服务平台,已在股权、供应链、积分、信用等领域开展应用。

快速交易验证

通过对签名算法、共识机制、账本存储等关键交易环节的优化,布比区块链可以实现秒级的快速交易验证。

高效账本存取

布比区块链对账本存储结构的调整,可以节省90%的储存空间,降低系统长时间运行,导致账本存取性能下降的风险。

多种资产发行

布比区块链支持不同用户、多种资产的发行与交易,每种资产可跟踪记录发行商、发行数量、交易流通等详情。

联合签名控制

允许同一账户下设置多个使用用户,并针对不同的操作设置相应的权限,以满足多方签名控制的使用场景。

内置智能合约

智能合约是一套以数字形式定义的承诺,区块链变身合约的参与方,负责维护保存合约,并自动执行。

链上交易所

与传统中心化交易所相比,用区块链构建的交易平台,所有交易都在链上验证、完成和保存,保障用户交易安全性。

布比区块链要做的是一项新的技术和产品——实现真正的价值流通,使得互联网到达一个新的高度。如果有了这个技术的应用,在转移资产的时候就可以没有中心机构了,可以实现我们之间资产的直接转移。将来如果网络本身可以结账,我们就可以直接转移了,就不需要通过中间机构。

什么是区块链,区块链有什么作用?

什么是区块链?会对以后的生活带来什么样的改变?

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。

比特币白皮书英文原版其实并未出现 blockchain 一词,而是使用的 chain of blocks。最早的比特币白皮书中文翻译版中,将 chain of blocks 翻译成了区块链。这是“区块链”这一中文词最早的出现时间。

国家互联网信息办公室2019年1月10日发布《区块链信息服务管理规定》,自2019年2月15日起施行。

狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

其实非常简单和形象的理解我们可以想象为把生活的一切事情都以数字化的形式实现,衣食住行,看病,教育等等的一切,以互联网为基础,在家就可以轻松搞定,不论去哪里办事还是交易,手机就可以完全操作完成,随着不断的发展我们的万事万物都可以在网上轻松完成,比容工作,生产,种植等等,当然5g的崛起带来的到底是什么现在也没有人可以精准的预测,但是肯定会给生活和 社会 形态带来翻天覆地的变化!

区块链诞生自中本聪的比特币,自2009年以来,出现了各种各样的类比特币的数字货币,都是基于公有区块链的。

数字货币的现状是百花齐放,列出一些常见的:bitcoin、litecoin、dogecoin、OKcoinetc,除了货币的应用之外,还有各种衍生应用,如NXT,SIA,比特股,MaidSafe,Ripple,Ethereum等等。

2016年1月20日,中国人民银行数字货币研讨会宣布对数字货币研究取得阶段性成果。会议肯定了数字货币在降低传统货币发行等方面的价值,并表示央行在 探索 发行数字货币。

可以用区块链的一些领域可以是:

▪ 智能合约

▪ 证券交易

▪ 电子商务

▪ 物联网

▪ 社交通讯

▪ 文件存储

▪ 存在性证明

▪ 身份验证

▪ 股权众筹

可以把区块链的发展类比互联网本身的发展,未来会在internet上形成一个比如叫做finance-internet的东西,而这个东西就是基于区块链,它的前驱就是bitcoin,即传统金融从私有链、行业链出发(局域网),bitcoin系列从公有链(广域网)出发,都表达了同一种概念——数字资产(DigitalAsset),最终向一个中间平衡点收敛。

区块链体系结构的核心优势包括:

任何节点都可以创建交易,在经过一段时间的确认之后,就可以合理地确认该交易是否为有效,区块链可有效地防止双方问题的发生。对于试图重写或者修改交易记录而言,它的成本是非常高的。区块链实现了两种记录:交易(transactions)以及区块(blocks)。交易是被存储在区块链上的实际数据,而区块则是记录确认某些交易是在何时,以及以何种顺序成为区块链数据库的一部分。交易是由参与者在正常过程中使用系统所创建的(在加密数字货币的例子中,一笔交易是由bob将代币发送给alice所创建的),而区块则是由我们称之为矿工(miners)的单位负责创建。

所以终上所述,这无疑是一个改变生活的新技术,未来的整个 社会 的生产活动都会以区块链作为底层逻辑展开进行,很多事情我们都可以触手可及,加上人工智能和大数据的融入,能让我们轻松搞定现在看来貌似比较繁琐的事情,比如一些证券市场的交易,和理财活动的智能化匹配。

通俗易懂的说区块链是将人财物,人机物、人场货一体化,打包做成一个整体;把它放在一个基础设施上来运行的网络计算中心。

现在笔者的脑洞不够大,无法想象未来的世界会是什么样子的,很期待!

这个问题,我了解一二,下面我们就认识一下这个神秘的东东-区块链。

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

越是热潮,越要去伪存真。首先,我们先得搞清楚什么是真正的区块链技术。

举例说明, 以网上购买水果为例。

以网购买水果的流程如下 :

使用区块链技术,去中心化的形态后,购买水果的流程如下:

小结:

1、我们发现,原有的交易流程是:买家跟卖家做交易,所有的关键流程都是在跟支付平台打交道。这样的好处在于:万一哪个环节出问题,卖家和买家都可以通过平台寻求帮助,让平台做出仲裁。但平台发生重大bug或被黑客攻击,导致一段时间内的转账记录全部丢失,损失怎么处理是一个麻烦事。

2、使用区块链技术的交易流程是:所有人的账本上都有着完全一样的交易记录,即使支付宝的账本服务器坏了,卖家的账本还存在,买家账本还存在。这笔交易一旦发生,就再也抹不去痕迹。

这就是区块链的核心,就是“记账+认账”四个字。

区块链技术的发展与成熟离不开以上新一代互联网技术的基础和铺垫,区块链不单单是一种技术,更是提供了一种服务模式和解决方案,为互联网产业的进一步发展起到了极其重要的推动作用。

1、区块链+金融

2、区块链+供应链管理

3、区块链+智能制造

4、区块链+公共服务

5、区块链+教育就业

6、区块链+文化 娱乐

7、区块链+支付

8、 区块链+发票{深圳已启用}

区块链的可追溯性及不可篡改性,与金融行业天生本质及需求,恰好结合到一起,这使得区块链在金融服务领域的应用,是到目前为止最为深入、相对成熟的领域。区块链技术有着广泛的应用前景。未来的 科技 竞争,也必将是属于区块链的竞争。

理解区块链很重要,这对于识破各种伪区块链骗术很重要。

如果别人用一堆专业术语来解释区块链,您很难听懂,他自己也未必真懂。

所以,我们首先建立起一道心理防线。给您兜售概念、讲一大堆不明觉厉专业术语的人,可能就是骗子。要千万小心!

理解区块链要知道区块链最核心的诉求是什么。您想象,当今互联网高度发达的世界,最担心什么?

隐私,对就是隐私。如何保护隐私?您随时可能被监控着,您个人的任何资料随时都有可能被人窃取。如果个人隐私得不到绝对保护,那互联网就会变成另一个权力金子塔。站在金子塔顶的是谁?是最聪明的技术高手,是平台提供者,是信息监管者。您我,可能是这个金子塔底的人。

最初发明区块链的人怀着个人被互联网完全吞噬的严重忧虑,试图创造一种绝对安全的加密技术,把个人隐私锁起来。这种技术完全颠覆了传统的加密技术。实际上,与其说是把隐私锁起来,还不如说是把隐私撕碎,然后把各个碎片分配到不同人手里私下保管。除非所有人都同意把碎片拿出来拼出完整的密码,否则真相无法再现。这也就是区块链的第一个机制,即去中心化。

但是光去中心化还不够,还必须让那些偷密码碎片的人无处遁形,让小偷的每一个动作都被无法擦除的记录下来,并在互联网中随处扩散,公之于众。这就是区块链的第二个机制,即不可匿机制。您想,哪个窥探隐私的人不是鬼鬼祟祟的?

总结起来,区块链就是要把隐私分散地藏起来,把任何再现这个隐私的行动记录起来并公之于众。看到这,您可能要为区块链拍手叫绝了。先别急,世上哪有那么好的事?存在绝对安全的乌托邦吗?如果真能实现绝对意义上的区块链,政府的存在还有意义吗?不错,区块链最初就是无政府主义的化身。它的终极意义注定不会实现。它的生存可能必须依附权力,注定成为另一个被精致包装的谎言,骗人的幌子。从这个意义上讲,政府必然也必须为区块链的发展指定框架,对区块链的价值进行重构,将区块链里面裹挟的反政府、反国家企图驱逐出去。区块链的一些技术能够具体应用,但绝不能宣扬什么去中心化。总之,对区块链要保持高度警惕。美丽的外表下面往往藏着毒刺。绝对理想化的配方往往成了毒药。那个说能绝对保护你隐私和资金安全的人,才是真正的偷窥狂和吸血魔。

我们最能保护隐私的方法或许只能是不要有任何隐私,完全坦荡地生活,要么活成一轮太阳,要么活成一个酒神。

观点:1.区块链概念最早起源于比特币技术属性(分布式数据存储记账、去中心化、无法篡改交易记录、点对点信息传输、共享机制…),但后来有人把概念继续延伸和扩展到很多商业领域便于资本炒作,2.现实中的区块链(目前市面上的区块链非常混乱),炒作概念在股市圈钱的居多,还存在缺乏监管漏洞,法律法规问题等,甚至存在洗钱的情况(区块链产品实际运作是一回事,背后资本运作是另一回事),就目前而言全世界的计算机体系无法满足区块链属性特征的技术要求(比如分布式数据存储记账,去中心化……,),网络带宽以及存储技术和计算机运算体系都无法实现交易运行要求(很容易通过计算机技术手段让你的网络堵塞或无法完成分布式数据存储或交易随时中断或延迟等实际应用产生的风险,另外就目前全球的计算机体系而言很容易破解区块链底层程序(这是目前全球的计算机存在的致命缺陷,0和1二进制逻辑,另外如果采用逆区块链模式运算算法非常容易破解区块链,这种逆运算模式也完全可以篡改所有交易记录,如果未来真正意义的量子计算机面市,更可以直接秒破所有区块链计算机体系,比特币挖矿就是庞氏骗局,3.目前全球市面上的区块链大多基本都是资本炒作概念圈钱,

区块链的提法已经有几年了,去年初听一个区块链大佬说,2018年是区块链最好的发展之年,过了这一年,外发展就落后了。 什么是区块链?影响的说,就像猪大肠,一节一节连在一起。区块链就是要把这些区块连在一起,固定下来,采用计算机和互联网加密技术,防止向外泄露秘密。 这项技术不能通过专业术语讲给非专业人士听,一般情况下听不懂。只能打比方来说明。我来举两个例子:

1.甲乙丙丁四个人在麻将馆打麻将赌钱,每局用筹码,散伙的时候一次性结账,甲输了1500元,乙输了300元,丙赢了200,丁赢了1600。结果,甲只有1000元,其他人都理清了,但甲还欠丁400元。这件事,只有这四个人都知道,这四个人就是一个区块。 口说无凭,这种事也不会写欠条,今后甲不还钱,怎么办?这事除了甲乙丙丁4人在场,其他人都不知道,如果甲要赖账,说根本不欠钱,也只有乙丙丁这3人知道甲赖账,其他人不好判断甲是否欠钱不还。 所以,区块链的价值需要扩大参与面,如果这4个人当时打麻将的时候,有十几个朋友围观呢?这甲赖账的成本就大了吧?这是现实生活的区块。延伸到互联网呢?那就有无限可能了,场景就多了。

2.假如甲乙丙丁四个人是在一个500人的生意群里面做生意,这500人的群就是一个大区块。有一次,甲向乙要了一万元的货,但是没有及时打钱给乙,甲当时说3天内就打钱给乙。这事在群里大家都知道,如果甲在3天内没打钱给乙,那这个群里的其他498位生意伙伴都知道了,甲如果要赖账不还,自己在这个生意圈里面的声誉就受到影响。这是一个区块。

后来,甲又想丙做生意,丙向甲要货,甲说,你先打5000定金,马上就发货,丙打了5000块钱给甲,结果甲迟迟不发货,这事群里面的人都知道,这又是一个区块。两个区块连在一起,大家对甲的信誉就怀疑了。这样搞几次,甲先生今后还玩得下去吗?这就是区块链的价值。

区块链,看似复杂,其实也不复杂;看似简单,其实真要操作起来也很难。区块太小,没有什么意义。区块想要做大,会涉及隐私和商业秘密,比如谈恋爱这事,就不方便在大群里说;比如合作做大生意,就不方便事前在群里(区块)公开讨论。不过,区块链技术使用的场合还是有的,比如扶贫工作、救灾资金管理等,晒在阳光下,大家都知道,相互来监督。 举了这两个例子,不知道大家了解了一点没有?

【关于区块链最核心、易懂的简介】

一、区块链是如何创造信任的?我们以 “1”、 “2”、 “3”来总结区块链的特点:

- “1”句话概括区块链:可信的分布式数据库;

- “2”大核心性质:分布式、不可篡改;

- “3”个关键机制:密码学原理、数据存储结构、共识机制。

“分布式”与“不可篡改”的性质保证了区块链的“诚实”与“透明”,这是区块链能够创造信任的基础。

二、行业方面,预计未来3-5年将以金融行业为主,逐渐向其他实体行业辐射,更切合实际的场景加速落地,行业从“1到N”发展到包括 娱乐 、商品溯源、征信等。

未来,区块链除了自身运用侧链、闪电网络、跨链等技术外,更需要与5G、人工智能、大数据、物联网等新兴信息技术深度融合,从而提升技术性能和链下数据质量并减少资源浪费。

三、智能合约可能是区块链上最具革命性的应用。如果智能合约在区块链上实现广泛运用,经济分工将在互联网时代进一步细化,全球范围内的各网络节点将直接对接需求和生产,更广泛的 社会 协同将得以实现。

如果上述愿景实现,区块链技术与行业的结合有望迎来“从1到N”的爆发时刻,它的爆发或将不是线性的而是非线性的,区块链也才可能从“信任机器”升级成为引领产业浪潮的重要“引擎”。

去中心化。防止作弊。原来一个人记账,可以改,现在是50个人,每个人记录一笔,每个人都账本都有记录,你能把50个都改了吗?50个账本是通的,除非都改掉。所以用处很大。

看到很多人回答,普通人不能直观地理解。我简单明了地解释一下,区块链就是去中心化,发生一件事的时候,大家都记下,且有自己的密码,不可篡改。

就是黑客想改,也得一个一个来,累死他,事实上不可能,至少目前。

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。

区块链起源于比特币,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和生成下一个区块。

区块链在国际汇兑、信用证、股权登记和证券交易所等金融领域有着潜在的巨大应用价值。将区块链技术应用在金融行业中,能够省去第三方中介环节,实现点对点的直接对接,从而在大大降低成本的同时,快速完成交易支付。

看了这么多高人的精心指点,本人还是一脸懵,就只记得好像以前有人利用这个所谓的“区块链”做传销……

区块链的共识机制

一、区块链共识机制的目标

区块链是什么?简单而言,区块链是一种去中心化的数据库,或可以叫作分布式账本(distributed ledger)。传统上所有的数据库都是中心化的,例如一间银行的账本就储存在银行的中心服务器里。中心化数据库的弊端是数据的安全及正确性全系于数据库运营方(即银行),因为任何能够访问中心化数据库的人(如银行职员或黑客)都可以破坏或修改其中的数据。

而区块链技术则容许数据库存放在全球成千上万的电脑上,每个人的账本通过点对点网络进行同步,网络中任何用户一旦增加一笔交易,交易信息将通过网络通知其他用户验证,记录到各自的账本中。区块链之所以得其名是因为它是由一个个包含交易信息的区块(block)从后向前有序链接起来的数据结构。

很多人对区块链的疑问是,如果每一个用户都拥有一个独立的账本,那么是否意味着可以在自己的账本上添加任意的交易信息,而成千上万个账本又如何保证记账的一致性? 解决记账一致性问题正是区块链共识机制的目标 。区块链共识机制旨在保证分布式系统里所有节点中的数据完全相同并且能够对某个提案(proposal)(例如是一项交易纪录)达成一致。然而分布式系统由于引入了多个节点,所以系统中会出现各种非常复杂的情况;随着节点数量的增加,节点失效或故障、节点之间的网络通信受到干扰甚至阻断等就变成了常见的问题,解决分布式系统中的各种边界条件和意外情况也增加了解决分布式一致性问题的难度。

区块链又可分为三种:

公有链:全世界任何人都可以随时进入系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。公有链通常被认为是“完全去中心化“的,因为没有任何人或机构可以控制或篡改其中数据的读写。公有链一般会通过代币机制鼓励参与者竞争记账,来确保数据的安全性。

联盟链:联盟链是指有若干个机构共同参与管理的区块链。每个机构都运行着一个或多个节点,其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易,并且共同来记录交易数据。这类区块链被认为是“部分去中心化”。

私有链:指其写入权限是由某个组织和机构控制的区块链。参与节点的资格会被严格的限制,由于参与的节点是有限和可控的,因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本、不容易被恶意攻击、并且能够做到身份认证等金融行业必须的要求。相比中心化数据库,私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据。即使发生错误,也能够迅速发现来源,因此许多大型金融机构在目前更加倾向于使用私有链技术。

二、区块链共识机制的分类

解决分布式一致性问题的难度催生了数种共识机制,它们各有其优缺点,亦适用于不同的环境及问题。被众人常识的共识机制有:

l PoW(Proof of Work)工作量证明机制

l PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制

l DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制

l PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法

l DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法

l SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议

l RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法

l Pool验证池共识机制

(一)PoW(Proof of Work)工作量证明机制

1. 基本介绍

在该机制中,网络上的每一个节点都在使用SHA256哈希函数(hash function) 运算一个不断变化的区块头的哈希值 (hash sum)。 共识要求算出的值必须等于或小于某个给定的值。 在分布式网络中,所有的参与者都需要使用不同的随机数来持续计算该哈希值,直至达到目标为止。当一个节点的算出确切的值,其他所有的节点必须相互确认该值的正确性。之后新区块中的交易将被验证以防欺诈。

在比特币中,以上运算哈希值的节点被称作“矿工”,而PoW的过程被称为“挖矿”。挖矿是一个耗时的过程,所以也提出了相应的激励机制(例如向矿工授予一小部分比特币)。PoW的优点是完全的去中心化,其缺点是消耗大量算力造成了的资源浪费,达成共识的周期也比较长,共识效率低下,因此其不是很适合商业使用。

2. 加密货币的应用实例

比特币(Bitcoin) 及莱特币(Litecoin)。以太坊(Ethereum) 的前三个阶段(Frontier前沿、Homestead家园、Metropolis大都会)皆采用PoW机制,其第四个阶段 (Serenity宁静) 将采用权益证明机制。PoW适用于公有链。

PoW机制虽然已经成功证明了其长期稳定和相对公平,但在现有框架下,采用PoW的“挖矿”形式,将消耗大量的能源。其消耗的能源只是不停的去做SHA256的运算来保证工作量公平,并没有其他的存在意义。而目前BTC所能达到的交易效率为约5TPS(5笔/秒),以太坊目前受到单区块GAS总额的上限,所能达到的交易频率大约是25TPS,与平均千次每秒、峰值能达到万次每秒处理效率的VISA和MASTERCARD相差甚远。

3. 简图理解模式

(ps:其中A、B、C、D计算哈希值的过程即为“挖矿”,为了犒劳时间成本的付出,机制会以一定数量的比特币作为激励。)

(Ps:PoS模式下,你的“挖矿”收益正比于你的币龄(币的数量*天数),而与电脑的计算性能无关。我们可以认为任何具有概率性事件的累计都是工作量证明,如淘金。假设矿石含金量为p% 质量, 当你得到一定量黄金时,我们可以认为你一定挖掘了1/p 质量的矿石。而且得到的黄金数量越多,这个证明越可靠。)

(二)PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制

1.基本介绍

PoS要求人们证明货币数量的所有权,其相信拥有货币数量多的人攻击网络的可能性低。基于账户余额的选择是非常不公平的,因为单一最富有的人势必在网络中占主导地位,所以提出了许多解决方案。

在股权证明机制中,每当创建一个区块时,矿工需要创建一个称为“币权”的交易,这个交易会按照一定比例预先将一些币发给矿工。然后股权证明机制根据每个节点持有代币的比例和时间(币龄), 依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,以加快节点寻找随机数的速度,缩短达成共识所需的时间。

与PoW相比,PoS可以节省更多的能源,更有效率。但是由于挖矿成本接近于0,因此可能会遭受攻击。且PoS在本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,所以它同样难以应用于商业领域。

2.数字货币的应用实例

PoS机制下较为成熟的数字货币是点点币(Peercoin)和未来币(NXT),相比于PoW,PoS机制节省了能源,引入了" 币天 "这个概念来参与随机运算。PoS机制能够让更多的持币人参与到记账这个工作中去,而不需要额外购买设备(矿机、显卡等)。每个单位代币的运算能力与其持有的时间长成正相关,即持有人持有的代币数量越多、时间越长,其所能签署、生产下一个区块的概率越大。一旦其签署了下一个区块,持币人持有的币天即清零,重新进入新的循环。

PoS适用于公有链。

3.区块签署人的产生方式

在PoS机制下,因为区块的签署人由随机产生,则一些持币人会长期、大额持有代币以获得更大概率地产生区块,尽可能多的去清零他的"币天"。因此整个网络中的流通代币会减少,从而不利于代币在链上的流通,价格也更容易受到波动。由于可能会存在少量大户持有整个网络中大多数代币的情况,整个网络有可能会随着运行时间的增长而越来越趋向于中心化。相对于PoW而言,PoS机制下作恶的成本很低,因此对于分叉或是双重支付的攻击,需要更多的机制来保证共识。稳定情况下,每秒大约能产生12笔交易,但因为网络延迟及共识问题,需要约60秒才能完整广播共识区块。长期来看,生成区块(即清零"币天")的速度远低于网络传播和广播的速度,因此在PoS机制下需要对生成区块进行"限速",来保证主网的稳定运行。

4.简图理解模式

(PS:拥有越多“股份”权益的人越容易获取账权。是指获得多少货币,取决于你挖矿贡献的工作量,电脑性能越好,分给你的矿就会越多。)

(在纯POS体系中,如NXT,没有挖矿过程,初始的股权分配已经固定,之后只是股权在交易者之中流转,非常类似于现实世界的股票。)

(三)DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制

1.基本介绍

由于PoS的种种弊端,由此比特股首创的权益代表证明机制 DPoS(Delegated Proof of Stake)应运而生。DPoS 机制中的核心的要素是选举,每个系统原生代币的持有者在区块链里面都可以参与选举,所持有的代币余额即为投票权重。通过投票,股东可以选举出理事会成员,也可以就关系平台发展方向的议题表明态度,这一切构成了社区自治的基础。股东除了自己投票参与选举外,还可以通过将自己的选举票数授权给自己信任的其它账户来代表自己投票。

具体来说, DPoS由比特股(Bitshares)项目组发明。股权拥有着选举他们的代表来进行区块的生成和验证。DPoS类似于现代企业董事会制度,比特股系统将代币持有者称为股东,由股东投票选出101名代表, 然后由这些代表负责生成和验证区块。 持币者若想称为一名代表,需先用自己的公钥去区块链注册,获得一个长度为32位的特有身份标识符,股东可以对这个标识符以交易的形式进行投票,得票数前101位被选为代表。

代表们轮流产生区块,收益(交易手续费)平分。DPoS的优点在于大幅减少了参与区块验证和记账的节点数量,从而缩短了共识验证所需要的时间,大幅提高了交易效率。从某种角度来说,DPoS可以理解为多中心系统,兼具去中心化和中心化优势。优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。缺点:投票积极性不高,绝大部分代币持有者未参与投票;另整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。

DPoS机制要求在产生下一个区块之前,必须验证上一个区块已经被受信任节点所签署。相比于PoS的" 全民挖矿 ",DPoS则是利用类似" 代表大会 "的制度来直接选取可信任节点,由这些可信任节点(即见证人)来代替其他持币人行使权力,见证人节点要求长期在线,从而解决了因为PoS签署区块人不是经常在线而可能导致的产块延误等一系列问题。 DPoS机制通常能达到万次每秒的交易速度,在网络延迟低的情况下可以达到十万秒级别,非常适合企业级的应用。 因为公信宝数据交易所对于数据交易频率要求高,更要求长期稳定性,因此DPoS是非常不错的选择。

2. 股份授权证明机制下的机构与系统

理事会是区块链网络的权力机构,理事会的人选由系统股东(即持币人)选举产生,理事会成员有权发起议案和对议案进行投票表决。

理事会的重要职责之一是根据需要调整系统的可变参数,这些参数包括:

l 费用相关:各种交易类型的费率。

l 授权相关:对接入网络的第三方平台收费及补贴相关参数。

l 区块生产相关:区块生产间隔时间,区块奖励。

l 身份审核相关:审核验证异常机构账户的信息情况。

l 同时,关系到理事会利益的事项将不通过理事会设定。

在Finchain系统中,见证人负责收集网络运行时广播出来的各种交易并打包到区块中,其工作类似于比特币网络中的矿工,在采用 PoW(工作量证明)的比特币网络中,由一种获奖概率取决于哈希算力的抽彩票方式来决定哪个矿工节点产生下一个区块。而在采用 DPoS 机制的金融链网络中,通过理事会投票决定见证人的数量,由持币人投票来决定见证人人选。入选的活跃见证人按顺序打包交易并生产区块,在每一轮区块生产之后,见证人会在随机洗牌决定新的顺序后进入下一轮的区块生产。

3. DPoS的应用实例

比特股(bitshares) 采用DPoS。DPoS主要适用于联盟链。

4.简图理解模式

(四)PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法

1. 基本介绍

PBFT是一种基于严格数学证明的算法,需要经过三个阶段的信息交互和局部共识来达成最终的一致输出。三个阶段分别为预备 (pre-prepare)、准备 (prepare)、落实 (commit)。PBFT算法证明系统中只要有2/3比例以上的正常节点,就能保证最终一定可以输出一致的共识结果。换言之,在使用PBFT算法的系统中,至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点 (包括有意误导、故意破坏系统、超时、重复发送消息、伪造签名等的节点,又称为”拜占庭”节点)。

2. PBFT的应用实例

著名联盟链Hyperledger Fabric v0.6采用的是PBFT,v1.0又推出PBFT的改进版本SBFT。PBFT主要适用于私有链和联盟链。

3. 简图理解模式

上图显示了一个简化的PBFT的协议通信模式,其中C为客户端,0 – 3表示服务节点,其中0为主节点,3为故障节点。整个协议的基本过程如下:

(1) 客户端发送请求,激活主节点的服务操作;

(2) 当主节点接收请求后,启动三阶段的协议以向各从节点广播请求;

(a) 序号分配阶段,主节点给请求赋值一个序号n,广播序号分配消息和客户端的请求消息m,并将构造pre-prepare消息给各从节点;

(b) 交互阶段,从节点接收pre-prepare消息,向其他服务节点广播prepare消息;

(c) 序号确认阶段,各节点对视图内的请求和次序进行验证后,广播commit消息,执行收到的客户端的请求并给客户端响应。

(3) 客户端等待来自不同节点的响应,若有m+1个响应相同,则该响应即为运算的结果;

(五)DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法

1. 基本介绍

DBFT建基于PBFT的基础上,在这个机制当中,存在两种参与者,一种是专业记账的“超级节点”,一种是系统当中不参与记账的普通用户。普通用户基于持有权益的比例来投票选出超级节点,当需要通过一项共识(记账)时,在这些超级节点中随机推选出一名发言人拟定方案,然后由其他超级节点根据拜占庭容错算法(见上文),即少数服从多数的原则进行表态。如果超过2/3的超级节点表示同意发言人方案,则共识达成。这个提案就成为最终发布的区块,并且该区块是不可逆的,所有里面的交易都是百分之百确认的。如果在一定时间内还未达成一致的提案,或者发现有非法交易的话,可以由其他超级节点重新发起提案,重复投票过程,直至达成共识。

2. DBFT的应用实例

国内加密货币及区块链平台NEO是 DBFT算法的研发者及采用者。

3. 简图理解模式

假设系统中只有四个由普通用户投票选出的超级节点,当需要通过一项共识时,系统就会从代表中随机选出一名发言人拟定方案。发言人会将拟好的方案交给每位代表,每位代表先判断发言人的计算结果与它们自身纪录的是否一致,再与其它代表商讨验证计算结果是否正确。如果2/3的代表一致表示发言人方案的计算结果是正确的,那么方案就此通过。

如果只有不到2/3的代表达成共识,将随机选出一名新的发言人,再重复上述流程。这个体系旨在保护系统不受无法行使职能的领袖影响。

上图假设全体节点都是诚实的,达成100%共识,将对方案A(区块)进行验证。

鉴于发言人是随机选出的一名代表,因此他可能会不诚实或出现故障。上图假设发言人给3名代表中的2名发送了恶意信息(方案B),同时给1名代表发送了正确信息(方案A)。

在这种情况下该恶意信息(方案B)无法通过。中间与右边的代表自身的计算结果与发言人发送的不一致,因此就不能验证发言人拟定的方案,导致2人拒绝通过方案。左边的代表因接收了正确信息,与自身的计算结果相符,因此能确认方案,继而成功完成1次验证。但本方案仍无法通过,因为不足2/3的代表达成共识。接着将随机选出一名新发言人,重新开始共识流程。

上图假设发言人是诚实的,但其中1名代表出现了异常;右边的代表向其他代表发送了不正确的信息(B)。

在这种情况下发言人拟定的正确信息(A)依然可以获得验证,因为左边与中间诚实的代表都可以验证由诚实的发言人拟定的方案,达成2/3的共识。代表也可以判断到底是发言人向右边的节点说谎还是右边的节点不诚实。

(六)SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议

1. 基本介绍

SCP 是 Stellar (一种基于互联网的去中心化全球支付协议) 研发及使用的共识算法,其建基于联邦拜占庭协议 (Federated Byzantine Agreement) 。传统的非联邦拜占庭协议(如上文的PBFT和DBFT)虽然确保可以通过分布式的方法达成共识,并达到拜占庭容错 (至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点),它是一个中心化的系统 — 网络中节点的数量和身份必须提前知晓且验证过。而联邦拜占庭协议的不同之处在于它能够去中心化的同时,又可以做到拜占庭容错。

[…]

(七)RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法

1. 基本介绍

RPCA是Ripple(一种基于互联网的开源支付协议,可以实现去中心化的货币兑换、支付与清算功能)研发及使用的共识算法。在 Ripple 的网络中,交易由客户端(应用)发起,经过追踪节点(tracking node)或验证节点(validating node)把交易广播到整个网络中。追踪节点的主要功能是分发交易信息以及响应客户端的账本请求。验证节点除包含追踪节点的所有功能外,还能够通过共识协议,在账本中增加新的账本实例数据。

Ripple 的共识达成发生在验证节点之间,每个验证节点都预先配置了一份可信任节点名单,称为 UNL(Unique Node List)。在名单上的节点可对交易达成进行投票。共识过程如下:

(1) 每个验证节点会不断收到从网络发送过来的交易,通过与本地账本数据验证后,不合法的交易直接丢弃,合法的交易将汇总成交易候选集(candidate set)。交易候选集里面还包括之前共识过程无法确认而遗留下来的交易。

(2) 每个验证节点把自己的交易候选集作为提案发送给其他验证节点。

(3) 验证节点在收到其他节点发来的提案后,如果不是来自UNL上的节点,则忽略该提案;如果是来自UNL上的节点,就会对比提案中的交易和本地的交易候选集,如果有相同的交易,该交易就获得一票。在一定时间内,当交易获得超过50%的票数时,则该交易进入下一轮。没有超过50%的交易,将留待下一次共识过程去确认。

(4) 验证节点把超过50%票数的交易作为提案发给其他节点,同时提高所需票数的阈值到60%,重复步骤(3)、步骤(4),直到阈值达到80%。

(5) 验证节点把经过80%UNL节点确认的交易正式写入本地的账本数据中,称为最后关闭账本(last closed ledger),即账本最后(最新)的状态。

在Ripple的共识算法中,参与投票节点的身份是事先知道的,因此,算法的效率比PoW等匿名共识算法要高效,交易的确认时间只需几秒钟。这点也决定了该共识算法只适合于联盟链或私有链。Ripple共识算法的拜占庭容错(BFT)能力为(n-1)/5,即可以容忍整个网络中20%的节点出现拜占庭错误而不影响正确的共识。

2. 简图理解模式

共识过程节点交互示意图:

共识算法流程:

(八)POOL验证池共识机制

Pool验证池共识机制是基于传统的分布式一致性算法(Paxos和Raft)的基础上开发的机制。Paxos算法是1990年提出的一种基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法。过去, Paxos一直是分布式协议的标准,但是Paxos难于理解,更难以实现。Raft则是在2013年发布的一个比Paxos简单又能实现Paxos所解决问题的一致性算法。Paxos和Raft达成共识的过程皆如同选举一样,参选者需要说服大多数选民(服务器)投票给他,一旦选定后就跟随其操作。Paxos和Raft的区别在于选举的具体过程不同。而Pool验证池共识机制即是在这两种成熟的分布式一致性算法的基础上,辅之以数据验证的机制。

写到这里,本文关于区块链资源匹配机制和区块链资源匹配机制有哪些的介绍到此为止了,如果能碰巧解决你现在面临的问题,如果你还想更加了解这方面的信息,记得收藏关注本站。

标签: #区块链资源匹配机制

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