區塊鏈最新深腦鏈
說說區塊鏈的社會或者經濟意義吧。以前的很多科技,其實都是致力在「生產力」這一塊,比如說人工智慧,它是生產力的一種進步。而區塊鏈,對生產關系有很大的改進,致力的是生產關系。那麼為什麼這么說?
因為所謂的生產關系,其實就是人和人之間、商業夥伴之間,如何做生意。而這些東西,原來都是在人互相之間的認知過程中,並沒有用什麼特別的程序,把它程序化,或者量化。
比如我跟你現在是好朋友,我們就可以做生意,如果有人挑撥我們的關系,我們不是好朋友了,我們就不做生意了,即使我們做生意能夠賺錢,我們也不幹,因為大家互相之間已經沒有任何信任了。
而區塊鏈,它其實是由於數據都經過各方面節點的認證,同時備份,所以我的數據,是盡可能真實且肯定不能篡改的,那麼既然這樣,你相信我的數據,你就可以在此基礎上,做一個程序編程,然後把這些數據,可以用來做什麼樣的商業合同、商業合作的這個「生產關系」,給程序化。這樣大家就相信數據,相信演算法編出來的程序,而由於你相信這個數據,相信這個程序,你就可以在這個程序上去開發各種APP,這些APP就是生產關系,就是到底去做什麼生意。這個就是:區塊鏈其實是對「生產關系」的一種重構。
2. 揚帆起航!Learn Token讓你起飛,接觸區塊鏈新風口
隨著以比特幣為代表的一系列數字貨幣幣值在 2017 年前後的暴漲,區塊鏈技術在短短半年內迅速成為了熱度最高的前沿技術之一;同時隨著區塊鏈技術的 深入人心,其在數字貨幣發行運營領域之外的應用潛力也得到了更深層次的挖掘。近兩年來,基於區塊鏈技術所進行的其他 科技 領域的深層次應用開發層出不窮, 為 科技 社會 的進步注入了前所未有的想像空間。
Learn Token(下文簡稱 LEARN)是由來自谷歌、英特爾等頂級跨國企業牽頭研發,由新加坡證券交易所專業運營團隊負責日常運營管理;致力於通過即將大面積推廣的區塊鏈技術革新現有物聯網技術形體,利用區塊鏈技術去中心化運營、信息不可篡改、高效信息流通等優異性質去解決傳統物聯網技術面臨的一系列痛點問題,進而利用"新"物聯網技術去重塑當今這個數字化世界的風貌。
LEARN 將會把自己打造為廣泛應用於電商、供應鏈、物流、AI 開發等行業市場現狀精心打造的覆蓋全球范圍的泛商業信息管理系統與交易平台,致力於通過建立區塊鏈底層架構技術邏輯以及商業模式智能化合約,全球的產品與服務供應商、物流企業等中間交易環節、消費者無縫連接在一起,打造區塊鏈世界的商品信息交換與貿易系統,引領全新生活方式到來,並利用 LEARN 代幣打通市場各環節之間的鴻溝,解決目前商業市場眾多痛點問題,是區塊鏈最新頂級架構理念指導下的一個具有全球性應用場景和雄偉理想藍圖的區塊鏈項目。
在深度介入消費級市場的基礎上,LEARN 更將大力開拓區塊鏈技術在證券、實用通證等方面的應用潛力,為全國乃至全球的廣大初創企業提供更為良好的融資與發展環境,為推動全球經濟一體化的目標而不懈奮斗。
LEARN 的應用場景十分豐富,涵蓋了生活中衣食住行、吃喝玩樂等各方面。LEARN 多種支付解決方案、生活服務解決方案及公共服務解決方案等的推出,能夠將 LEARN 滲透到人們生活中的方方面面。使用 LEARN 平台支付是非常簡單便捷的,以 LEARNToken 為介質,利用 LEARN 生態交易系統,可以輕松實現安全快捷的支付模式,通過搭建"現實世界——區塊鏈世界——現實世界"的橋梁,建立以線上為主,線下為輔的應用場景。線上,各商家均可入駐,LEARN 保證永久免費,其中包括網紅直播、各行業商家。在平台內全程使用 LEARN 支付,商家免抵押、免庫存,所有服務均有平台提供;線下,涵蓋 旅遊 業、 娛樂 業、酒店、餐飲等各個行業。搭建應用場景。
而為了鼓勵消費者積極使用 LEARN 平台進行電商消費與電子支付,LEARN 將對使用官方商城的消費者根據消費額提供一定的積分獎勵,除此之外亦會推出各類附帶積分獎勵的小任務,進一步增加商城的用戶粘性。而積分達到一定數量後將可以兌換為比特幣,並直接進入公鏈上流通增值。
LEARN 擬牽頭多家成員機構,致力於打造世界級分布式支付系統,不斷推動區塊鏈生態圈的形成。LEARN 作為全球第一、世界領先的支付模式,有助於解決移動支付的安全問題、信用卡支付的低效問題,其也為區塊鏈技術在支付領域的開源和應用落地做出了絕無僅有的貢獻。LEARN 根據行業的特殊業務需求、現有技術水平及法律法規等方面的要求或條件,從業務安全、性能、成本、政策、技術可行性、運維與治理等多個維度進行了綜合優化,為未來的發展提供了契機。
Abel Bush
麻省理工計算機碩士,在校期間多次榮獲各等級獎學金。畢業後直接成為谷歌區塊鏈應用開發小組的領導人。多年來一直致力於區塊鏈技術的深層開發與實用化推廣,是業界頂尖的區塊鏈領域工程師,主導了 LEARN 平台底層架構的搭建。
Kevin Louis
加州大學伯克利分校計算機與管理學雙學位獲得者,Facebook 用戶安全服務中心主管。在 Facebook的工作讓他充分認為到數據安全的至關重要,並積極通過區塊鏈的應用來實現海量數據的安全、高效傳輸。
Sunny Tommy
畢業於斯坦福大學,擁有豐富的經驗在開發軟體、web 應用成語以及及其自動化領域,跨越多種領域和編程語言,對學習和使用新技術有著濃厚的興趣, 曾長期在谷歌等跨國企業負責區塊鏈技術的研究與應用。
Brynden Tully
畢業於牛津大學,英國頂級精算師,層位為歐盟多個經濟事務組織提供各類型數據顧問服務,現任威廉希爾公司亞太區技術總監,是博彩業界最堅定的線上博彩與區塊鏈博彩支持者,近年來積極參與國際區塊鏈研發與合作,能為 LEARN 提供海量國際人脈資源。
Baier Blomfield
畢業於莫斯科大學,是一個有著全面才能的全線開發人員,擁有豐富的經驗在開發軟體、web 應用成語以及及其自動化領域,跨越多種領域和編程語言。他對學習和使用新技術有著濃厚的興趣, 並嘗試將其應用於一些新奇的案例中。他也有構建響應式前瞻應用程序、APls 等系統。
戰略合作單位
3. 漫畫圖解 什麼是區塊鏈
漫畫圖解:什麼是區塊鏈
什麼是區塊鏈?
區塊鏈,英文 Blockchain,本質上是一種去中心化的分布式資料庫。任何人只要架設自己的伺服器,接入區塊鏈網路,都可以成為這個龐大網路的一個節點。
區塊鏈既然本質是資料庫,裡面究竟存儲了什麼東西呢?讓我們來了解一下區塊鏈的基本單元:區塊(Block)。
一個區塊分為兩大部分:
1.區塊頭
區塊頭裡面存儲著區塊的頭信息,包含上一個區塊的哈希值(PreHash),本區塊體的哈希值(Hash),以及時間戳(TimeStamp)等等。
2.區塊體
區塊體存儲著這個區塊的詳細數據(Data),這個數據包含若干行記錄,可以是交易信息,也可以是其他某種信息。
剛才提及的哈希值又是什麼意思呢?
想必大家都聽說過MD5,MD5就是典型的哈希演算法,可以把一串任意長度的明文轉化成一串固定長度(128bit)的字元串,這個字元串就是哈希值。
而在我們的區塊鏈中,採用的是一種更為復雜的哈希演算法,叫做SHA256。最新的數據信息(比如交易記錄)經過一系列復雜的計算,最終會通過這個哈希演算法轉化成了長度為256bit的哈希值字元串,也就是區塊頭當中的Hash,格式如下:
區塊與Hash是一一對應的,Hash可以當做是區塊的唯一標識。
不同的區塊之間是如何進行關聯的呢?依靠Hash和PreHash來關聯。每一個區塊的PreHash和前一個區塊的Hash值是相等的。
為什麼要計算區塊的哈希值呢?
既然區塊鏈是一個鏈狀結構,就必然存在鏈條的頭節點(第一個區塊)和尾節點(最後一個區塊)。一旦有人計算出區塊鏈最新數據信息的哈希值,相當於對最新的交易記錄進行打包,新的區塊會被創建出來,銜接在區塊鏈的末尾。
新區塊頭的Hash就是剛剛計算出的哈希值,PreHash等於上一個區塊的Hash。區塊體的Data存儲的是打包前的交易記錄,這部分數據信息已經變得不可修改。
這個計算Hash值,創建新區塊的過程就叫做挖礦。
用於進行海量計算的伺服器,叫做礦機。
操作計算的工作人員,叫做礦工。
計算哈希值究竟難在哪裡?咱們來做一個最粗淺的解釋,哈希值計算的公式如下:
Hash = SHA-256(最後一個區塊的Hash + 新區塊基本信息 + 交易記錄信息 + 隨機數)
其中,交易記錄信息也是一串哈希值,它的計算涉及到一個數據結構 Merkle Tree。有興趣的小夥伴可以查閱相關資料,我們暫時不做展開介紹。
這里關鍵的計算難點在於隨機數的生成。猥瑣的區塊鏈發明者為了增大Hash的計算難度,要求Hash結果的前72bit必須都是0,這個幾率實在是太小太小。
由於(最後一個區塊的Hash + 新區塊基本信息 + 交易記錄信息)是固定的,所以能否獲得符合要求的Hash,完全取決於隨機數的值。挖礦者必須經過海量計算,反復生成隨機數進行「撞大運」一般的嘗試,才有可能得到正確的Hash,從而挖礦成功。
同時,區塊頭內還包含著一個動態的難度系數,當全世界的硬體計算能力越來越快的時候,區塊鏈的難度系數也會水漲船高,使得全網平均每10分鍾才能產生出一個新區塊。
小夥伴們明白挖礦有多麼難了吧?需要補充的是,不同的區塊鏈應用在細節上是不同的,這里所描述的挖礦規則是以比特幣為例。
區塊鏈的應用
比特幣(BitCoin)的概念最初由中本聰於2008年提出,而後根據這一思路設計發布了開源軟體以及建構其上的P2P網路。比特幣是一種P2P形式的數字貨幣。點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。
什麼是P2P網路呢?
傳統的貨幣都是由中央銀行統一發行,所有的個人儲蓄也是由銀行統一管理,這是典型的中心化系統。
而比特幣則是部署在一個全世界眾多對等節點組成的去中心化網路之上。每一個節點都有資格對這種數字貨幣進行記錄和發行。
至於比特幣底層的數據存儲,正是基於了區塊鏈技術。比特幣的每一筆交易,都對應了區塊體數據中的一行,簡單的示意如下:
交易記錄的每一行都包含時間戳、交易明細、數字簽名。
表格中只是為了方便理解。實際存儲的交易明細是匿名的,只會記錄支付方和收款方的錢包地址。
至於數字簽名呢,可以理解為每一條單筆交易的防偽標識,由非對稱加密演算法所生成。
接下來說一說比特幣礦工的獎勵:
比特幣協議規定,挖到新區塊的礦工將獲得獎勵,從2008年起是50個比特幣,然後每4年減半,目前2018年是12.5個比特幣。流通中新增的比特幣都是這樣誕生的,也難怪大家對挖掘比特幣的工作如此趨之若鶩!
區塊鏈的優勢和劣勢
區塊鏈的優勢:
1.去中心化
區塊鏈不依賴於某個中心節點,整個系統的數據由全網所有對等節點共同維護,都可以進行數據的存儲和檢驗。這樣一來,除非攻擊者黑掉全網半數以上的節點,否則整個系統是不會遭到破壞的。
2.信息不可篡改
區塊內的數據是無法被篡改的。一旦數據遭到篡改哪怕一丁點,整個區塊對應的哈希值就會隨之改變,不再是一個有效的哈希值,後面鏈接的區塊也會隨之斷裂。
區塊鏈的劣勢:
1.過度消耗能源
想要生成一個新的區塊,必須要大量伺服器資源進行大量無謂的嘗試性計算,嚴重耗費電能。
2.信息的網路延遲
以比特幣為例,任何一筆交易數據都需要同步到其他所有節點,同步過程中難免會受到網路傳輸延遲的影響,帶來較長的耗時。
幾點補充:
1.本漫畫部分內容參考了阮一峰的博文《區塊鏈入門教程》,感謝這位大神的科普。
2.由於篇幅有限,關於Merkle Tree 和 非對稱加密 的知識暫時沒有展開細講,有興趣的小夥伴們可以查閱資料進行更深一步的學習。
4. 區塊鏈的核心技術是什麼
簡單來說,區塊鏈是一個提供了拜占庭容錯、並保證了最終一致性的分布式資料庫;從數據結構上看,它是基於時間序列的鏈式數據塊結構;從節點拓撲上看,它所有的節點互為冗餘備份;從操作上看,它提供了基於密碼學的公私鑰管理體系來管理賬戶。
或許以上概念過於抽象,我來舉個例子,你就好理解了。
你可以想像有 100 台計算機分布在世界各地,這 100 台機器之間的網路是廣域網,並且,這 100 台機器的擁有者互相不信任。
那麼,我們採用什麼樣的演算法(共識機制)才能夠為它提供一個可信任的環境,並且使得:
節點之間的數據交換過程不可篡改,並且已生成的歷史記錄不可被篡改;
每個節點的數據會同步到最新數據,並且會驗證最新數據的有效性;
基於少數服從多數的原則,整體節點維護的數據可以客觀反映交換歷史。
區塊鏈就是為了解決上述問題而產生的技術方案。
二、區塊鏈的核心技術組成
無論是公鏈還是聯盟鏈,至少需要四個模塊組成:P2P 網路協議、分布式一致性演算法(共識機制)、加密簽名演算法、賬戶與存儲模型。
1、P2P 網路協議
P2P 網路協議是所有區塊鏈的最底層模塊,負責交易數據的網路傳輸和廣播、節點發現和維護。
通常我們所用的都是比特幣 P2P 網路協議模塊,它遵循一定的交互原則。比如:初次連接到其他節點會被要求按照握手協議來確認狀態,在握手之後開始請求 Peer 節點的地址數據以及區塊數據。
這套 P2P 交互協議也具有自己的指令集合,指令體現在在消息頭(Message Header) 的 命令(command)域中,這些命令為上層提供了節點發現、節點獲取、區塊頭獲取、區塊獲取等功能,這些功能都是非常底層、非常基礎的功能。如果你想要深入了解,可以參考比特幣開發者指南中的 Peer Discovery 的章節。
2、分布式一致性演算法
在經典分布式計算領域,我們有 Raft 和 Paxos 演算法家族代表的非拜占庭容錯演算法,以及具有拜占庭容錯特性的 PBFT 共識演算法。
如果從技術演化的角度來看,我們可以得出一個圖,其中,區塊鏈技術把原來的分布式演算法進行了經濟學上的拓展。
在圖中我們可以看到,計算機應用在最開始多為單點應用,高可用方便採用的是冷災備,後來發展到異地多活,這些異地多活可能採用的是負載均衡和路由技術,隨著分布式系統技術的發展,我們過渡到了 Paxos 和 Raft 為主的分布式系統。
而在區塊鏈領域,多採用 PoW 工作量證明演算法、PoS 權益證明演算法,以及 DPoS 代理權益證明演算法,以上三種是業界主流的共識演算法,這些演算法與經典分布式一致性演算法不同的是,它們融入了經濟學博弈的概念,下面我分別簡單介紹這三種共識演算法。
PoW: 通常是指在給定的約束下,求解一個特定難度的數學問題,誰解的速度快,誰就能獲得記賬權(出塊)權利。這個求解過程往往會轉換成計算問題,所以在比拼速度的情況下,也就變成了誰的計算方法更優,以及誰的設備性能更好。
PoS: 這是一種股權證明機制,它的基本概念是你產生區塊的難度應該與你在網路里所佔的股權(所有權佔比)成比例,它實現的核心思路是:使用你所鎖定代幣的幣齡(CoinAge)以及一個小的工作量證明,去計算一個目標值,當滿足目標值時,你將可能獲取記賬權。
DPoS: 簡單來理解就是將 PoS 共識演算法中的記賬者轉換為指定節點數組成的小圈子,而不是所有人都可以參與記賬。這個圈子可能是 21 個節點,也有可能是 101 個節點,這一點取決於設計,只有這個圈子中的節點才能獲得記賬權。這將會極大地提高系統的吞吐量,因為更少的節點也就意味著網路和節點的可控。
3、加密簽名演算法
在區塊鏈領域,應用得最多的是哈希演算法。哈希演算法具有抗碰撞性、原像不可逆、難題友好性等特徵。
其中,難題友好性正是眾多 PoW 幣種賴以存在的基礎,在比特幣中,SHA256 演算法被用作工作量證明的計算方法,也就是我們所說的挖礦演算法。
而在萊特幣身上,我們也會看到 Scrypt 演算法,該演算法與 SHA256 不同的是,需要大內存支持。而在其他一些幣種身上,我們也能看到基於 SHA3 演算法的挖礦演算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 演算法的改良版本,並命名為 Ethash,這是一個 IO 難解性的演算法。
當然,除了挖礦演算法,我們還會使用到 RIPEMD160 演算法,主要用於生成地址,眾多的比特幣衍生代碼中,絕大部分都採用了比特幣的地址設計。
除了地址,我們還會使用到最核心的,也是區塊鏈 Token 系統的基石:公私鑰密碼演算法。
在比特幣大類的代碼中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 與 DSA 的結合,整個簽名過程與 DSA 類似,所不一樣的是簽名中採取的演算法為 ECC(橢圓曲線函數)。
從技術上看,我們先從生成私鑰開始,其次從私鑰生成公鑰,最後從公鑰生成地址,以上每一步都是不可逆過程,也就是說無法從地址推導出公鑰,從公鑰推導到私鑰。
4、賬戶與交易模型
從一開始的定義我們知道,僅從技術角度可以認為區塊鏈是一種分布式資料庫,那麼,多數區塊鏈到底使用了什麼類型的資料庫呢?
我在設計元界區塊鏈時,參考了多種資料庫,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些幣種採用基於 SQL 的 SQLite。這些作為底層的存儲設施,多以輕量級嵌入式資料庫為主,由於並不涉及區塊鏈的賬本特性,這些存儲技術與其他場合下的使用並沒有什麼不同。
區塊鏈的賬本特性,通常分為 UTXO 結構以及基於 Accout-Balance 結構的賬本結構,我們也稱為賬本模型。UTXO 是「unspent transaction input/output」的縮寫,翻譯過來就是指「未花費的交易輸入輸出」。
這個區塊鏈中 Token 轉移的一種記賬模式,每次轉移均以輸入輸出的形式出現;而在 Balance 結構中,是沒有這個模式的。
5. 區塊鏈技術有哪些區塊鏈核心技術介紹
當下最火熱的互聯網話題是什麼,不用小編說也知道,那就是區塊鏈技術,不過不少朋友只是聽說過這個技術,對其並沒有過多的深入理解,那麼區塊鏈技術有哪些?下面我們將為大家帶來區塊鏈核心技術介紹,以作大家參考之用。
區塊鏈技術核心有哪些?
區塊鏈技術可以是一個公開的分類賬(任何人都可以看到),也可以是一個受許可的網路(只有那些被授權的人可以看到),它解決了供應鏈的挑戰,因為它是一個不可改變的記錄,在網路參與者之間共享並實時更新。
區塊鏈技術----數據層:設計賬本的數據結構
核心技術1、區塊+鏈:
從技術上來講,區塊是一種記錄交易的數據結構,反映了一筆交易的資金流向。系統中已經達成的交易的區塊連接在一起形成了一條主鏈,所有參與計算的節點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。
每個區塊由區塊頭和區塊體組成,區塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息,主要包括交易數量和交易詳情;區塊頭則封裝了當前的版本號、前一區塊地址、時間戳(記錄該區塊產生的時間,精確到秒)、隨機數(記錄解密該區塊相關數學題的答案的值)、當前區塊的目標哈希值、Merkle數的根值等信息。從結構來看,區塊鏈的大部分功能都由區塊頭實現。
核心技術2、哈希函數:
哈希函數可將任意長度的資料經由Hash演算法轉換為一組固定長度的代碼,原理是基於一種密碼學上的單向哈希函數,這種函數很容易被驗證,但是卻很難破解。通常業界使用y=hash(x)的方式進行表示,該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
常使用的哈希演算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256演算法為例,將任何一串數據輸入到SHA256將得到一個256位的Hash值(散列值)。其特點:相同的數據輸入將得到相同的結果。輸入數據只要稍有變化(比如一個1變成了0)則將得到一個完全不同的結果,且結果無法事先預知。正向計算(由數據計算其對應的Hash值)十分容易。逆向計算(破解)極其困難,在當前科技條件下被視作不可能。
核心技術3、Merkle樹:
Merkle樹是一種哈希二叉樹,使用它可以快速校驗大規模數據的完整性。在區塊鏈網路中,Merkle樹被用來歸納一個區塊中的所有交易信息,最終生成這個區塊所有交易信息的一個統一的哈希值,區塊中任何一筆交易信息的改變都會使得Merkle樹改變。
核心技術4、非對稱加密演算法:
非對稱加密演算法是一種密鑰的保密方法,需要兩個密鑰:公鑰和私鑰。公鑰與私鑰是一對,如果用公鑰對數據進行加密,只有用對應的私鑰才能解密,從而獲取對應的數據價值;如果用私鑰對數據進行簽名,那麼只有用對應的公鑰才能驗證簽名,驗證信息的發出者是私鑰持有者。
因為加密和解密使用敗裂仿的是兩個不同的密鑰,所以這種演算法叫做非對稱加密演算法,而對稱加密在加密與解密的過程中使用的是同一把密鑰。
區塊鏈技術----網路層:實現記賬節點的去中心化
核心技術5、P2P網路:
P2P網路(對等網路),又稱點對點技術,是沒有中心伺服器、依靠用戶群交換信息的互聯網體系。與有中心伺服器的中央網路系統不同,對等網路的每個用戶端既是一個節點,也有伺服器的功能。國內的迅雷軟體採用的就是P2P技術。P2P網路其具有去中心化與健壯性等特點。
區塊鏈技術----共識層:調配記賬節點的任務負載
核心技術6、共識機制:
共識機制,就是所有記賬節點之間如何達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。目前主要有四大類共識機制:PoW、PoS、DPoS和分布式一致性演算法。
PoW(ProofofWork,工作量證明):PoW機制,也就是像比特幣的挖礦機制,礦工通過把網路尚未記錄的現有交易打包到一個區塊,然後不斷遍歷嘗試來尋找一個隨機數,使得新區塊加上隨機數的哈希值滿足一定的難度條件。找到滿足條件的隨機數,就相當於確定了區塊鏈最新的一個區塊,也相當於獲得了區塊鏈的本輪記賬權。礦工把滿足挖礦難度條件的區塊在源伏網路中廣播出去,全網其他節點在驗證該區塊滿足挖礦難度條件,同時區塊里的交易數據符合協議規范後,將各自把該區塊鏈接到自己版本的區塊鏈上,從而在全網形成對當前網路狀態的共識。
PoS(ProofofStake,權益證明):PoS機制,要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制。如果單純依靠代幣余額來決定記賬者必然察纖使得富有者勝出,導致記賬權的中心化,降低共識的公正性,因此不同的PoS機制在權益證明的基礎上,採用不同方式來增加記賬權的隨機性來避免中心化。例如點點幣(PeerCoin)PoS機制中,擁有最多鏈齡長的比特幣獲得記賬權的幾率就越大。NXT和Blackcoin則採用一個公式來預測下一記賬的節點。擁有多的代幣被選為記賬節點的概率就會大。未來以太坊也會從目前的PoW機制轉換到PoS機制,從目前看到的資料看,以太坊的PoS機制將採用節點下賭注來賭下一個區塊,賭中者有額外以太幣獎,賭不中者會被扣以太幣的方式來達成下一區塊的共識。
DPoS(DelegatedProof-Of-Stake,股份授權證明):DPoS很容易理解,類似於現代企業董事會制度。比特股採用的DPoS機制是由持股者投票選出一定數量的見證人,每個見證人按序有兩秒的許可權時間生成區塊,若見證人在給定的時間片不能生成區塊,區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速,也更加節能。
分布式一致性演算法:分布式一致性演算法是基於傳統的分布式一致性技術。其中有分為解決拜占庭將軍問題的拜占庭容錯演算法,如PBFT(拜占庭容錯演算法)。另外解決非拜占庭問題的分布式一致性演算法(Pasox、Raft),詳細演算法本文不做說明。該類演算法目前是聯盟鏈和私有鏈場景中常用的共識機制。
綜合來看,POW適合應用於公鏈,如果搭建私鏈,因為不存在驗證節點的信任問題,可以採用POS比較合適;而聯盟鏈由於存在不可信局部節點,採用DPOS比較合適。
區塊鏈技術----激勵層:制定記賬節點的"薪酬體系"
核心技術7、發行機制和激勵機制:
以比特幣為例。比特幣最開始由系統獎勵給那些創建新區塊的礦工,該獎勵大約每四年減半。剛開始每記錄一個新區塊,獎勵礦工50個比特幣,該獎勵大約每四年減半。依次類推,到公元2140年左右,新創建區塊就沒有系統所給予的獎勵了。屆時比特幣全量約為2100萬個,這就是比特幣的總量,所以不會無限增加下去。
另外一個激勵的來源則是交易費。新創建區塊沒有系統的獎勵時,礦工的收益會由系統獎勵變為收取交易手續費。例如,你在轉賬時可以指定其中1%作為手續費支付給記錄區塊的礦工。如果某筆交易的輸出值小於輸入值,那麼差額就是交易費,該交易費將被增加到該區塊的激勵中。只要既定數量的電子貨幣已經進入流通,那麼激勵機制就可以逐漸轉換為完全依靠交易費,那麼就不必再發行新的貨幣。
區塊鏈技術----合約層:賦予賬本可編程的特性
核心技術8、智能合約:
智能合約是一組情景應對型的程序化規則和邏輯,是通過部署在區塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實現的。通常情況下,智能合約經各方簽署後,以程序代碼的形式附著在區塊鏈數據上,經P2P網路傳播和節點驗證後記入區塊鏈的特定區塊中。智能合約封裝了預定義的若干狀態及轉換規則、觸發合約執行的情景、特定情景下的應對行動等。區塊鏈可實時監控智能合約的狀態,並通過核查外部數據源、確認滿足特定觸發條件後激活並執行合約。
以上就是小編為您帶來的區塊鏈技術有哪些?區塊鏈核心技術介紹的全部內容。
6. 什麼是區塊鏈
2021年5月27日,工業和信息化部、中央網路安全和信息化委員會辦公室發布了《關於加快推動區塊鏈技術應用和產業發展的指導意見》(工信部聯信發〔2021〕62號),文件中對區塊鏈定義如下:
區塊鏈是新一代信息技術的重要組成部分,是分布式網路、加密技術、智能合約等多種技術集成的新型資料庫軟體,通過數據透明、不易篡改、可追溯,有望解決網路空間的信任和安全問題,推動互聯網從傳遞信息向傳遞價值變革,重構信息產業體系。
區塊鏈是構建信任的基石,是實現信用傳遞,價值傳遞的可信網路。可靠的區塊鏈基礎設施,讓企業、政府快速、高效的搭建區塊鏈網路及行業應用,實現資金流、物流、信息流的可信快速流動,高效可信協同,助力降低協作成本,提升效率
目前區塊鏈+行業的運用,主要有這幾個方向:
區塊鏈+保險行業,保險公司可以通過區塊鏈上的需求優化業務流程,降低風險,對購買保險的客戶有充分客觀全面的數據了解;
區塊鏈+供應鏈,實現供應鏈各個環節上的信息能夠實時更新和共享,方便各個環節人員了解最新信息,做出正確,客觀的業務判斷。
區塊鏈+醫療行業,區塊鏈信息不可篡改,讓醫療數據正確性與唯一性得到保證;建立患者電子健康病例,記錄患者健康真實數據,通過私鑰獲得授權查看,即保護了個人敏感數據,也方便醫生做出更准確的治療方案。
7. 什麼是區塊鏈,什麼是數字貨幣
區塊鏈是比特幣的一個重要概念,本質上是一個去中心化的資料庫。
同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。數字貨幣是一種不受管制的、數字化的貨幣,通常由開發者發行和管理,被特定虛擬社區的成員所接受和使用。歐洲銀行業管理局將虛擬貨幣定義為:價值的數字化表示,不由央行或當局發行,也不與法幣掛鉤,但由於被公眾所接受,所以可作為支付手段,也可以電子形式轉移、存儲或交易。
本條內容來源於:中國法律出版社《法律生活常識全知道系列叢書》
8. 區塊鏈入門的教程
可是,簡單易懂的入門文章卻很少。區塊鏈到底是什麼,有何特別之處,很少有解釋。
下面,我就來嘗試,寫一篇最好懂的區塊鏈教程。畢竟它也不是很難的東西,核心概念非常簡單,幾句話就能說清楚。我希望讀完本文,你不僅可以理解區塊鏈,還會明白什麼是挖礦、為什麼挖礦越來越難等問題。
需要說明的是,我並非這方面的專家。雖然很早就關注,但是仔細地了解區塊鏈,還是從今年初開始。文中的錯誤和不準確的地方,歡迎大家指正。
一、區塊鏈的本質
區塊鏈是什麼?一句話,它是一種特殊的分布式資料庫。
首先,區塊鏈的主要作用是儲存信息。任何需要保存的信息,都可以寫入區塊鏈,也可以從裡面讀取,所以它是資料庫。
其次,任何人都可以架設伺服器,加入區塊鏈網路,成為一個節點。區塊鏈的世界裡面,沒有中心節點,每個節點都是平等的,都保存著整個資料庫。你可以向任何一個節點,寫入/讀取數據,因為所有節點最後都會同步,保證區塊鏈一致。
二、區塊鏈的最大特點
分布式資料庫並非新發明,市場上早有此類產品。但是,區塊鏈有一個革命性特點。
區塊鏈沒有管理員,它是徹底無中心的。其他的資料庫都有管理員,但是區塊鏈沒有。如果有人想對區塊鏈添加審核,也實現不了,因為它的設計目標就是防止出現居於中心地位的管理當局。
正是因為嫌敗無法管理,區塊鏈才能做到無法被控制。否則一旦大公司大集團控制了管理權,他們就會控制整個平台,其他使用者就都必須聽命於他們了。
但是,沒有了管理員,人人都可以往裡面寫入數據,怎麼才能保證數據是可信的呢?被壞人改了怎麼辦?請接著往下讀,這就是區塊鏈奇妙的地方。
三、區塊
區塊鏈由一個個區塊(block)組成。區塊很像資料庫的記錄,每次寫入數據,就是創建一個區塊。
每個區塊包含兩個部分。
區塊頭(Head):記錄當前區塊的特徵值
區塊體(Body):實際數據
區塊頭包含了當前區塊的多項特徵值。
生成時間
實際數據(即區塊體)的哈希
上一個區塊的哈希
...
這里,你需要理解什麼叫哈希(hash),這是理解區塊鏈必需的。
所謂哈希就是計算機可以對任意內容,計算出一個長度相同的特徵值。區塊鏈的 哈希長度是256位,這就是說,不管原始內容是什麼,最後都會計算出一個256位的二進制數字。而且可以保證,只要原始內容不同,對應的哈希一定是不同的。
舉例來說,字元串123的哈希是(十六進制),轉成二進制就是256位,而且只有123能得到這個哈希。(理論上,其他字元串也有可能得到這個哈希,但是概率極低,可以近似認為不可能發生。)
因此,就有兩個重要的推論。
推論1:每個區塊的哈希都是不一樣的,可以通過哈希標識區塊。
推論2:如果區塊的內容變了,它的哈希一定會改變。
四、 Hash 的不可修改性
區塊與哈希是一一對應的,每個區塊的哈希都是針對區塊頭(Head)計算的。也就是說,把區塊頭的各項特徵值,按照順序連接在一起,組成一個很長的字元串,再對這個字元串計算哈希。
Hash = SHA256( 區塊頭 )
上面就是區塊哈希的計算公式,SHA256是區塊鏈的哈希演算法。注意,這個公式裡面只包含區塊頭,不包含區塊體,也就是說,哈希由區塊頭唯一決定,
前面說過,區塊頭包含很多內容,其中有當前區塊體的哈希,還有上一個區塊的哈希。這意味著,如果當前區塊體的內容變了,或者上一個區塊的哈希變了,一定會引起當前區塊的哈希改彎首變。
這一點對區塊鏈有重大意義。如果有人修改了一個區塊,該區塊的哈希就變了。為了讓後面的區塊還能連到它(因為下一個區塊包含上一個區塊的哈希),該人必須依次修改後面所有的區塊,否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。由於後面要提到的原因,哈希的計算很耗時,短時間內修改多個區塊幾乎不可能發生,除非有人掌握了全網51%以上的計算能力。
正是通過這種聯動機制,區塊鏈保證了自身的可靠性,數據一旦寫入,就無法被篡改。這就像歷史一樣,發生了就是發生了,從此再無法改變。
每個區塊都連著上一個區塊,這也是區塊鏈這個名字的由來。
五、采礦
由於必須保證節點之間的同步,所以新區塊的添加速度芹鬧顫不能太快。試想一下,你剛剛同步了一個區塊,准備基於它生成下一個區塊,但這時別的節點又有新區塊生成,你不得不放棄做了一半的計算,再次去同步。因為每個區塊的後面,只能跟著一個區塊,你永遠只能在最新區塊的後面,生成下一個區塊。所以,你別無選擇,一聽到信號,就必須立刻同步。
所以,區塊鏈的發明者中本聰(這是假名,真實身份至今未知)故意讓添加新區塊,變得很困難。他的設計是,平均每10分鍾,全網才能生成一個新區塊,一小時也就六個。
這種產出速度不是通過命令達成的,而是故意設置了海量的計算。也就是說,只有通過極其大量的計算,才能得到當前區塊的有效哈希,從而把新區塊添加到區塊鏈。由於計算量太大,所以快不起來。
這個過程就叫做采礦(mining),因為計算有效哈希的難度,好比在全世界的沙子裡面,找到一粒符合條件的沙子。計算哈希的機器就叫做礦機,操作礦機的人就叫做礦工。
六、難度系數
讀到這里,你可能會有一個疑問,人們都說采礦很難,可是采礦不就是用計算機算出一個哈希嗎,這正是計算機的強項啊,怎麼會變得很難,遲遲算不出來呢?
原來不是任意一個哈希都可以,只有滿足條件的哈希才會被區塊鏈接受。這個條件特別苛刻,使得絕大部分哈希都不滿足要求,必須重算。
原來,區塊頭包含一個難度系數(difficulty),這個值決定了計算哈希的難度。舉例來說,第100000個區塊的難度系數是 14484.16236122。
區塊鏈協議規定,使用一個常量除以難度系數,可以得到目標值(target)。顯然,難度系數越大,目標值就越小。
哈希的有效性跟目標值密切相關,只有小於目標值的哈希才是有效的,否則哈希無效,必須重算。由於目標值非常小,哈希小於該值的機會極其渺茫,可能計算10億次,才算中一次。這就是采礦如此之慢的根本原因。
前面說過,當前區塊的哈希由區塊頭唯一決定。如果要對同一個區塊反復計算哈希,就意味著,區塊頭必須不停地變化,否則不可能算出不一樣的哈希。區塊頭裡面所有的特徵值都是固定的,為了讓區塊頭產生變化,中本聰故意增加了一個隨機項,叫做 Nonce。
Nonce 是一個隨機值,礦工的作用其實就是猜出 Nonce 的值,使得區塊頭的哈希可以小於目標值,從而能夠寫入區塊鏈。Nonce 是非常難猜的,目前只能通過窮舉法一個個試錯。根據協議,Nonce 是一個32位的二進制值,即最大可以到21.47億。第 100000 個區塊的 Nonce 值是274148111,可以理解成,礦工從0開始,一直計算了 2.74 億次,才得到了一個有效的 Nonce 值,使得算出的哈希能夠滿足條件。
運氣好的話,也許一會就找到了 Nonce。運氣不好的話,可能算完了21.47億次,都沒有發現 Nonce,即當前區塊體不可能算出滿足條件的哈希。這時,協議允許礦工改變區塊體,開始新的計算。
七、難度系數的動態調節
正如上一節所說,采礦具有隨機性,沒法保證正好十分鍾產出一個區塊,有時一分鍾就算出來了,有時幾個小時可能也沒結果。總體來看,隨著硬體設備的提升,以及礦機的數量增長,計算速度一定會越來越快。
為了將產出速率恆定在十分鍾,中本聰還設計了難度系數的動態調節機制。他規定,難度系數每兩周(2016個區塊)調整一次。如果這兩周裡面,區塊的平均生成速度是9分鍾,就意味著比法定速度快了10%,因此接下來的難度系數就要調高10%;如果平均生成速度是11分鍾,就意味著比法定速度慢了10%,因此接下來的難度系數就要調低10%。
難度系數越調越高(目標值越來越小),導致了采礦越來越難。
八、區塊鏈的分叉
即使區塊鏈是可靠的,現在還有一個問題沒有解決:如果兩個人同時向區塊鏈寫入數據,也就是說,同時有兩個區塊加入,因為它們都連著前一個區塊,就形成了分叉。這時應該採納哪一個區塊呢?
現在的規則是,新節點總是採用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉,將看哪個分支在分叉點後面,先達到6個新區塊(稱為六次確認)。按照10分鍾一個區塊計算,一小時就可以確認。
由於新區塊的生成速度由計算能力決定,所以這條規則就是說,擁有大多數計算能力的那條分支,就是正宗的區塊鏈。
九、總結
區塊鏈作為無人管理的分布式資料庫,從2009年開始已經運行了8年,沒有出現大的問題。這證明它是可行的。
但是,為了保證數據的可靠性,區塊鏈也有自己的代價。一是效率,數據寫入區塊鏈,最少要等待十分鍾,所有節點都同步數據,則需要更多的時間;二是能耗,區塊的生成需要礦工進行無數無意義的計算,這是非常耗費能源的。
因此,區塊鏈的適用場景,其實非常有限。
不存在所有成員都信任的管理當局
寫入的數據不要求實時使用
挖礦的收益能夠彌補本身的成本
如果無法滿足上述的條件,那麼傳統的資料庫是更好的解決方案。
目前,區塊鏈最大的應用場景(可能也是唯一的應用場景),就是以比特幣為代表的加密貨幣。
9. 區塊鏈技術概念
區塊鏈技術概念
區塊鏈技術概念,現如今,區塊鏈已經成為大部分人關注的領域,很多企業也早已深入其中研究該技術情況,但是還有人對於它不是很了解,下面我分享一篇關於區塊鏈技術概念的相關信息。
區塊鏈技術概念1
區塊鏈的基本概念和工作原理
1、基本概念
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法。
區塊鏈Blockchain、是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性防偽、和生成下一個區塊。
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
2、工作原理
區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題,因此它針對這個問題提出了四個技術創新:
1、分布式賬本,就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成,而且每一個節點都記錄的是完整的賬目,因此它們都可以參與監督交易合法性,同時也可以共同為其作證。
跟傳統的分布式存儲有所不同,區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面:一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據,傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的,依靠共識機制保證存儲的一致性,而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。 [8]
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據,從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多,理論上講除非所有的節點被破壞,否則賬目就不會丟失,從而保證了賬目數據的安全性。
2、非對稱加密和授權技術,存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的,但是賬戶身份信息是高度加密的,只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到,從而保證了數據的安全和個人的隱私。
3、共識機制,就是所有記賬節點之間怎麼達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制,適用於不同的應用場景,在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點,其中「少數服從多數」並不完全指節點個數,也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時,所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。以比特幣為例,採用的是工作量證明,只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下,才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候,這基本上不可能,從而杜絕了造假的可能.
4、智能合約,智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據,可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例,如果說每個人的信息包括醫療信息和風險發生的信息、都是真實可信的,那就很容易的在一些標准化的保險產品中,去進行自動化的理賠.
3、其它
互聯網交換的是信息,區塊鏈交換的是價值。人類歷史和互聯網歷史可以用八個字理解:分久必合合久必分,到了分久必合的時代,網路信息全部散在互聯網上面,大家要挖掘信息非常不容易,這時會出現像谷歌和臉 書等的平台,它做的唯一的事情就是把我們所有的信息重新組合了一下。互聯網時代壟斷巨頭們重組的就是信息,並不是產生自己的信息,產生的信息完全是我們個人。一旦信息重組,就會出現一個新的壟斷巨人,所以就到了分久必合的時代。現在由於區塊鏈技術產生又到了合久必分時代,又是新的多中心化,新的多中心化之後賦能產生新的價值,這些數據會在我們自己的手上,個人數據產生價值是歸自己所有,這是這個時代最最激動人心的時代。
區塊鏈的價值有哪些?低成本建立信任的機制,確立數權,解決數據的.產權。
目前區塊鏈技術不斷發展,包括現在的單鏈向多鏈發展,而且技術能夠在進一步擴展,我想未來還是可能會出現,特別是在交易等方面出現顛覆性的,特別是對現有產業的很多顛覆性的場景。
區塊鏈的本質是在不可信的網路建立可信的信息交換。
一帶一路+一鏈。區塊鏈更大的不是製造信任,而是讓信任產生無損的傳遞,整個降低社會的摩擦成本,從而提高整個效益。
現在區塊鏈本身還是初始階段,所以包括區塊鏈的信息傳遞、加密,這個過程中出現量子加密和其他加密,實際上對區塊鏈本身所採用的加密演算法攻擊現象也時有發生。包括區塊鏈也是作為一種資產的認定,數字資產的一個認定,但是現在我們很多都是用密碼演算法,或者是作為我們來解密的鑰匙,但是如果密碼忘記了,很可能你現在的資產就丟掉了,你不能夠在得到你原來的這些資產,所以在資產管理,包括信息傳遞和一些安全這些方面,應該說都還是存在著一些隱患。當然那麼從技術角度,現在我們區塊鏈本身處理的速度,或者說本身的擴展性,因為從工作機理的角度來看,是要把整個賬本要復制給所有的參與人員,所以在區塊鏈本身的運作效率和擴展性方面還是比較受限的。這些我們覺得都還是需要進一步在技術方面有進一步的發展。
區塊鏈平台這些底層技術,又形成包括區塊鏈錢包、區塊鏈瀏覽器、節點競選、礦機、礦池、開發組件、開發模塊、技術社區及項目社群等一系列的生態系統,這些生態系統的完善程度直接決定著區塊鏈底層平台的使用效率和效果。
4、蒙代爾的不可能三角
去中心化、高效、安全,不可能實現三者全部同時達到極致。
區塊鏈技術概念2
區塊鏈的本質是一種分布式記賬技術,與之相對的是中心式記賬技術,中心式記賬技術在我們目前的生活中廣泛存在。區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。
區塊鏈Blockchain、,是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性防偽、和生成下一個區塊。
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
區塊鏈技術通俗的理解就是:把「物」的前、後、左、右區塊用一種技術連接成一個鏈條,但每個區塊的原始數據不可篡改,是一種物聯網范疇的、可以讓參與者信任的「各個模塊鏈動」的技術。區塊鏈技術的應用,離不開互聯道網,也離不開物聯網,是建立在二者融合互動基礎上的、但又讓參與者各自保持獨回立的去中心化、、並共同擁有這套價值鏈共建共享、的技術。
區塊鏈的特徵:去中心化、開放性、自治性、信息不可篡改,匿名性。
區塊鏈是一個能夠傳遞價值的網路,對可以傳遞價值的網路的需求是推動區塊鏈技術產生的重要原因。在對於保護帶有所有權或者其他價值的信息需求的推動下,區塊鏈出現了。區塊鏈通過公私鑰密碼學、分布式存儲等技術手段,一方面保證了帶有價值的信息的高效傳遞,另一方面保證了這些信息在傳遞的過程中不會被輕易的復制篡改。
從區塊鏈誕生的必然性來理解區塊鏈的內涵,區塊鏈是解決了中心化記賬缺點、解決了分布式一致性問題的分布式記賬技術,同時也是連接互聯網升級為保證帶有價值的信息安全高效傳遞的價值網路。
區塊鏈技術概念3
區塊鏈: 區塊鏈就像是一個全球唯一的帳簿,或者說是資料庫,記錄了網路中所有交易歷史。
以太坊虛擬機(EVM): 它讓你能在以太坊上寫出更強大的程序比特幣上也可以寫腳本程序、。它有時也用來指以太坊區塊鏈,負責執行智能合約以及一切。
節點:你可以運行節點,通過它讀寫以太坊區塊鏈,也即使用以太坊虛擬機。完全節點需要下載整個區塊鏈。輕節點仍在開發中。
礦工:挖礦,也就是處理區塊鏈上的區塊的節點。這個網頁可以看到當前活躍的一部分以太坊礦工:stats.ethdev.com。
工作量證明:礦工們總是在競爭解決一些數學問題。第一個解出答案的(算出下一個區塊)將獲得以太幣作為獎勵。然後所有節點都更新自己的區塊鏈。所有想要算出下一個區塊的礦工都有與其他節點保持同步,並且維護同一個區塊鏈的動力,因此整個網路總是能達成共識。(注意:以太坊正計劃轉向沒有礦工的權益證明系統(POS),不過那不在本文討論范圍之內。)
以太幣:縮寫ETH。一種你可以購買和使用的真正的數字貨幣。這里是可以交易以太幣的其中一家交易所的走勢圖。在寫這篇文章的時候,1個以太幣價值65美分。
Gas:在以太坊上執行程序以及保存數據都要消耗一定量的以太幣,Gas是以太幣轉換而成。這個機制用來保證效率。
DApp: 以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(Decentralized App)。DApp的目標是(或者應該是)讓你的智能合約有一個友好的界面,外加一些額外的東西,例如IPFS可以存儲和讀取數據的去中心化網路,不是出自以太坊團隊但有類似的精神)。DApp可以跑在一台能與以太坊節點交互的中心化伺服器上,也可以跑在任意一個以太坊平等節點上。(花一分鍾思考一下:與一般的網站不同,DApp不能跑在普通的伺服器上。他們需要提交交易到區塊鏈並且從區塊鏈而不是中心化資料庫讀取重要數據。相對於典型的用戶登錄系統,用戶有可能被表示成一個錢包地址而其它用戶數據保存在本地。許多事情都會與目前的web應用有不同架構。)
以太坊客戶端,智能合約語言
編寫和部署智能合約並不要求你運行一個以太坊節點。下面有列出基於瀏覽器的IDE和API。但如果是為了學習的話,還是應該運行一個以太坊節點,以便理解其中的基本組件,何況運行節點也不難。
運行以太坊節點可用的客戶端
以太坊有許多不同語言的客戶端實現即多種與以太坊網路交互的方法、,包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。為什麼需要這么多實現?不同的實現能滿足不同的需求例如Haskell實現的目標是可以被數學驗證、,能使以太坊更加安全,能豐富整個生態系統。
在寫作本文時,我使用的是Go語言實現的客戶端geth (go-ethereum),其他時候還會使用一個叫testrpc的工具, 它使用了Python客戶端pyethereum。後面的例子會用到這些工具。
關於挖礦:挖礦很有趣,有點像精心照料你的室內盆栽,同時又是一種了解整個系統的方法。雖然以太幣現在的價格可能連電費都補不齊,但以後誰知道呢。人們正在創造許多酷酷的DApp, 可能會讓以太坊越來越流行。
互動式控制台:客戶端運行起來後,你就可以同步區塊鏈,建立錢包,收發以太幣了。使用geth的一種方式是通過Javascript控制台。此外還可以使用類似cURL的命令通過JSON RPC來與客戶端交互。本文的目標是帶大家過一邊DApp開發的流程,因此這塊就不多說了。但是我們應該記住這些命令行工具是調試,配置節點,以及使用錢包的利器。
在測試網路運行節點: 如果你在正式網路運行geth客戶端,下載整個區塊鏈與網路同步會需要相當時間。你可以通過比較節點日誌中列印的最後一個塊號和stats.ethdev.com上列出的最新塊來確定是否已經同步。) 另一個問題是在正式網路上跑智能合約需要實實在在的以太幣。在測試網路上運行節點的話就沒有這個問題。此時也不需要同步整個區塊鏈,創建一個自己的私有鏈就勾了,對於開發來說更省時間。
Testrpc:用geth可以創建一個測試網路,另一種更快的創建測試網路的方法是使用testrpc. Testrpc可以在啟動時幫你創建一堆存有資金的測試賬戶。它的運行速度也更快因此更適合開發和測試。你可以從testrpc起步,然後隨著合約慢慢成型,轉移到geth創建的測試網路上 - 啟動方法很簡單,只需要指定一個networkid:geth --networkid "12345"。這里是testrpc的代碼倉庫,下文我們還會再講到它。
接下來我們來談談可用的編程語言,之後就可以開始真正的編程了。寫智能合約用的編程語言用Solidity就好。
要寫智能合約有好幾種語言可選:有點類似Javascript的Solidity, 文件擴展名是.sol. 和Python接近的Serpent, 文件名以.se結尾。還有類似Lisp的LLL。Serpent曾經流行過一段時間,但現在最流行而且最穩定的要算是Solidity了,因此用Solidity就好。聽說你喜歡Python? 用Solidity。
solc編譯器: 用Solidity寫好智能合約之後,需要用solc來編譯。它是一個來自C++客戶端實現的組件又一次,不同的實現產生互補、,這里是安裝方法。如果你不想安裝solc也可以直接使用基於瀏覽器的編譯器,例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。後文有關編程的部分會假設你安裝了solc。
web3.js API. 當Solidity合約編譯好並且發送到網路上之後,你可以使用以太坊的web3.js JavaScript API來調用它,構建能與之交互的web應用。