讓這些區塊鏈連接起來的是nonce
① 區塊鏈通俗易懂的講解
區塊鏈技術通俗講解如下:
簡單來說:區塊鏈就是使用一攬子既有的網路技術,組建而成的新一代網路系統,這個網路系統有新結構,有新機制,有前所未有的新價值。具體使用了五大技術或創新:加密技術、P2P網路技術、分布式存儲技術、共識機制、智能合約。
本質上講:它是一個共享資料庫,存儲於其中的數據或信息,具有「不可偽造」「全程留痕」「可以追溯」「公開透明」「集體維護」等特徵。基於這些特徵,區塊鏈技術奠定了堅實的「信任姿銷」基礎,創造了可靠的「合作」機制,運純具有廣闊的運用前景。
2. 開放性。
除了交易各方的私有信息被加密外,區塊鏈的數據對所有人公開,提供靈活的腳本代碼系統,整個系統信息高度透明,並且在系統指定的規則范圍內,節點之間無法相互欺騙。
3. 自治性。
共識技術,智能合約。
② 以太坊區塊鏈之Bug --2020/05/19
為了防止交易重播,ETH(ETC)節點要求每筆交易必須有一個nonce數值。每一個賬戶從同一個節點發起交易時,這個nonce值從0開始計數,發送一筆nonce對應加1。當前面的nonce處理完成之後才會處理後面的nonce。注意這里的前提條件是相同的地址在相同的節點發送交易。
以下是nonce使用的幾條規則:
● 當nonce太小(小於之前已經有交易使用的nonce值),交易會被直接拒絕。
● 當nonce太大,交易會一直處於隊列之中,這也就是導致我們上面描述的問題的原因;
● 當發送一個比較大的nonce值,然後補齊開始nonce到那個值之間的nonce,那麼交易依舊可以被執行。
● 當交易處於queue中時停止geth客戶端,那麼交易queue中的交易會被清除掉。
第一個欄位 AccountNonce ,直譯就是賬戶隨機數。它是以太坊中很小但也很重要的一個細節。以太坊為每個賬戶和交易都創建了一個Nonce,當從賬戶發起交易的時候,當前賬戶的Nonce值就被作為交易的Nonce。這里,如果是普通賬戶那麼Nonce就是它發出的交易數,如果是合約賬戶就是從它的創建合約數。
為什麼要使用這個Nonce呢?其主要目的就是為了防止重復攻擊(Replay Attack)。因為交易都是需要簽名的,假定沒有Nonce,那麼只要交易數據和發起人是確定的,簽名就一定是相同的,這樣攻擊者就能在收到一個交易數據後,重新生成一個完全相同的交易並再次提交,比如A給B發了個交易,因為交易是有簽名的,B雖然不能改動這個交易數據,但只要反復提交一模一樣的交易數據,就能把A賬戶的所有資金都轉到B手裡。
當使用賬戶Nonce之後,每次發起一個交易,A賬戶的Nonce值就會增加,當B重新提交時,因為Nonce對不上了,交易就會被拒絕。這樣就可以防止重復攻擊。當然,事情還沒有完,因為還能跨鏈實施攻擊,直到EIP-155引入了chainID,才實現了不同鏈之間的交易數據不兼容。事實上,Nonce並不能真正防止重復攻擊,比如A向B買東西,發起交易T1給B,緊接著又提交另一個交易T2,T2的Gas價格更高、優先順序更高將被優先處理,如果恰好T2處理完成後剩餘資金已經不足以支付T1,那麼T1就會被拒絕。這時如果B已經把東西給了A,那A也就攻擊成功了。所以說,就算交易被處理了也還要再等待一定時間,確保生成足夠深度的區塊,才能保證交易的不可逆。
Price 指的是單位Gas的價格,所謂Gas就是交易的消耗,Price就是單位Gas要消耗多少以太幣(Ether),Gas * Price就是處理交易需要消耗多少以太幣,它就相當於比特幣中的交易手續費。
GasLimit 限定了本次交易允許消耗資源的最高上限,換句話說,以太坊中的交易不可能無限制地消耗資源,這也是以太坊的安全策略之一,防止攻擊者惡意佔用資源。
Recipient 是交易接收者,它是common.Address指針類型,代表一個地址。這個值也可以是空的,這時在交易執行時,會通過智能合約創建一個地址來完成交易。
Amount 是交易額。這個簡單,不用解釋。
Payload 比較重要,它是一個位元組數組,可以用來作為創建合約的指令數組,這時每個位元組都是一個單獨的指令;也可以作為數據數組,由合約指令來進行操作。合約由以太坊虛擬機(Ethereum Virtual Machine,EVM)創建並執行。
V、R、S 是交易的簽名數據。以太坊當中,交易經過數字簽名之後,生成的signature是一個長度65的位元組數組,它被截成三段,前32位元組被放進R,再32位元組放進S,最後1個位元組放進V。那麼為什麼要被截成3段呢?以太坊用的是ECDSA演算法,R和S就是ECSDA簽名輸出,V則是Recovery ID。
R,S,V是交易簽名後的值,它們可以被用來生成簽名者的公鑰;R,S是ECDSA橢圓加密演算法的輸出值,V是用於恢復結果的ID
③ 什麼是資料區塊鏈(BlockChain)
什麼是資料區塊鏈(BlockChain)?
1、資料區塊鏈是比特幣金融系統中的重要概念,記錄了整個比特幣網路上的交易記錄資料,並且這些資料是被所有比特幣節點共享的,通過資料區塊,我們可以查詢到每一比比特幣交易的歷史。
2、例項:
甲、乙、丙三個人,甲和乙的所有資金都由丙來保管。而且每一比資金往來都要由丙來記錄。現在假設甲和乙各有100萬由丙保管。那麼:
甲支出8萬到乙,則丙在賬本的記錄上,減去甲所在名下8萬元,並在乙所在名下增加8萬元。
乙回轉5萬到甲,則丙在賬本的記錄上,增加甲所在名下5萬元,並在乙所在名下減去5萬元。
甲支出5萬到乙,則丙在賬本的記錄上,減去甲所在名下5萬元,並在乙所在名下增加5萬元。
3、資料區塊鏈的作用和丙的帳目記錄本的作用類似,它記錄了使用者對比特幣的擁有權和所有使用者交易比特幣的記錄。只不過這個「帳目記錄本」是由網路上每個比特幣礦工的挖礦軟體記錄的。如果一筆比特幣的交易被資料區塊鏈確認那麼相關的資訊將會被記錄在資料區塊鏈中。比特幣的「帳目記錄本」就叫做資料區塊鏈。網路上所有的資料區塊鏈組成了比特幣的分散式網路資料庫系統。
4、資料區塊鏈技術本質是去中心化且寓於分散式結構的資料儲存、傳輸和證明的方法,用資料區塊取代了目前網際網路對中心伺服器的依賴,使得所有資料變更或者交易專案都記錄在一個雲系統之上,理論上實現了資料傳輸中對資料的自我證明,深遠來說,這超越了傳統和常規意義上需要依賴中心的資訊驗證正規化,降低了全球」信用」的建立成本,這種點對點驗證將會產生一種」基礎協議」,是分散式人工智慧的一種新形式,將建立人腦智慧和機器智慧的全新介面和共享介面。
什麼是資料區塊鏈(BlockChain)?怎麼解釋通俗易懂
區塊鏈是分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演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、獲取權益的數學演演算法。上海和數軟體有限公司,專注於區塊鏈技術研發與應用的創新型科技企業,專業的區塊鏈技術服務商。團隊自2016年即開始研發區塊鏈技術,對區塊鏈加密演演算法、共識機制網路安全、分散式、點對點等區塊鏈技術領域都做出了深入的研究。
什麼是資料區塊鏈(BlockChain),和現今的大資料有什麼關系?
區塊鏈是分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演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、獲取權益的數學演演算法。和數軟體,專注於區塊鏈技術研發與應用的創新型科技企業,專業的區塊鏈技術服務商。團隊自2016年即開始研發區塊鏈技術,對區塊鏈加密演演算法、共識機制網路安全、分散式、點對點等區塊鏈技術領域都做出了深入的研究。
什麼是區塊鏈(Blockchain)技術?
區塊鏈技術, 簡稱BT(Blockchain technology),也被稱之為分散式賬本技術,是一種網際網路資料庫技術,其特點是去中心化、公開透明,讓每個人均可參與資料庫記錄。
可以去多元網了解一下
Blockchain區塊鏈是什麼?
是一個公開的包括所有已經被發送的交易的列表,它保證了每個人都知道每個比特幣的真實所有者(地址)。所有網路上的全功能節點都會保留一份區塊鏈的拷貝。
Block區塊是區塊鏈上的獨立單位。每一個區塊都包含了前一個區塊的雜湊值(所以某人不可能剔除或者修改區塊鏈上的任何區塊,而同時不使得區塊鏈上的某些雜湊值不匹配),還有盡可能多的在網路上可以找到的還沒有被確認的交易,以及一個叫做nonce隨機數的數字。正在建立一個區塊的某人,必須找到一個合適的nonce隨機數,以使得這個區塊的雜湊值低於某個閾值(thetarget目標值),這只能通過一個接著一個的嘗試完所有的隨機數,直到一個產生了想要的雜湊值的隨機數被找到,這個目標值越低就越難找到合適的隨機數。故意使得區塊的建立如此之難,是為了防止某人花掉了比特幣,然後建立並推進他自己的不包含剛才那筆顯示比特幣已經被花費了的交易的區塊鏈,一次擦除剛才的交易記錄並允許他把剛才那筆比特幣花兩次。當一個有效的區塊被建立,它會被分發到整個網路,然後基於這個區塊開始尋找下一個區塊。
什麼是區塊鏈,什麼是大資料
1、區塊鏈:是分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演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、獲取權益的數學演演算法 。
區塊鏈(Blockchain)是比特幣的一個重要概念,貨幣聯合清華大學五道口金融學院網際網路金融實驗室、新浪科技釋出的《2014—2016全球比特幣發展研究報告》提到區塊鏈是比特幣的底層技術和基礎架構[2] 。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資料塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的資訊,用於驗證其資訊的有效性(防偽)和生成下一個區塊。
2、大資料:指無法在一定時間范圍內用常規軟體工具進行捕捉、管理和處理的資料集合,是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的資訊資產。
什麼是區塊鏈?什麼是區塊鏈手機?
區塊鏈概念這么火!區塊鏈技術會成新風口嗎?
近年來,區塊鏈的發展生態逐漸得到改善與豐富。業內人士認為,擁有國家政策扶持,得到廣泛關注和資金支援,區塊鏈技術能實現逐步穩定進步。區塊鏈技術上行前景雖廣闊,但對此也要保持一顆平常心。
區塊鏈和大資料什麼關系,區塊鏈會取代大資料?
區塊鏈和大資料關系並不是很大。大資料主要的是對於海量資料進行管理,而區塊鏈的核心是在沒有中心化中介計入的情況下實現資料的高安全性和高可靠性。金窩窩網路科技
所以區塊鏈和大資料並不互相沖突,也不會取代,完全是面對不同場景情況下對於資料的不同解決方案。
④ 區塊鏈是什麼通俗解釋,區塊鏈這五大應用場景必須要知道!
最近, 區塊鏈 一夜爆紅,周圍的小夥伴都在討論區塊鏈。
那麼,區塊鏈是不是就是 比特幣 呢?
實際上,比特幣和區塊鏈並不是一回事兒。
區塊鏈是比特幣的底層技術,但是區塊鏈誕生之後的第一個使用場景就是比特幣。
比特幣僅僅是計算機中的一串數據,相對紙質貨幣而言,它也被稱作「虛擬幣」。簡單來說,你可以理解為比特幣就是一串有現金價值的數字而已,類似於Q幣。也就是說,比特幣並沒有實際的價值,它現在的價值都是炒幣人的信仰在支撐,如果信仰不在,比特幣的價值將轟然倒塌。
什麼是區塊鏈?區塊鏈技術的特點有哪些?
我們先來看看,區塊鏈為什麼會被稱為區塊鏈?
數據是一塊塊存儲的,而一塊一塊存儲的數據被稱之為區塊,不同的區塊跟前一塊鏈接起來,稱之為區塊鏈。
舉個例子:
某年某月某日,老王借給了小王一萬塊錢,老王把這個消息告訴了身邊所有的人,轉賬記錄都掛在了朋友圈,所有人都幫他倆作證這筆交易的存在。
老王和小王就是兩個節點,這兩個節點產生交易的時間、地點、人物等信息,打包起來就形成一個 「區塊」。老王的朋友也是一個個的節點,這些節點共同記錄了老王和小王這兩個節點交易的情況和細節(區塊),這些區塊相連接,就形成了區塊鏈。
從根本上來說,區塊鏈是一個分布式賬本資料庫。
分布式賬本是什麼意思呢?
我們看看傳統的記賬方式是怎麼樣的。
傳統的記賬方式是中心化記賬方式,比如老王借給小王的1萬塊錢,當時候這筆錢老王如果不昭告天下,那麼,這筆錢的交易情況只有老王知道,小王知道,天知道,地知道。這種記賬方法呢,就是中心化記賬方式,這種方法有一個很致命額度缺點就是,對方不認賬怎麼辦?實際上,現實生活中,在民間自發的借貸關系中,發生借貸關系的時候沒有任何證據,導致事後對方不認帳的比比皆是。
老王一開始的時候就採取的昭告天下的記賬方式,杜絕了後患,這種方法就是區塊鏈分布式賬本,具有去中心化的特點,人人都是中心,人人都可以作證這筆交易的存在。
除了去中心化特點,區塊鏈還具有不可篡改的特點。在區塊鏈中,只任意一個區塊的數據發生了變化,哪怕只是變化一個標點符號,就會失效,需要重新計算,所以,在區塊鏈技術中,一旦有一塊數據發生改變,代價會非常大。除非對於這個區塊鏈所有的節點佔有51%的控制權。所以,區塊鏈系統將是穩定且安全的。
還是老王和小王,小王如果想賴賬,除非收買天下所有知道這筆交易的人,否則不可能篡改。
區塊鏈還具有公開透明的特點。
區塊鏈技術中,所有數據都是公開的,還是老王和小王的例子。
如果小王對這筆錢不認賬,這條消息一旦發布出去,那麼,小王的名聲就臭掉了,他只能夠通過還錢,來發布新的消息,洗清自身的身份。
有人說,區塊鏈這么厲害,那我的身份信息是不是就透漏了,沒有任何隱私了?實際上,區塊鏈具有匿名的特點,很好的保護了我們的隱私,除非有法律規范要求,單從技術上來講,各區塊節點的身份不需要公開或驗證,可以匿名進行。
區塊鏈的應用有哪些呢?
區塊鏈的緣起是解決信任問題,而且,區塊鏈最成功的一個應用是數字貨幣。比特幣可以說是到目前為止區塊鏈最成功的一個應用。
除了數字貨幣,比特幣未來的應用還是非常廣泛的,區塊鏈技術目前已在不同行業得到了廣泛的應用。如商品溯源、版權保護與交易、支付清算、物聯網、數字營銷、醫療等,推動不同行業快速進入「區塊鏈+」時代。
1、支付清算
可摒棄中轉銀行的角色,實現點到點支付,減少中轉費用,加速資金利用率。
2、商品追溯
比如我們在某寶上買一件衣服,我們可以看到這件衣服的前世今生。
3、證券交易
傳統的證券交易需要經過四大機構協調工作,效率低、成本高。區塊鏈技術可獨立地完成一條龍式服務。
4、供應鏈
將區塊鏈技術引入供應鏈系統,系統內部同步信息、可做到對各個環節把控,更好的完成分工協作,便於事後追責。
5、知識產權
版權上鏈,我們的攝影作品、音樂作品、文學作品等都會成為我們的信息,信息所有權將得以確認,成為我們的財產。
⑤ 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。
⑥ ETH開發實踐——批量發送交易
在使用同一個地址連續發送交易時,每筆交易往往不可能立即到賬, 當前交易還未到賬的情況下,下一筆交易無論是通過 eth.getTransactionCount() 獲取nonce值來設置,還是由節點自動從區塊中查詢,都會獲得和前一筆交易同樣的nonce值,這時節點就會報錯 Error: replacement transaction underpriced
在構建一筆新的交易時,在交易數據結構中會產生一個nonce值, nonce是當前區塊鏈下,發送者(from地址)發出的交易(成功記錄進區塊的)總數, 再加上1。例如新構建一筆從A發往B的交易,A地址之前的交易次數為10,那麼這筆交易中的nonce則會設置成11, 節點驗證通過後則會放入交易池(txPool),並向其他節點廣播,該筆交易等待礦工將其打包進新的區塊。
那麼,如果在先構建並發送了一筆從地址A發出的,nonce為11的交易,在該交易未打包進區塊之前, 再次構建一筆從A發出的交易,並將它發送到節點,不管是先通過web3的eth.getTransactionCount(A)獲取到的過往的交易數量,還是由節點自行填寫nonce, 後面的這筆交易的nonce同樣是11, 此時就出現了問題:
實際場景中,會有批量從一個地址發送交易的需求,首先這些操作可能也應該是並行的,我們不會等待一筆交易成功寫入區塊後再發起第二筆交易,那麼此時有什麼好的解決辦法呢?先來看看geth節點中交易池對交易的處理流程
如之前所說,構建一筆交易時如果不手動設置nonce值,geth節點會默認計算發起地址此前最大nonce數(寫入區塊的才算數),然後將其加上1, 然後將這筆交易放入節點交易池中的pending隊列,等到節點將其打包進區塊。
構建交易時,nonce值是可以手動設置的,如果當前的nonce本應該設置成11, 但是我手動設置成了13, 在節點收到這筆交易時, 發現pending隊列中並沒有改地址下nonce為11及12的交易, 就會將這筆nonce為13的交易放入交易池的queued隊列中。只有當前面的nonce補齊(nonce為11及12的交易被發現並放入pending隊列)之後,才會將它放入pending隊列中等待打包。
我們把pending隊列中的交易視為可執行的,因為它們可能被礦工打包進最新的區塊。 而queue隊列因為前面的nonce存在缺失,暫時無法被礦工打包,稱為不可執行交易。
那麼實際開發中,批量從一個地址發送交易時,應該怎麼辦呢?
方案一:那麼在批量從一個地址發送交易時, 可以持久化一個本地的nonce,構建交易時用本地的nonce去累加,逐一填充到後面的交易。(要注意本地的nonce可能會出現偏差,可能需要定期從區塊中重新獲取nonce,更新至本地)。這個方法也有一定的局限性,適合內部地址(即只有這個服務會使用該地址發送交易)。
說到這里還有個坑,許多人認為通過 eth.getTransactionCount(address, "pending") ,第二個參數為 pending , 就能獲得包含本地交易池pending隊列的nonce值,但是實際情況並不是這樣, 這里的 pending 只包含待放入打包區塊的交易, 假設已寫入交易區塊的數量為20, 又發送了nonce為21,22,23的交易, 通過上面方法取得nonce可能是21(前面的21,22,23均未放入待打包區塊), 也可能是22(前面的21放入待打包區塊了,但是22,23還未放入)。
方案二是每次構建交易時,從geth節點的pending隊列取到最後一筆可執行交易的nonce, 在此基礎上加1,再發送給節點。可以通過 txpool.content 或 txpool.inspect 來獲得交易池列表,裡面可以看到pending及queue的交易列表。
啟動節點時,是可以設置交易池中的每個地址的pending隊列的容量上限,queue隊列的上容量上限, 以及整個交易池的pending隊列和queue隊列的容量上限。所以高並發的批量交易中,需要增加節點的交易池容量。
當然,除了擴大交易池,控制發送頻率,更要設置合理的交易手續費,eth上交易寫入區塊的速度取決於手續費及eth網路的擁堵狀況,發送每筆交易時,設置合理的礦工費用,避免大量的交易積壓在交易池。
⑦ 區塊鏈共識演算法——(四)PoA共識(Proof of Activity)
PoA共識(Proof of Activity)也稱為活動證明,其結合了PoW工作量證明與PoS權益證明的特點並進行了相應擴展,PoA共識具有更為復雜的記賬節點選取,同時有更為公平的獎勵機制。
PoA活動證明,主要的優勢是利用公平的激勵措施保證節點保持在線狀態,調動節點積極性,線上礦工即使不挖礦也有一定的概率獲取收益。大大提高了全網維護質量。
step1:每個礦工先利用自身算力通過工作量證明機制後得出nonce並生成一個空區塊頭,這個區塊頭除了沒有交易信息數據外其他數據與正常區塊一致。
step2:最先生成空區塊的節點廣播全網節點,全網節點接收到消息後,將此區塊的hash值與上一區塊的hash值進行拼接,然後加上n個固定後綴值進行再hash,最後得出n個值作為輸入,進入follow-the-satoshi程序,然後可輸出n個隨機權益持有者。
step3:前n-1個隨機權益持有者對空區塊進行簽名,第n個隨機權益持有者即為獲取到記賬權的節點,他將在空區塊的基礎上添加交易數據與簽名。
step4:第n個隨機權益持有者將打包好的區塊廣播全網,全網節點接收到區塊後進行驗證,驗證成功後上鏈。
step5:產生空區塊的礦工與第n個隨機權益持有者以及前n-1個已簽名的隨機權益持有者共享交易費獎勵。
⑧ 你應該知道的區塊鏈運作7個核心技術嗎
區塊鏈運作的7個核心技術,你知道幾個?
1.區塊鏈的鏈接
顧名思義,區塊鏈即由一個個區塊組成的鏈。每個區塊分為區塊頭和區塊體(含交易數據)兩個部分。區塊頭包括用來實現區塊鏈接的前一區塊的哈希(PrevHash)值(又稱散列值)和用於計算挖礦難度的隨機數(nonce)。前一區塊的哈希值實際是上一個區塊頭部的哈希值,而計算隨機數規則決定了哪個礦工可以獲得記錄區塊的權力。
2.共識機制
區塊鏈是伴隨比特幣誕生的,是比特幣的基礎技術架構。可以將區塊鏈理解為一個基於互聯網的去中心化記賬系統。類似比特幣這樣的去中心化數字貨幣系統,要求在沒有中心節點的情況下保證各個誠實節點記賬的一致性,就需要區塊鏈來完成。所以區塊鏈技術的核心是在沒有中心控制的情況下,在互相沒有信任基礎的個體之間就交易的合法性等達成共識的共識機制。
區塊鏈的共識機制目前主要有4類:PoW、PoS、DPoS、分布式一致性演算法。
3.解鎖腳本
腳本是區塊鏈上實現自動驗證、自動執行合約的重要技術。每一筆交易的每一項輸出嚴格意義上並不是指向一個地址,而是指向一個腳本。腳本類似一套規則,它約束著接收方怎樣才能花掉這個輸出上鎖定的資產。
交易的合法性驗證也依賴於腳本。目前它依賴於兩類腳本:鎖定腳本與解鎖腳本。鎖定腳本是在輸出交易上加上的條件,通過一段腳本語言來實現,位於交易的輸出。解鎖腳本與鎖定腳本相對應,只有滿足鎖定腳本要求的條件,才能花掉這個腳本上對應的資產,位於交易的輸入。通過腳本語言可以表達很多靈活的條早譽襪件。解釋腳本是通過類似我們編程領域里的「虛擬機」,它分布式運行在區塊鏈網路里的每一個節點。
4.交易規則
區塊鏈的交易就是構成區塊的基本單位,也是區塊鏈負責記錄的實際有效內容。一個區塊鏈交易可以是一次轉賬,也可以是智能合約的部署等其他事務。
就比特幣而言,交易即指一次支付轉賬。其交易規則如下:
1)交易的輸入和輸出不能為空。
2)對交易的每個輸入,如果其對應的UTXO輸出能在當前交易池中找到,則拒絕該交易。因為當前交
易池是未被記錄在區塊鏈中的交易,而交易的每個輸入,應該來自確認的UTXO。如果在當前交易池中找到,那就是雙花交易。
3)交易中的每個輸入,其對應的輸出必須是UTXO。
4)每個輸入的解鎖腳本(unlocking script)必須和相應輸出的鎖定腳本(locking script)共同驗證交易的合規性。
5.交易優先順序
區塊鏈交易的優先順序由區塊鏈協議規則決定。對於比特幣而言,交易被區塊包含的優先次序由交易廣播到網路上的時間和交易額的大小決定。隨著交易廣播到網路上的時間的增長,交易的鏈齡增加,交易的優先順序就被提高,最終會被區塊包含。對於以太坊而言,交易的優先順序還與交易的發布者願意支付的交易費用有關,發布者願意支付的交易費用越高,交易被包含進區塊的優先順序就越高。
6.Merkle證明
Merkle證明的原始應用是比特幣系統(Bitcoin),它是由中本聰(Satoshi Nakamoto)在2009年描述並且創造的。比特幣區塊鏈使用了Merkle證明,為的是將交易存儲在每一個區塊中。使得交易不能被篡改,同時也容易驗證交易是否包含在一個特定區塊中。
7.RLP
RLP(Recursive Length Prefix,遞歸長度前綴編碼)是Ethereum中對象序列化的一個主要編碼方式,其目的是對任意嵌套的二進制虛消數據的序列進行編碼。陸激