區塊鏈怎麼實現廣播

『壹』 區塊鏈的具體工作流程是怎樣的

區塊鏈（Blockchain）是由節點參與的分布式資料庫系統，它的特點是不可變更，不可偽造，我們也可以將它理解為一個賬簿系統。它是比特幣的一個重要概念，完整比特幣區塊鏈的副本，記錄了其的每一筆交易。通過這些信息，我們可以找到每一個地址，在歷史上任何一點所擁有的價值。

區塊鏈是由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成的，每一個區塊都包含了上一個區塊的哈希值，從創始區塊開始連接到當前區塊，形成塊鏈。

『貳』 比特幣向全網廣播是怎麼實現的

兩個說法供參考，都是從巴比特找到的：

1. 比特幣採取一種數學競賽的方式來決定交易到達節點的時間，並同時保護這種順序，在比特幣系統中是通過將交易按組分配來對交易進行排序的，這樣的組被稱作區塊（同一時刻發生的交易會分在同一個區塊內），然後將這些區塊鏈接起來，被稱作區塊鏈。區塊鏈是用來對交易排序，而交易鏈則是追蹤記錄比特幣所有權變化的，這些區塊是按照時間排列的就是一個鏈接，未在區塊內的交易被成為未確認或者未排序的交易，任何節點都快要將一組未經確認的交易放入區塊中，然後向網路中的其他節點廣播他們對於下一個區塊應該是什麼的建議。
   如果同一時刻有多人同時生成區塊（這種概率基本很小），所以就會有當前的區塊的下一個區塊會有多個選擇，為了保證區塊鏈接的順序性，比特幣系統讓每個有效的區塊必須包括一個特殊數學問題的答案，計算機會計算整個區塊的文本，再加上基於加密哈希進行的隨機猜測，直到得出一個低於某個特定數值的輸出，哈希函數能夠從任意長度的文本中創建一段簡短的摘要，這個固定輸出值是非常復雜的找到他的唯一方法就是隨機猜測，這就是所謂的挖礦。

2. King在去年發行PPC 的時候引入了檢查點機制，以在其發展初期保護避免攻擊。這個機制使其能夠抵禦51%攻擊。」開發者可以控制一個母節點並向全網廣播「檢查點」，這讓其它節點在某些區塊上達成一致。「他說，這其實是一個」（區塊鏈）連續性警告信息「。
   

『叄』 區塊鏈核心技術-P2P網路

點對點網路是區塊鏈中核心的技術之一，主要關注的方面是為區塊鏈提供一個穩定的網路結構，用於廣播未被打包的交易（交易池中的交易）以及共識過的區塊，部分共識演算法也需要點對點的網路支撐（如PBFT），另外一個輔助功能，如以太坊的消息網路，也需要點對點網路的支持。

P2P網路分為結構化和非結構化網路兩類。結構化網路採用類似DHT演算法來構建網路結構；非結構化網路是一種扁平的網路，每個節點都有一些鄰居節點的地址。

點對點網路的主要職責有維護網路結構和發送信息這兩個方面。網路結構要關注的是新節點的加入和網路更新這兩個方面，而發送信息包括廣播和單播兩個方面

如何建立並維護點對點的整個網路？節點如何加入、退出？
網路結構的建立有兩個核心的參數，一個是每個節點向外連接的節點數，第二個是最大轉發數。

新節點對於整個網路一無所知，要麼通過一個中心的服務獲取網路中的一些節點去連接，要麼去連接網路中的「種子」節點。

網路更新處理當有新節點加入或者節點退出，甚至原來一些節點網路不好，無法連接，過一段時間又活了，等等這些情況。一般通過節點已有的連接來廣播這些路由表的變化。需要注意的是，因為點對點網路的特殊性，每個節點的路由表是不一樣的（也叫partial view）

廣播一般採用泛洪協議，即收到轉發方式，使的消息在網路中擴散，一般要採用一些限制條件，比如一條消息要設置最大的轉發數，避免網路的過渡負載。

單播需要結構化網路結構支持，一般是DHT，類似於DNS解析的方式，逐跳尋找目標節點地址，之後進行傳輸，並且更新本地路由表。

要想快速檢索信息，有兩種數據結構可以使用，一種是樹類型，如AVL樹、紅黑樹、B樹等；另外一類是hash表。
哈希表的效率比樹更高，但是需要佔用更多的內存。
信息的表示採用鍵值對的方式，即一個鍵對應一個值，我們要查找的是key，值是附著的信息。
哈希表要解決的問題是如何均勻地為每一個key分配一個存儲位置。
這裡面有兩個重點：1.是為key分配一個存儲地點，這個分配演算法是固定的，保證存儲的時候和查找的時候使用同一個演算法，不然存進去之後會找不到；2.是均勻地分配，不能有點地方存放數據多，有點放存放數據少。

一般語言裡面的hashtable、map等結構使用這個技術來實現，哈希函數可以直接使用取模函數，key%n，這種方式，n代表有多少個地方，key是整數，如果key是其他類型，需要先進行一次哈希，將key轉為整數。這種方式可以解決上面的兩個需求，但是當n不夠大的時候（小於要存儲的數據），會產生沖突，一個地方一定會有兩個key要存儲，這時候，需要在這個地方放一個鏈表，將分配到同一地點、不同key，順序擺放。當一個地點放的key太多後，鏈表的查找速度太慢，要轉化為樹類型結構（紅黑樹或者AVL樹）。

上面說過，哈希表效率很高，但是佔用內容，使用多台機器就可以解決這個限制。在分布式環境中，可以將上述的地點理解為計算機（後面成為節點），即如何將一個key映射到一個節點上，每個節點有一個節點ID，即key->node id的映射，這個映射演算法也要固定。
這個演算法還有一個非常重要的要求，即scalebility,當新節點加入和退出時候，需要遷移的key要盡量少。

這個映射演算法有兩種典型結構，一個是環形，一個是樹形；環形的叫一致性哈希演算法，樹形的典型叫kademlia演算法。

選點演算法就是解決key->node id的映射演算法，形象的來說就是為一個key選擇它生命中的她（節點）。

假設我們使用32哈希，那麼總共能容納的key的數據量是2**32，稱之為hash空間，把節點的ID映射成整數，key也映射成整數。把key哈希和節點哈希值接的差值的叫做距離（負數的話要取模，不用絕對值），比如一個key的哈希是100（整數表示），一個節點的哈希是105，則這兩個的距離是105-100=5。當然使用其他距離表示也可以，比如反過來減，但是演算法要固定。我們把key映射（放到）距離他最近的節點上。距離取模的話，看起來就是把節點和key放到一個環上，key歸屬到從順時針角度離它最近的節點上。

kademlia演算法的距離採用的是key哈希與節點哈希異或計算之後的數值來表示（整數），從左往右，擁有越多的「相同前綴」，則距離越近，越在左邊位置不一樣，距離越遠。
樹結構的體現是，將節點和key看成樹的節點，這個演算法支持的位數是160bit，即20個8位元組，樹的高度為160，每個邊表示一位。
選點的演算法和一致性哈希相同，從所有節點中，選擇一個距離key距離最小的節點作為這個key的歸宿。

由於是在分布式環境中，為了保證高可用，我們假設沒有一個中心的路由表，沒有這個可以看到全貌的路由表，帶來了一些挑戰，比如如何發現節點、查找節點？
在P2P網路中，常用的方法是每個節點維護一個部分路由表，即只包含部分節點的路由信息。在泛洪演算法中，這些節點上隨機的；在DHT演算法中，這個路由表是有結構的，維護的節點也是有選擇性的。那麼如何合理的選擇需要維護路由信息的節點呢？

一個樸素的做法是，每一個節點保存比他大的節點的信息，這樣可以組成一個環，但是這樣做的話，有一個大問題和一個小問題。大問題是，每個節點知道的信息太少(只有下一個節點的哈希和地址)，當給出一個key時，它不知道網路中還有沒有比它距離這個key距離還短的節點，所以它首先判斷key是否屬於自己和下一個節點,如果是，那麼這個key就屬於下一個節點，如果不是就調用下一個節點同樣的方法，這個復雜度是N(節點數)。一個優化的方法是，每個節點i維護的其他節點有：i+2 1, i+2 2,....i+2**31,通過觀察這個數據，發現由近到遠，節點越來越稀疏。這樣可以把復雜度降低到lgN

每個節點保存的其他節點的信息，包括，從左到右，每一位上與本節點不同的節點，最多選擇k個（演算法的超參數）。比如在節點00110上（為演示起見，選擇5位），在要保存的節點路由信息是：
1****: xxx,....,xxx(k個)
01 : xxx,....,xxx(k個)
000 : xxx,....,xxx(k個)
0010 : xxx,....,xxx(k個)
00111: xxx,....,xxx(k個)
以上為一行稱為k-bucket。形象的來看，也是距離自己越近，節點越密集，越遠，節點越稀疏。這個路由查找、節點查找的演算法也是lgN復雜度。

『肆』 區塊鏈原理

區塊鏈是一種技術,但它不是一種單一的技術,而是由多種技術整合的結果,包括密碼學、數學、經濟學、網路科學等。你可以把它看做是一個分布式共享記賬技術,也可以看做是一個資料庫,只不過這個資料庫是由在這個鏈上的所有節點共同維護,每個節點都有一份賬本,因為所有節點的賬本一致,不同節點之間可以互相信任,對數據沒有疑問,所以大家都說區塊鏈從技術上實現了信任。詳細的專業技術可以咨詢一些專業的技術公司，例：金博科技，專注開發區塊鏈相關產品，專業研發團隊和完善的售後服務，可以電話咨詢。

『伍』 什麼是區塊鏈

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。

(5)區塊鏈怎麼實現廣播擴展閱讀

區塊鏈的特點：

1、存證

區塊鏈「不可篡改」的特點，為經濟社會發展中的「存證」難題提供了解決方案。只要能夠確保上鏈信息和數據的真實性，那麼區塊鏈就可以解決信息的「存」和「證」難題。

比如在版權領域，區塊鏈可以用於電子證據存證，可以保證不被篡改，並通過分布式賬本鏈接原創平台、版權局、司法機關等各方主體，可以大大提高處理侵權行為的效率。

2、共享

區塊鏈「分布式」的特點，可以打通部門間的「數據壁壘」，實現信息和數據共享。與中心化的數據存儲不同，區塊鏈上的信息都會通過點對點廣播的形式分布於每一個節點，通過「全網見證」實現所有信息的「如實記錄」。