區塊鏈演算法公開
㈠ 區塊鏈怎麼入侵,區塊鏈被攻擊
區塊鏈技術的六大核心演算法區塊鏈技術的六大核心演算法
區塊鏈核心演算法一:拜占庭協定
拜占庭的故事大概是這么說的:拜占庭帝國擁有巨大的財富,周圍10個鄰邦垂誕已久,但拜占庭高牆聳立,固若金湯,沒有一個單獨的鄰邦能夠成功入侵。任何單個鄰邦入侵的都會失敗,同時也有可能自身被其他9個鄰邦入侵。拜占庭帝國防禦能力如此之強,至少要有十個鄰邦中的一半以上同時進攻,才有可能攻破。然而,如果其中的一個或者幾個鄰邦本身答應好一起進攻,但實際過程出現背叛,那麼入侵者可能都會被殲滅。於是每一方都小心行事,不敢輕易相信鄰國。這就是拜占庭將軍問題。
在這個分布式網路里:每個將軍都有一份實時與其他將軍同步的消息賬本。賬本里有每個將軍的簽名都是可以驗證身份的。如果有哪些消息不一致,可以知道消息不一致的是哪些將軍。盡管有消息不一致的,只要超過半數同意進攻,少數服從多數,共識達成。
由此,在一個分布式的系統中,盡管有壞人,壞人可以做任意事情(不受protocol限制),比如不響應、發送錯誤信息、對不同節點發送不同決定、不同錯誤節點聯合起來干壞事等等。但是,只要大多數人是好人,就完全有可能去中心化地實現共識
區塊鏈核心演算法二:非對稱加密技術
在上述拜占庭協定中,如果10個將軍中的幾個同時發起消息,勢必會造成系統的混亂,造成各說各的攻擊時間方案,行動難以一致。誰都可以發起進攻的信息,但由誰來發出呢?其實這只要加入一個成本就可以了,即:一段時間內只有一個節點可以傳播信息。當某個節點發出統一進攻的消息後,各個節點收到發起者的消息必須簽名蓋章,確認各自的身份。
在如今看來,非對稱加密技術完全可以解決這個簽名問題。非對稱加密演算法的加密和解密使用不同的兩個密鑰.這兩個密鑰就是我們經常聽到的」公鑰」和」私鑰」。公鑰和私鑰一般成對出現,如果消息使用公鑰加密,那麼需要該公鑰對應的私鑰才能解密;同樣,如果消息使用私鑰加密,那麼需要該私鑰對應的公鑰才能解密。
區塊鏈核心演算法三:容錯問題
我們假設在此網路中,消息可能會丟失、損壞、延遲、重復發送,並且接受的順序與發送的順序不一致。此外,節點的行為可以是任意的:可以隨時加入、退出網路,可以丟棄消息、偽造消息、停止工作等,還可能發生各種人為或非人為的故障。我們的演算法對由共識節點組成的共識系統,提供的容錯能力,這種容錯能力同時包含安全性和可用性,並適用於任何網路環境。
區塊鏈核心演算法四:Paxos演算法(一致性演算法)
Paxos演算法解決的問題是一個分布式系統如何就某個值(決議)達成一致。一個典型的場景是,在一個分布式資料庫系統中,如果各節點的初始狀態一致,每個節點都執行相同的操作序列,那麼他們最後能得到一個一致的狀態。為保證每個節點執行相同的命令序列,需要在每一條指令上執行一個「一致性演算法」以保證每個節點看到的指令一致。一個通用的一致性演算法可以應用在許多場景中,是分布式計算中的重要問題。節點通信存在兩種模型:共享內存和消息傳遞。Paxos演算法就是一種基於消息傳遞模型的一致性演算法。
區塊鏈核心演算法五:共識機制
區塊鏈共識演算法主要是工作量證明和權益證明。拿比特幣來說,其實從技術角度來看可以把PoW看做重復使用的Hashcash,生成工作量證明在概率上來說是一個隨機的過程。開采新的機密貨幣,生成區塊時,必須得到所有參與者的同意,那礦工必須得到區塊中所有數據的PoW工作證明。與此同時礦工還要時時觀察調整這項工作的難度,因為對網路要求是平均每10分鍾生成一個區塊。
區塊鏈核心演算法六:分布式存儲
分布式存儲是一種數據存儲技術,通過網路使用每台機器上的磁碟空間,並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備,數據分散的存儲在網路中的各個角落。所以,分布式存儲技術並不是每台電腦都存放完整的數據,而是把數據切割後存放在不同的電腦里。就像存放100個雞蛋,不是放在同一個籃子里,而是分開放在不同的地方,加起來的總和是100個。
區塊鏈入門(一)——大家一起來記賬
小時候,我對許多新奇的事物都很好奇,充滿渴望想去了解學習,那時自己的腦迴路里經常會出現無數的驚嘆號。隨著年齡的增長與經歷的豐富,這種體驗越來越少,也對很多人雲亦雲的新東西見怪不驚。當「區塊鏈」第一次出現時候,自己完全被吸引住了,之後像小時候一樣,本能般地被驅動著去深入學習與了解,發現「區塊鏈」就是一個新世界,是即將到來的未來。
第一次聽到「區塊鏈(Blockchain)」三個字,是在李笑來老師的《通往財富自由之路》的專欄上,之後多次在專欄文章里看到這個詞彙的出現。出於好奇,關注並閱讀了了老貓的公眾賬號《貓說》上的文章,逐漸對區塊鏈有了從0到1的認識。block-塊,chain-鏈,blockchain-把一個一個的塊連成鏈,想像一下DNA在面前無限延伸的樣子.....
這段是網路上面對區塊鏈的一個解釋,換個通俗點的說法,區塊鏈是一種公開、去中心化、去信任的,共同維護的賬務系統。
先來看看傳統的中心化的銀行商業模式。我們在做交易的時候,為什麼需要銀行、阿里巴巴、騰訊等第三方中心化公司?因為人與人之間是不信任的。A今天借給B100塊,明天B不承認這筆借款,A怎麼辦?銀行幫忙解決了這個問題,每個人在銀行里創建一個實名認證的戶頭,藉助這個中心化公司,A借給銀行100元(存),B從銀行拿出100元(取/借),那麼銀行負責對這筆交易進行記錄,A的賬戶就會多100元,而B則少100元。這樣的依靠第三方中心化公司記賬的方式在我們生活中隨處可見:網購我們需要阿里巴巴的淘寶城和京東;貸款我們需要找靠譜的小貸公司;發行新書要通過某個出版社……歸根結底,是因為人與人之間不信任,或者說要維持信任的風險太大,成本太高,所以我們需要這樣的中心化的強大的第三方公司來給交易進行信任背書,讓它們來承擔這些風險,當然,它們也賺足了我們的錢。可是倚靠第三方中心化的商業模式給我們帶來的卻是低效的服務、繁瑣的程序以及價值的分流,例如銀行排隊辦理業務,小貸公司的放貸流程,淘寶、京東對商家的收租,出版社對作家稿費的分羹等等。這就是目前我們所處的中心化的,第三方信任化的世界。
而區塊鏈世界,則是一種新的世界,這里不需要第三方,所有的交易信息都是公開的,並且所有人都參與記賬!比特幣作為世界上第一個被實證可行的區塊鏈應用,就是運用自動記賬且賬務公開,信息不可篡改,隨時可查詢的技術顛覆了傳統金融模式,繞開了第三方中心化,買賣方直接進行交易。這樣的交易模式一定是高效的,低成本的,並且公開化的。試想一下如果區塊鏈技術未來普及,當你要轉賬一筆大數額的金錢給國外的朋友,略過冗長的環節,瞬間到賬;如果你寫了一本書發表,不用擔心被人盜版,也不用被出版社賺取屬於你的稿費;人與人之間直接搭建點對點的互助保險平台,保險公司將變成咨詢公司等等。(事實上,比特幣與Press.one正在實現這樣的顛覆)
當下互聯網蓬勃發展,外勤我們有滴滴打車或共享單車,叫餐我們選擇餓了么,餐廳就餐有大眾點評,到處都是微信、支付寶的便捷支付。我們在互聯網上進行支付的時候,需要倚靠一個買賣雙方都信任的第三方平台公司來替我們完成這筆交易。這些第三方公司擁有大量的交易數據以及交易雙方的信息,那麼,如果發生黑客入侵造成信息丟失,我們將為我們的「信任風險」承擔後果;且不提在審核、清算交易數據帶來的拖延不便,以及管理這樣龐大的數據所要耗費的巨大成本。
那麼區塊鏈技術是怎麼實現的呢?打個比方,假如有一支軍隊要去搶占敵方的堡壘,而每一個士兵都帶有一個特殊的頭盔,頭盔有一個紅色按鈕,每佔領一個堡壘,本軍總部給予勛章獎勵。首先,有一位士兵A率先佔領了第一個堡壘1,他通過頭盔對其他戰友宣布自己已經佔領堡壘1,這時候頭盔就會把堡壘1的坐標信息記錄下來,連同A的喊話一起傳遞給其他所有士兵,其他人通過頭盔聽到A的喊話並按下後按下紅色按鈕表示已經同步記錄了這條信息。那麼所有人都知道堡壘1已經被A佔領,並且A獲得勛章獎勵。於是其他人就會立馬去攻佔其他的堡壘,並且按同樣的方式廣播自己的戰功。這樣,這場戰役中不同堡壘被不同士兵攻佔的信息就全部保存在每一個人的頭盔中。在這里,頭盔就是這個公共賬本(嚴格來說是頭盔的程序),所有人都參與記賬;每個攻佔信息都構成一個區塊,所有的信息按照一定順序排列就構成了一個區塊鏈;參與者除了記賬(按下紅色按鈕),還要爭先恐後去搶奪新數據的打包權(攻佔堡壘)。
那麼來看看這種共同記賬方式的優勢。1,去中心化。賬本是大家共同記錄維護的,到底是誰首先記錄無所謂,因為有激勵(勛章),就會有人去做,不需要第三方介入(不需要將軍或是作戰部的指揮,減少軍隊開支與指揮者犧牲的風險)。2,數據不可篡改。已經記賬的數據如果要修改,必須修改超過51%的節點信息才能成功。試想一下,這個軍隊如果有百萬人(實際上區塊鏈節點數量遠遠大於這個數),要修改超過一半軍隊的頭盔,這是個幾乎不可能完成的任務。3,信息公開透明。所有人都可以在自己的賬本中查詢到這條交易信息(所有堡壘攻佔信息都已記錄在所有人頭盔里)。
這是我開始邁向寫作的第一篇文章,上一次寫這么多字應該是在高考場上了。第一篇文章寫的是從來沒接觸過的新的領域,文字有點混亂平庸,也不知道自己做的類比正確與否,不過終究開始去做了。寫作確實是人人都應該具備的技能,並且是可刻意練習而提高的技能,督促自己維持下去。
區塊鏈是什麼區塊鏈是一個可以共同記賬的數字賬本,會記錄所有曾經發生並經過系統一致認可的交易。相當於全家總動員的方式記賬,你在記賬,你爸爸和媽媽也在記賬,他們都能看到總賬,但是已經被保存的信息就無法再被篡改。
區塊鏈具有去中心化、開放性、安全性特徵。區塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬體設施,沒有中心管制;區塊鏈技術基礎是開源的,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開放;只要不能掌控全部數據節點的51%,就無法肆意操控修改網路數據,保證了區塊鏈的安全。
2008年由中本聰第一次提出了區塊鏈的概念。隨後區塊鏈成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分,是作為所有交易的公共賬簿。通過利用點對點網路和分布式時間戳伺服器,區塊鏈資料庫能夠進行自主管理。
(1)區塊鏈演算法公開擴展閱讀:
區塊鏈的類型
1、公有區塊鏈
世界上任何個體或者團體都可以發送交易,且交易能夠獲得該區塊鏈的有效確認,任何人都可以參與其共識過程。公有區塊鏈是最早的區塊鏈,也是應用最廣泛的區塊鏈,各大bitcoins系列的虛擬數字貨幣均基於公有區塊鏈,世界上有且僅有一條該幣種對應的區塊鏈。
2、聯合(行業)區塊鏈
行業區塊鏈(ConsortiumBlockChains):由某個群體內部指定多個預選的節點為記賬人,每個塊的生成由所有的預選節點共同決定(預選節點參與共識過程),其他接入節點可以參與交易,但不過問記賬過程(本質上還是託管記賬,只是變成分布式記賬,預選節點的多少,如何決定每個塊的記賬者成為該區塊鏈的主要風險點),其他任何人可以通過該區塊鏈開放的API進行限定查詢。
3、私有區塊鏈
僅僅使用區塊鏈的總賬技術進行記賬,可以是一個公司,也可以是個人,獨享該區塊鏈的寫入許可權,本鏈與其他的分布式存儲方案沒有太大區別。
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共
㈡ 剛剛了解,誰能告訴我區塊鏈是什麼通俗解釋一下區塊鏈技術的方法
大家共同記賬的方式,也被稱為「分布式」或「去中心化」,因為人人都記賬,且賬本的准確性由程式演算法決定,而非某個權威機構。
這就是區塊鏈,核心講完了,區塊鏈就這么簡單,一個共同記賬的賬本
區塊鏈技術六大核心演算法:
區塊鏈核心演算法一:拜占庭協定
拜占庭的故事大概是這么說的:拜占庭帝國擁有巨大的財富,周圍10個鄰邦垂誕已久,但拜占庭高牆聳立,固若金湯,沒有一個單獨的鄰邦能夠成功入侵。任何單個鄰邦入侵的都會失敗,同時也有可能自身被其他9個鄰邦入侵。拜占庭帝國防禦能力如此之強,至少要有十個鄰邦中的一半以上同時進攻,才有可能攻破。然而,如果其中的一個或者幾個鄰邦本身答應好一起進攻,但實際過程出現背叛,那麼入侵者可能都會被殲滅。於是每一方都小心行事,不敢輕易相信鄰國。這就是拜占庭將軍問題。
區塊鏈核心演算法二:非對稱加密技術
在上述拜占庭協定中,如果10個將軍中的幾個同時發起消息,勢必會造成系統的混亂,造成各說各的攻擊時間方案,行動難以一致。誰都可以發起進攻的信息,但由誰來發出呢?其實這只要加入一個成本就可以了,即:一段時間內只有一個節點可以傳播信息。當某個節點發出統一進攻的消息後,各個節點收到發起者的消息必須簽名蓋章,確認各自的身份。
區塊鏈核心演算法三:容錯問題
我們假設在此網路中,消息可能會丟失、損壞、延遲、重復發送,並且接受的順序與發送的順序不一致。此外,節點的行為可以是任意的:可以隨時加入、退出網路,可以丟棄消息、偽造消息、停止工作等,還可能發生各種人為或非人為的故障。我們的演算法對由共識節點組成的共識系統,提供的容錯能力,這種容錯能力同時包含安全性和可用性,並適用於任何網路環境。
區塊鏈核心演算法四:Paxos 演算法(一致性演算法)
Paxos演算法解決的問題是一個分布式系統如何就某個值(決議)達成一致。一個典型的場景是,在一個分布式資料庫系統中,如果各節點的初始狀態一致,每個節點都執行相同的操作序列,那麼他們最後能得到一個一致的狀態。為保證每個節點執行相同的命令序列,需要在每一條指令上執行一個「一致性演算法」以保證每個節點看到的指令一致。一個通用的一致性演算法可以應用在許多場景中,是分布式計算中的重要問題。 節點通信存在兩種模型:共享內存和消息傳遞。Paxos演算法就是一種基於消息傳遞模型的一致性演算法。
區塊鏈核心演算法五:共識機制
區塊鏈共識演算法主要是工作量證明和權益證明。拿比特幣來說,其實從技術角度來看可以把PoW看成重復使用的Hashcash,生成工作量證明在概率上來說是一個隨機的過程。開采新的機密貨幣,生成區塊時,必須得到所有參與者的同意,那礦工必須得到區塊中所有數據的PoW工作證明。與此同時礦工還要時時觀察調整這項工作的難度,因為對網路要求是平均每10分鍾生成一個區塊。
區塊鏈核心演算法六:分布式存儲是一種數據存儲技術,通過網路使用每台機器上的磁碟空間,並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備,數據分散的存儲在網路中的各個角落。所以,分布式存儲技術並不是每台電腦都存放完整的數據,而是把數據切割後存放在不同的電腦里。就像存放100個雞蛋,不是放在同一個籃子里,而是分開放在不同的地方,加起來的總和是100個。想了解更多可以多利用網路搜索,網路搜索結果-小知識
㈢ 如何用最簡單的方式解讀區塊鏈
大家最近天天都能聽到區塊鏈這個詞,那什麼是區塊鏈呢?「分布式、難以篡改、一致存儲」等解釋太技術化且較為干澀。我這里來通俗的科普下:區塊鏈主要為了解決互不信任的個體之間的信任問題。
舉個通俗的例子:話說老李和老王一個村,老李最近手頭有點緊,想向老王借點錢。老王呢,擔心借了老李後他賴賬怎麼辦,於是找來「德高望重」的村長,不過想想,村長也不可信,以前村長還偷過別人家的地瓜啊!怎麼辦?
區塊鏈的方法是:老王借了1000塊錢給老李後,然後用大喇叭在村裡大喊「我老王今天借了老李1000元錢,大家都趕緊記錄下」,於是村裡的所有人都記錄在了自己家裡的賬本上,謹慎的保管了起來。這下可好,老李再也賴不過了,村裡即便有不守信的人,那還是好人多呀,老李也不可能找村裡全部的人偷偷抹掉自己的借錢記錄的。就這樣,區塊鏈解決了互不信任的老王和老李之間的借錢的信任問題。
在沒有出現區塊鏈之前,我們是如何解決互不信任個體間的信任問題呢?簡單啊,找兩者都信任的「德高望重」的「見證人」就好了,例如故事裡的村長,例如買賣雙方之間的支付寶,例如公證處等等。不過可能這類「見證人」也不一定一直誠信下去,所以區塊鏈乾脆就讓大家都作為見證人。
老王放心了,但老李頭疼啊!老李要等村裡人都記錄好了才能拿到借給他的錢,誰家還沒個大爺大媽手腳慢一些的。所以目前區塊鏈距離應用還有一定的距離,效率問題需要得到大幅提升才可以。
回想一下,你平時是怎麼和別人交易的:一件漂亮的衣服,你可以在實體店挑好,確認好了對方衣服質量不錯,對方確認你的錢是真錢,那麼我們面對面一手交錢一手拿貨。
要是我們隔著十萬八千里,彼此既不認識也不信任還是想交易呢?那就要有我們都信任的第三方了,也就是達成所謂的共識機制。比如:你可以在淘寶通過第三方見證擔保完成交易,錢先給支付寶——支付寶收款讓賣家發貨——賣家發貨——你確認收貨——支付寶再把錢給賣家。
但是,倘若這個中心化的機構作惡了,馬爸爸撕了賬本,不承認你給了錢,或者和賣家聯合起來騙你錢,那可怎麼辦?
又或者政府借了你一100萬,最後用超發貨幣的方式還給你錢,100萬縮水到1萬,由你來承受通貨膨脹的損失,你又怎麼辦?
有沒有不被任何政府、組織機構控制,能公開透明的完成仲裁,記錄了就不被篡改,沒有跑路風險的第三方呢?
別著急,我們的主角區塊鏈技術解決就是這樣的問題——你們之間的交易可以被所有在這個區塊鏈系統的人見證,大家的小賬本里頭都會記錄你們的交易。B如果否認收了A的錢,或者A說自己借了300塊錢,都會被路人甲乙丙丁質疑。具體是如何做到的呢?
1)系統給每個人都發了個小賬本,讓每個人都有記賬的權利,咱們稱之為分布式記賬。
2)為了鼓勵大家幫別人記賬,系統代碼設定將比特幣這樣的代幣獎勵給記賬者,為了防止一堆人記賬堵死,還將代幣設為有限個,甲乙丙丁需要通過系統規定的機制進行計算,算的最快最好的才能獲得記賬的權利,記錄之後通過系統廣播給大家,所有人復制一份相同的賬本,這個通過計算獲得獎勵的過程就叫挖礦,記賬的路人甲乙丙丁就是礦工。
3)有一天,最初記錄這筆交易的甲Game Over了,這個賬本卻還是存在在其他人的賬本里,A和B誰想否認都不行。我們把通過代碼寫好了如何仲裁和分配,無需銀行、政府、企業等中心化組織機構作為第三方見證(去中心化),直接點對點(P2P)交易的方式,稱為去中心化。
4)系統把多個交易打包成區塊,按時間順序鏈接起來成為最後人手一本的賬本,這就是區塊鏈技術
其實把區塊鏈簡單理解為賬本不過是最淺顯的解讀了,把它的每個特點拆分開來,所能應用的領域很多很多。
現在傳統金融行業、券商、投資機構正在跑步入場,物聯網, 游戲 ,儲存,版權,防偽,徵信,支付,預測市場(賭博之類)、社區等眾多領域已經開始了區塊鏈的 探索 應用。
互聯網讓萬物皆可連,區塊鏈能否讓所連皆可信呢?
我用天地自然運化的奇石解讀一下區塊鏈:
所有科學、哲學、道義⋯⋯天地都包涵著。任何一個事物、任何一種文化都與天地道化有關。
區塊鏈自然逃不脫天地運化法:即順然、隨然、無窮、無常。
它就是這塊奇石,其表面整體上的數據運化,一是,整體向著無形無象。二是線點守著一個規律:即無常之道。就是說它們每條線,每個點,追求的都不是一個閉合的目標和一個局限的目的。這樣說大家我好理解了:一個畫家要畫一隻雞,是有目的的,有終結相的,而奇石,大自然造化時,是沒有終結相的。所以相不閉合,線、點數據也不終結。區塊連接之技術,就是這個天運之道。無常運化無形無象,永無終結。(無中心化,就是無形無相,形式不封閉,結構不封閉,思想不封閉⋯⋯如「石」辦事就行)。
山東曲阜孔子靈石館
大家好,我是皮皮,我在這里用幾個生活小例子給大家解讀一下什麼叫區塊鏈?
去中心化,不可篡改級,分布式存貯的,以加密信息做鏈接地址的數據區塊鏈接系統,叫區塊鏈
這玩意本來就是許多高 科技 的復合品,沒法簡單,再簡單也是一大段話,而且未必能說清楚
區塊鏈(Blockchain)嚴格的定義是指通過基於密碼學技術設計的共識機制方式,在對等網路中多個節點共同維護一個持續增長,由時間戳和有序記錄數據塊所構建的鏈式列表賬本的分布式資料庫技術。該技術方案讓參與系統中的任意多個節點,把一段時間系統內全部信息交流的數據,通過密碼學演算法計算和記錄到一個數據塊(block),並且生成該數據塊的指紋用於鏈接(chain)下個數據塊和校驗,系統所有參與節點來共同認定記錄是否為真。
區塊鏈是一種類似於NoSQL(非關系型資料庫)這樣的技術解決方案統稱,並不是某種特定技術,能夠通過很多編程語言和架構來實現區塊鏈技術。並且實現區塊鏈的方式種類也有很多,目前常見的包括POW(Proof of Work,工作量證明),POS(Proof of Stake,權益證明),DPOS(Delegate Proof of Stake,股份授權證明機制)等。
區塊鏈的概念首次在論文《比特幣:一種點對點的電子現金系統(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)》中提出,作者為自稱中本聰(Satoshi Nakamoto)的個人(或團體)。因此可以把比特幣看成區塊鏈的首個在金融支付領域中的應用。
【通俗解釋】
無論多大的系統或者多小的網站,一般在它背後都有資料庫。那麼這個資料庫由誰來維護?在一般情況下,誰負責運營這個網路或者系統,那麼就由誰來進行維護。如果是微信資料庫肯定是騰訊團隊維護,淘寶的資料庫就是阿里的團隊在維護。大家一定認為這種方式是天經地義的,但是區塊鏈技術卻不是這樣。
如果我們把資料庫想像成是一個賬本:比如支付寶就是很典型的賬本,任何數據的改變就是記賬型的。資料庫的維護我們可以認為是很簡單的記賬方式。在區塊鏈的世界也是這樣,區塊鏈系統中的每一個人都有機會參與記賬。系統會在一段時間內,可能選擇十秒鍾內,也可能十分鍾,選出這段時間記賬最快最好的人,由這個人來記賬,他會把這段時間資料庫的變化和賬本的變化記在一個區塊(block)中,我們可以把這個區塊想像成一頁紙上,系統在確認記錄正確後,會把過去賬本的數據指紋鏈接(chain)這張紙上,然後把這張紙發給整個系統裡面其他的所有人。然後周而復始,系統會尋找下一個記賬又快又好的人,而系統中的其他所有人都會獲得整個賬本的副本。這也就意味著這個系統每一個人都有一模一樣的賬本,這種技術,我們就稱之為區塊鏈技術(Blockchain),也稱為分布式賬本技術。
由於每個人(計算機)都有一模一樣的賬本,並且每個人(計算機)都有著完全相等的權利,因此不會由於單個人(計算機)失去聯系或宕機,而導致整個系統崩潰。既然有一模一樣的賬本,就意味著所有的數據都是公開透明的,每一個人可以看到每一個賬戶上到底有什麼數字變化。它非常有趣的特性就是,其中的數據無法篡改。因為系統會自動比較,會認為相同數量最多的賬本是真的賬本,少部分和別人數量不一樣的賬本是虛假的賬本。在這種情況下,任何人篡改自己的賬本是沒有任何意義的,因為除非你能夠篡改整個系統裡面大部分節點。如果整個系統節點只有五個、十個節點也許還容易做到,但是如果有上萬個甚至上十萬個,並且還分布在互聯網上的任何角落,除非某個人能控制世界上大多數的電腦,否則不太可能篡改這樣大型的區塊鏈。
【要素】
結合區塊鏈的定義,我們認為必須具有如下四點要素才能被稱為公開區塊鏈技術,如果只具有前3點要素,我們將認為其為私有區塊鏈技術(私有鏈)。
1、點對點的對等網路(權力對等、物理點對點連接)
2、可驗證的數據結構(可驗證的PKC體系,不可篡改資料庫)
3、分布式的共識機制(解決拜占庭將軍問題,解決雙重支付)
4、納什均衡的博弈設計(合作是演化穩定的策略)
【特性】
結合定義區塊鏈的定義,區塊鏈會現實出四個主要的特性:去中心化(Decentralized)、去信任(Trustless)、集體維護(Collectively maintain)、可靠資料庫(Reliable Database)。並且由四個特性會引申出另外2個特性:開源(Open Source)、隱私保護(Anonymity)。如果一個系統不具備這些特徵,將不能視其為基於區塊鏈技術的應用。
去中心化(Decentralized):整個網路沒有中心化的硬體或者管理機構,任意節點之間的權利和義務都是均等的,且任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作。因此也可以認為區塊鏈系統具有極好的健壯性。
去信任(Trustless):參與整個系統中的每個節點之間進行數據交換是無需互相信任的,整個系統的運作規則是公開透明的,所有的數據內容也是公開的,因此在系統指定的規則范圍和時間范圍內,節點之間是不能也無法欺騙其它節點。
集體維護(Collectively maintain):系統中的數據塊由整個系統中所有具有維護功能的節點來共同維護的,而這些具有維護功能的節點是任何人都可以參與的。
可靠資料庫(Reliable Database):整個系統將通過分資料庫的形式,讓每個參與節點都能獲得一份完整資料庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統中超過51%的節點,否則單個節點上對資料庫的修改是無效的,也無法影響其他節點上的數據內容。因此參與系統中的節點越多和計算能力越強,該系統中的數據安全性越高。
開源(Open Source):由於整個系統的運作規則必須是公開透明的,所以對於程序而言,整個系統必定會是開源的。
隱私保護(Anonymity):由於節點和節點之間是無需互相信任的,因此節點和節點之間無需公開身份,在系統中的每個參與的節點的隱私都是受到保護的。
【區塊鏈意義之一 :解決拜占庭將軍問題】
區塊鏈解決的核心問題不是「數字貨幣」,而是在信息不對稱、不確定的環境下,如何建立滿足經濟活動賴以發生、發展的「信任」生態體系。而這個問題稱之為「拜占庭將軍問題」,也可稱為「拜占庭容錯」或者「兩軍問題」,這是一個分布式系統中進行信息機交互時面臨的難題,即在整個網路中的任意節點都無法信任與之通信的對方時,如何能創建出共識基礎來進行安全的信息交互而無需擔心數據被篡改。區塊鏈使用演算法證明機制來保證整個網路的安全,藉助它,整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境下自動安全的交換數據。更多介紹請參見《比特幣與拜占庭將軍問題》。
【區塊鏈意義之二:實現跨國價值轉移】
互聯網誕生最初,最早核心解決的問題是信息製造和傳輸,我們可以通過互聯網將信息快速生成並且復制到全世界每一個有著網路的角落,但是它尚始終不能解決價值轉移和信用轉移。這里所謂的價值轉移是指,在網路中每個人都能夠認可和確認的方式,將某一部分價值精確的從某一個地址轉移到另一個地址,而且必須確保當價值轉移後,原來的地址減少了被轉移的部分,而新的地址增加了所轉移的價值。這里說的價值可以是貨幣資產,也可以是某種實體資產或者虛擬資產(包括有價證券、金融衍生品等)。而這操作的結果必須獲得所有參與方的認可,且其結果不能受到任何某一方的操縱。
在目前的互聯網中也有各種各樣的金融體系,也有許多政府銀行提供或者第三方提供的支付系統,但是它還是依靠中心化的方案來解決。所謂中心化的方案,就是通過某個公司或者政府信用作為背書,將所有的價值轉移計算放在一個中心伺服器(集群)中,盡管所有的計算也是由程序自動完成,但是卻必須信任這個中心化的人或者機構。事實上通過中心化的信用背書來解決,也只能將信用局限在一定的機構、地區或者國家的范圍之內。由此可以看出,必須要解決的這個根本問題,那就是信用。所以價值轉移的核心問題是跨國信用共識。
在如此紛繁復雜的全球體系中,要憑空建立一個全球性的信用共識體系是很難的,由於每個國家的政治、經濟和文化情況不同,對於兩個國家的企業和政府完全互信是幾乎做不到的,這也就意味著無論是以個人抑或企業政府的信用進行背書,對於跨國之間的價值交換即使可以完成,也有著巨大的時間和經濟成本。但是在漫長的人類 歷史 中,無論每個國家的宗教、政治和文化是如何的不同,唯一能取得共識的是數學(基礎科學)。因此,可以毫不誇張的說,數學(演算法)是全球文明的最大公約數,也是全球人類獲得最多共識的基礎。如果我們以數學演算法(程序)作為背書,所有的規則都建立一個公開透明的數學演算法(程序)之上,能夠讓所有不同政治文化背景的人群獲得共識。
【未來的發展】
互聯網將使得全球之間的互動越來越緊密,伴隨而來的就是巨大的信任鴻溝。目前現有的主流資料庫技術架構都是私密且中心化的,在這個架構上是永遠無法解決價值轉移和互信問題。所以區塊鏈技術有可能將成為下一代資料庫架構。通過去中心化技術,將能夠在大數據的基礎上完成數學(演算法)背書、全球互信這個巨大的進步。
區塊鏈技術作為一種特定分布式存取數據技術,它通過網路中多個參與計算的節點開共同參與數據的計算和記錄,並且互相驗證其信息的有效性(防偽)。從這一點來,區塊鏈技術也是一種特定的資料庫技術。互聯網剛剛進入大數據時代,但是從目前來看,大數據還處於非常基礎的階段。但是當進入到區塊鏈資料庫階段,將進入到真正的強信任背書的大數據時代。這裡面的所有數據都獲得堅不可摧的質量,任何人都沒有能力也沒有必要去質疑。
也許我們現在正處在一個重大的轉折點之上——和工業革命所帶來的深刻變革幾乎相同的重大轉折的早期階段。不僅僅是新技術指數級、數字化和組合式的進步與變革,更多的驚喜也許還會在我們前面。在未來的24個月里,這個星球所增長的計算機算力和記錄的數據將會超過所有 歷史 階段的總和。在過去的24個月里,這個增值可能已經超過了1000倍。這些數字化的數據信息還在以比摩爾定律更快的速度增長。區塊鏈技術將不僅僅應用在金融支付領域,而是將會擴展到目前所有應用范圍,諸如去中心化的微博、微信、搜索、租房,甚至是打車軟體都有可能會出現。因為區塊鏈將可以讓人類無地域限制的、去信任的方式來進行大規模協作。
區塊鏈是一種技術,基於這項技術產生很多應用,包括與數據和信息相關的一切行業業務,比特幣就是其中最為人熟知的一種應用。對於區塊鏈的通俗解釋就是,假如在網上買一隻口紅,首先找到心儀的產品和賣家下單,先把錢給中間平台,等到賣家發貨買家確認收貨以後,中間平台再把錢轉給賣家,因為信任問題買賣家之間都依賴於中間平台,而區塊鏈作為去中心化的分布式賬本資料庫,則著力於去掉這個中間平台但同時又解決信任問題。在區塊鏈中每個人擁有自己的記賬本,用來記錄發生的每一件事,假如在交易中出現賣家拿錢不發貨的行為,這一條記錄將永久存在不可修改,不需要互相交換信息,區塊鏈的世界會選擇在同一個時間節點記錄最快質量最好的那個人的記賬本進行復制發送並串聯,最後越疊越厚形成區塊。
大家在談論虛擬貨幣時,往往離不開區塊鏈這個概念,那麼區塊鏈到底是個神馬玩意呢?
區塊鏈是一種底層技術,本質上是一個去中心化的分布式賬本資料庫。聽起來好像十分高端,遙不可及,其實是很容易理解的。
舉個例子,假如要在淘寶上購買商品,那麼一般首先要做的就是打開淘寶,找到想要的商品並下單將錢支付給作為交易中介的淘寶。等收到商品並確認收貨後淘寶便會將貨款打給賣家。這本來只是我和賣家的交易,但卻多了個「中心」,即淘寶。
在交易進行的過程中,這個「中心」擁有無限大的權力,甚至隨意修改賬單。因此,「中心」往往需要強大的後台為其背書。
於是,有一個名叫中本聰的男人想要幹掉這個權力無窮大的中心,他想創造一個去中心化的系統,在這個系統里,每個人都是中心,都有記賬的權力。於是,他創造了比特幣。
在比特幣的系統中,每個人都有一個小賬本用以記錄發生的每一筆交易。一筆交易只有經過大部分人確認後才有效。如果賣家不發貨,那麼每個人的小賬本都會將這件事記錄下來,讓他無處可逃。
這時候大家可能會有疑問,既然只是一個公開的賬本,那麼為什麼又要叫區塊鏈呢?這就涉及到了共識問題,區塊鏈系統是一個由眾多「中心」組成的系統,整個區塊鏈是屬於所有參與記賬的個體的。這時候就產生了新的問題,一個系統必須要有秩序才能長遠的存在。假如記賬者可以不計成本地胡作非為,那就可能出現本來只是購買一台手機,但收到的卻是一台特斯拉的情況。
於是,中本聰發明了一種名為PoW的共識方式。這種方式提高了記賬者記賬的成本,讓其不能輕易作惡。PoW通過密碼學的方式要求記賬者需要通過競爭計算能力來獲取記賬權,第一個計算出結果的記賬者即可獲得一個由若干筆交易打包而來的區塊的記賬權,同時獲得一定的代幣作為獎勵。這就是我們俗稱的「挖礦」。
既然記賬者已經將一個包含了若干筆交易的區塊記錄了下來,那麼系統就需要進行整理排序,不可能讓無數的區塊雜亂無章地分布在系統中。於是就需要把所有區塊按照時間順序首尾相連鏈接鏈接起來,這時,區塊鏈便誕生了。區塊鏈的核心是技術。
㈣ 區塊鏈演算法有哪些
區塊鏈的核心演算法主要包括以下幾種:
1. 拜占庭協定
- 核心思想:在一個分布式的系統中,盡管存在可能作惡的節點,但只要大多數節點是誠實的,就可以去中心化地實現共識。通過每個節點同步消息賬本並簽名驗證,確保消息的一致性,即使有部分節點發送錯誤信息或背叛,也能通過多數同意原則達成共識。
2. 非對稱加密技術
- 核心思想:使用公鑰和私鑰進行加密和解密,確保信息的完整性和發送者的身份認證。在區塊鏈中,非對稱加密技術用於數字簽名,確保交易信息由發送者發出且未被篡改。
3. 容錯演算法
- 核心思想:提供對共識系統的容錯能力,包括安全性和可用性,適用於各種網路環境。即使在網路中存在消息丟失、損壞、延遲等問題,以及節點可能隨時加入或退出、丟棄或偽造消息等行為,容錯演算法也能確保系統的一致性和穩定性。
4. Paxos演算法(一致性演算法)
- 核心思想:解決分布式系統中如何就某個值達成一致的問題。通過消息傳遞模型,確保每個節點執行相同的操作序列,從而得到一致的狀態。Paxos演算法是分布式計算中的重要問題,廣泛應用於各種分布式系統中。
5. 共識機制
- 核心演算法:主要包括工作量證明(PoW)和權益證明(PoS)。工作量證明通過計算難題來確保網路的安全性和去中心化,而權益證明則根據節點的持幣量和時間來分配記賬權。共識機制是區塊鏈網路中確保交易有效性和區塊生成的關鍵。
6. 分布式存儲
- 核心思想:通過網路將分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備,數據被切割後存放在不同的節點中。這種存儲方式提高了數據的可靠性和可用性,即使部分節點出現故障,也能從其他節點中恢復數據。分布式存儲是區塊鏈技術的重要組成部分,確保了數據的完整性和安全性。
㈤ 區塊鏈技術通過全程公開透明控制許可權來實現什麼
區塊鏈技術通過全程公開透明控制許可權來實現數據歷史不可篡改。
區塊鏈有著不同的層次。
激勵層。將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來。包括經濟激勵的發行機制和分配機制主要出現在公有鏈當中,其主要作用是為區塊鏈提供一定的激勵措施,以此鼓勵節點共同完成區塊鏈系統的運行工作。如比特幣中的挖礦獎勵和交易手續費。
而在私有鏈和聯盟鏈中則不一定需要激勵。此處參與記賬的節點往做搜頌往在其他地方完漏喚成博弈,通過其他形式的強制力或自願來參與記賬。合約層封裝了各類腳本,演算法和智能合約。是區塊鏈可編程特性的基礎。例如比特幣本身具有簡單腳本的編寫功能。
而以太坊極大的強化了編程語言協議,我們稱為智能合約。應用層封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。比如搭建在以太坊上的各類區塊鏈應用就部署在應用層。而未來的可編程金融,可編程社會也將搭建在應用層。
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