拜占庭將軍問題區塊鏈
⑴ 區塊鏈技術開發到底是什麼原理
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。
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。
⑵ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈到底是什麼什麼叫區塊鏈
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。
【基礎架構】
一般說來,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 。
拓展資料:
【區塊鏈核心技術】
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。
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。
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。
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。
在保險公司的日常業務中,雖然交易不像銀行和證券行業那樣頻繁,但是對可信數據的依賴是有增無減。因此,筆者認為利用區塊鏈技術,從數據管理的角度切入,能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。
區塊鏈-網路
⑶ 如何理解拜占庭將軍問題
拜占庭將軍問題(以下簡稱「共識問題」)的正式表述是:如何在一個不基於信任的分布式網路中就信息達成共識?這個表述聽起來有些晦澀,但其本質並不復雜,下面的例子與共識問題雖然並不完全一致,但卻有助於我們的理解[9]。 想像一下在遙遠的拜占庭時代,有一個富饒的城邦,金銀珠寶綾羅綢緞應有盡有,它的領主哆啦A夢獨享著這一切奢華與榮耀。而在城邦的外圍,四位拜占庭將軍大雄、胖虎、小夫和靜香都覬覦著哆啦A夢的財富,於是他們決定聯手攻佔哆啦A夢的城邦。根據雙方的實力對比,必須有超過半數的將軍同時發起進攻方能克敵制勝,因此獲勝條件就是四人中至少三個人可以就進攻時間達成一致。那麼四位將軍的勝算有多少呢? 這個問題的答案就要取決於四個人的合作方式了,如果是集中式系統,有一個盟主,比如胖虎(相當於中央伺服器),那麼他們的勝利是毫無懸念的,因為就進攻時間達成一致非常簡單,只要胖虎召集大雄、小夫和靜香開個會討論一下就可以了,即使大家意見有分歧胖虎也可以在最後予以定奪。下面讓我們回到拜占庭將軍問題的假設里,在不基於信任的分布式網路中,四位將軍的勝算又如何呢? ? 首先由於四位將軍之間缺乏信任,因此聚到小黑屋裡開個密謀會的可能性被排除了(一旦在小黑屋裡被胖虎綁架了怎麼辦?);其次由於沒有盟主,四個人的意見都會被同等的看重。在這種情況下,四位將軍只能通過信使在各自營地之間傳遞消息,來商定進攻時間了。比如大雄覺得早上6點是發動進攻的好時機,他就會派信使將自己的意見告訴胖虎、小夫和靜香,與此同時,胖虎可能認為晚上9點發動突襲更好,小夫更喜歡下午3點出擊,而靜香希望是上午10點,他們三人也會在同一時間派出自己的信使。這樣一來,在第一輪通信結束後,四位將軍每個人都有了四個可供選擇的進攻時間,他們各自要在下一輪通信中把自己選定的時間告知另外三人。由於四個人的決策都是獨立做出的,因此最終的選擇結果就有256種可能,而只有當三人以上都恰好選擇了同一時間的時候,共識才被達成,而這樣的結果才64種,也就是說達成共識的概率僅為1/4。這還只是四位將軍的情況,如果將軍的人數是10人,100人,1000人呢?我們稍加計算就可以發現隨著人數的增加,達成共識的希望會變得越來越渺茫。 把上面例子中的將軍換成計算機網路中的節點,把信使換成節點之間的通信,把進攻時間換成需要達成共識的信息,你就可以理解共識問題所描述的困境了。達成共識的能力對於一個支付系統來說重要性不言而喻,如果你給家裡匯了一筆錢買車,第二天去銀行核實的時候櫃台告訴你「關於你匯了多少錢的問題,我們的系統里有三個版本的記錄」,這樣的銀行你顯然是不敢把錢存進去的。在比特幣出現之前共識問題是很難被完美解決的,要保證達成共識就需要採用集中式系統(除非節點滿足特定條件),要想去中心化共識就無法保證。那麼區塊鏈技術又是如何解決這一難題的呢?
⑷ 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
⑸ 理論上區塊鏈怎麼解決拜占庭將軍問題
拜占庭將軍問題(以下簡稱「共識問題」)的正式表述是:如何在一個不基於信任的分布式網路中就信息達成共識?這個表述聽起來有些晦澀,但其本質並不復雜,下面的例子與共識問題雖然並不完全一致,但卻有助於我們的理解[9]。
想像一下在遙遠的拜占庭時代,有一個富饒的城邦,金銀珠寶綾羅綢緞應有盡有,它的領主哆啦A夢獨享著這一切奢華與榮耀。而在城邦的外圍,四位拜占庭將軍大雄、胖虎、小夫和靜香都覬覦著哆啦A夢的財富,於是他們決定聯手攻佔哆啦A夢的城邦。根據雙方的實力對比,必須有超過半數的將軍同時發起進攻方能克敵制勝,因此獲勝條件就是四人中至少三個人可以就進攻時間達成一致。那麼四位將軍的勝算有多少呢?
這個問題的答案就要取決於四個人的合作方式了,如果是集中式系統,有一個盟主,比如胖虎(相當於中央伺服器),那麼他們的勝利是毫無懸念的,因為就進攻時間達成一致非常簡單,只要胖虎召集大雄、小夫和靜香開個會討論一下就可以了,即使大家意見有分歧胖虎也可以在最後予以定奪。下面讓我們回到拜占庭將軍問題的假設里,在不基於信任的分布式網路中,四位將軍的勝算又如何呢?
?
首先由於四位將軍之間缺乏信任,因此聚到小黑屋裡開個密謀會的可能性被排除了(一旦在小黑屋裡被胖虎綁架了怎麼辦?);其次由於沒有盟主,四個人的意見都會被同等的看重。在這種情況下,四位將軍只能通過信使在各自營地之間傳遞消息,來商定進攻時間了。比如大雄覺得早上6點是發動進攻的好時機,他就會派信使將自己的意見告訴胖虎、小夫和靜香,與此同時,胖虎可能認為晚上9點發動突襲更好,小夫更喜歡下午3點出擊,而靜香希望是上午10點,他們三人也會在同一時間派出自己的信使。這樣一來,在第一輪通信結束後,四位將軍每個人都有了四個可供選擇的進攻時間,他們各自要在下一輪通信中把自己選定的時間告知另外三人。由於四個人的決策都是獨立做出的,因此最終的選擇結果就有256種可能,而只有當三人以上都恰好選擇了同一時間的時候,共識才被達成,而這樣的結果才64種,也就是說達成共識的概率僅為1/4。這還只是四位將軍的情況,如果將軍的人數是10人,100人,1000人呢?我們稍加計算就可以發現隨著人數的增加,達成共識的希望會變得越來越渺茫。
把上面例子中的將軍換成計算機網路中的節點,把信使換成節點之間的通信,把進攻時間換成需要達成共識的信息,你就可以理解共識問題所描述的困境了。達成共識的能力對於一個支付系統來說重要性不言而喻,如果你給家裡匯了一筆錢買車,第二天去銀行核實的時候櫃台告訴你「關於你匯了多少錢的問題,我們的系統里有三個版本的記錄」,這樣的銀行你顯然是不敢把錢存進去的。在比特幣出現之前共識問題是很難被完美解決的,要保證達成共識就需要採用集中式系統(除非節點滿足特定條件),要想去中心化共識就無法保證。那麼區塊鏈技術又是如何解決這一難題的呢?(關注公眾號weoption,回復「區塊鏈」,可查看全文。)
⑹ 公證區塊鏈是什麼
區塊鏈技術原理的來源可歸納為一個數學問題:拜占庭將軍問題。拜占庭將軍問題延伸到互聯網生活中來,其內涵可概括為:在互聯網大背景下,當需要與不熟悉的對手方進行價值交換活動時,人們如何才能防止不會被其中的惡意破壞者欺騙、迷惑從而做出錯誤的決策。進一步將拜占庭將軍問題延伸到技術領域中來,其內涵可概括為:在缺少可信任的中央節點和可信任的通道的情況下,分布在網路中的各個節點應如何達成共識。區塊鏈技術解決了聞名已久的拜占庭將軍問題——它提供了一種無需信任單個節點、還能創建共識網路的方法。