區塊鏈20技術80
❶ 現在有哪些主流的區塊鏈技術
比特幣(Bitcoin),是最早的真正意義的去中心化區塊鏈技術。
以太坊(Ethereum),配備了強大的圖靈完備的智能合約虛擬機,因此可以成為一切區塊鏈項目的母平台。
IBM HyperLedger fabric,是聯盟鏈的優秀實現。
Ripple,世界上第一個開放的支付網路,是基於區塊連的點到點全球支付網路。
❷ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈技術的核心構成是什麼
從技術的角度,架構的角度,用通俗的語言來跟大家講講,我對區塊鏈的一些理解。
究竟啥是區塊鏈?Block chain,一句話來說,區塊鏈是一個存儲系統,存儲系統更細一點,區塊鏈是一個沒有管理員,每個節點都擁有全部數據的分布式存儲系統。
那常見的存儲系統,是什麼樣子的呢?
首先看一下如何保證高可用?
普通的存儲系統通常是用「冗餘」的方式來解決高可用問題的。圖上圖所示如果能夠把數據復製成幾份,冗餘到多個地方,就能夠保證高可用。一個地方的數據掛了,另外的地方還存有數據,例如MySQL的主從集群就是這個原理,磁碟的RAID也是這個原理。
這個地方需要強調的兩點是:數據冗餘,往往會引發一致性的問題
1、例如MySQL的主從集群中中其實讀寫會有延時的,它其實就是有一個短的時間內讀寫不一致。這個是數據冗餘,帶來的一個副作用。
2、第二個點是數據冗餘往往會降低寫入的效率,因為數據同步也是需要消耗資源的。你看單點寫入,如果加了兩個從庫之後,其實寫入的效率會受影響。普通的存儲系統,就是採用冗餘的方式,保證數據的高可用的。
那麼第二個問題,普通的存儲系統,能否多點寫入呢?
答案是可以的,比如說以這個圖為例:
其實MySQL的話可以做一個雙主的主從同步,雙主的主從同步,兩個節點,同時可以寫入。如果要做多機房多活的數據中心,其實多機房多活也是進行數據同步的。這里要強調的是多點寫入,往往會引發寫寫沖突的一致性問題,以MySQl為例,假設有一個表的屬性是自增ID,那麼現在資料庫中的數據是1234,那麼其中一個節點寫入,插入了一條數據,那它可能變成5了,然後這5條數據,向另外一個主節點進行數據同步,同步完成之前,如果另外一個寫入節點,也插入了一條數據,也生成了一條這個自增id為5的數據。那麼,生成之後,往另外一個節點同步,然後同步數據到達之後會與本地的這兩條5沖突,就會同步失敗,會引發寫寫的一致性沖突問題。這個多點寫入的話都會出現這個問題。
多點寫入,如何保證一致?
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❸ 區塊鏈核心技術是什麼
首先,我們可以看一下區塊鏈技術的官網解釋。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範式。
可能大家都知道的是,區塊鏈技術是從比特幣系統當中獨立出來的底層構架,從架構模型上來說,它就是一套分布式的賬本,所謂賬本,自然就是用來記賬的。
在區塊鏈技術當中,要想生成記賬記錄,就要有資金的交易和流動,所以最開始的區塊鏈技術上,都有其主網所對應的加密貨幣作為流通物品,加密貨幣在區塊鏈主網的各個賬戶之間的流通交易記錄都會被記錄在主網上。
與其他的交易記錄資料庫不同的是,區塊鏈技術主網上的交易記錄會被記錄在主網中所有的區塊區塊節點(即所有的數據區塊)上,這也就是所謂的去中心化原理,也就是說在區塊鏈技術上,是沒有一個中心資料庫來保存所有記錄的,鏈上每一個區塊都擁有全鏈的交易數據,也就是說,每一個數據塊,都是中心。
而區塊鏈技術的另一個特性,就是不可篡改,因為在區塊鏈上的每一筆交易都會被記錄在鏈上所有的區塊中,所以任何一個單獨數據塊都無法更改記錄,即便你更改了,其他所有的數據塊中也會記錄真實數據,並且每一組數據都可以追溯到最先出現的時候。
正因為區塊鏈技術的這些特性,比特幣問世後,區塊鏈也受到了很多關注的目光,很多人也開始想要利用區塊鏈的技術來做一個無中心、可溯源、不更改的數據,以此保證數據的可信度。
但是區塊鏈技術也面臨很多問題,比如應用場景單一、原生錯誤數據不可修改,黑客盜走貨幣不可追回等。
❹ 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。
❺ 什麼是區塊鏈技術簡單介紹
簡單介紹,區塊鏈是一個以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本,可以將每個區塊的信息看成是一頁頁的賬單。區塊鏈技術有它特有的去中心、抗篡改、可追溯、多方參與等特性,可以在很多行業看到它的參與,區塊鏈相關應用聽的比較多的就是區塊鏈電子發票和區塊鏈電子存證了。 密碼財經 mimacaijing 專注 區塊鏈信息。
❻ 區塊鏈技術可以應用到哪些行業中去
重慶金窩窩分析區塊鏈技術的應用:
區塊鏈的主要優勢是無需中介參與,過程高效透明且成本很低,數據高度安全。
所以在這三個方面有任一需求的行業都有機會使用區塊鏈技術。
❼ 區塊鏈技術有哪些應用
基於以太坊開發以太貓,這個算不算應用,玩的有點意思,還有網易星球。用於溯源,搶購過中企通寶區塊鏈做的橙鏈,就是在橙子上用於區塊鏈溯源記錄。
❽ 區塊鏈有什麼用能幹什麼
簡單粗暴告訴你什麼是區塊鏈,它能幹什麼?
區塊鏈是什麼?它是如何工作的?
比特幣已經成為現代互聯網的潮流 - 隨之而來的是區塊鏈。人們說區塊鏈技術將導致互聯網運作、企業運作以及其他一切的根本轉變。
但什麼是區塊鏈?我們大部分人都是不太了解的,如果你想理解區塊鏈,可以認真閱讀這篇文章。
什麼是區塊鏈?小編來做一個簡單的答案解釋
用最簡單的術語來說,區塊鏈是一個分布式分類賬。
要理解這意味著什麼,我們首先要看一下它的對立面:一個集中的分類賬。因為區塊鏈技術是從金融開始的,下面我們也將使用銀行作為例子進行介紹。
以下是我們使用銀行借記卡交易的過程:
你可以在商店刷卡購買商品。
商家向你的銀行發送賬單,以獲得商定的金額。
你的銀行會驗證你是否可能授權購買。
銀行將錢匯給商家。
最後,銀行在其分類賬中記錄了這些信息。
這里涉及很多技術,但基本上就是這樣。最後一步很重要 - 銀行記錄了客戶所做的所有交易。這個分類賬一直回到銀行做的第一筆交易。
該分類賬由銀行保管,維護和監管。你可以在自己的在線銀行帳戶中閱讀,但無法對其進行更改。銀行完全控制。如果它決定做出改變,那麼你無能為力。
至關重要的是,如果黑客能夠訪問銀行的分類賬,那就可能導致很多問題。他們可以更改帳戶余額,使其看起來像某些交易從未發生過,等等。
這就是分布式賬本如此酷的原因。
區塊鏈網路可視化
如果銀行在分布式分類賬上運作,銀行的每個成員都會有一份分類賬的副本,每當銀行的任何成員進行購買時,他們都會告訴銀行的其他所有成員。
每個成員都將驗證事務並將其添加到分類帳(添加的記錄稱為「塊」)。這有一些重要的好處,因為沒有可以操縱記錄的集中許可權。黑客訪問一個分類帳不會是一個大問題,因為其他分類帳可以輕松驗證它。
另一方面,它需要大量的工作。簡而言之,第二個系統是區塊鏈(至少在財務方案中)。
如上所述,區塊鏈是一個分散的交易清單。如果我發送小明2個比特幣,我會向網路中的每個人發送一條消息,說「我正在發送小明2個比特幣」,他們都會記錄交易。
比特幣與區塊鏈
下面我們拿比特幣進行舉例子說明
比特幣交易
但必須驗證交易。這就是區塊鏈技術變得有點復雜的地方。每個比特幣錢包(我們將在一秒鍾內完成)具有公鑰和私鑰。
你使用私鑰向網路的其他成員發送交易請求,並確認你的帳戶中有加密貨幣。如果這樣做,他們允許事務在分類帳上注冊。
公鑰/私鑰系統的機制很復雜,但歸結為每個事務都是可驗證的和安全的。
然而,整個系統的計算成本很高。更新分類帳的每個人都需要有很多權力來驗證交易並修改分類帳。這就是采礦的用武之地。驗證和修改的人使用他們自己的計算資源,每次他們都會獲得小額交易費用。
而且他們正在使用大量電力來完成它。
通過這種方式,每個交易都會得到驗證並添加到分類賬中,進行驗證和修改的人員將獲得付款。這是一個合理的系統。
同時,它也非常安全。要更改單個塊,你必須更改其後的每個塊。在完成所有這些工作後,驗證將失敗,因為鏈的其他副本將顯示有人篡改了一個。
如何定義區塊鏈這是一個困難的問題
雖然區塊鏈技術背後的機制並不總是直觀的,但似乎解釋區塊鏈是什麼並不太難。但我們在這里描述的只是傳統的定義。
我們可以將這種特殊類型的區塊鏈用於廣泛的應用;,例如加密貨幣、共享醫療信息、發送安全消息等。但更多類似區塊鏈的技術正在被開發用於其他用途。
例如,公司可能使用內部區塊鏈來管理軟體中的問題跟蹤。鏈上的每個塊都可能代表一個問題,用戶可以將更新發布到網路。但這是區塊鏈嗎?在這種情況下,分類帳不公開 , 它只在公司內部可見。
有些人會說這不是區塊鏈。
其他類似區塊鏈的技術未加密。他們還是區塊鏈嗎?如果它是集中管理的,但使用其他區塊鏈特徵怎麼辦?什麼定義了最低級別的區塊鏈技術?對這些問題目前還沒有達成一致意見。
什麼是區塊鏈錢包?
我們通常會聽到人們談論比特幣錢包、以太幣錢包以及其他特定於加密貨幣的錢包。但錢包技術可用於任何使用區塊鏈的系統。
錢包是一種「保存」你的加密貨幣的軟體或硬體。但它實際上並沒有任何東西 ,它只是存儲公鑰和私鑰的地方。該信息允許你訪問公共分類帳所示的貨幣。
錢包是鑰匙的唯一記錄。因此,如果你失去它,你將無法再訪問你的加密貨幣。
區塊鏈的未來,它將如何改變我們的生活?
關於區塊鏈,有一點很重要,它是公共資源,沒有人真正擁有它,因為每個人都擁有它。
區塊鏈不僅僅是科幻小說。我們不需要理解這項技術背後的機制,但你需要明白,它在未來20年裡可能會徹底改變我們的生活。
這聽起來很大膽,但請記住,20年前,我們還在Netscape上瀏覽互聯網,使用最先進的摩托羅拉翻蓋手機,購買我們的第一台DVD播放機。當時,如果我們幻想電腦可以拿在手裡,在上面還可以買車、付款、看電影,那一定會被認為是天方夜譚。
雖然區塊鏈的影響可能不像互聯網那樣明顯,也不如手機那麼有形,但區塊鏈將切實解決日常生活中的諸多煩惱。比如中介坑人、交易拖延等。在我們現在的生活中,中間商隨處可見,我們理所當然地認為他們是生活的一部分。如果有一天,這些中介不復存在,你會發現這個世界將會變成另外一個樣子。
幻想一下,到2040年,區塊鏈或將成為一種成熟的、應用廣泛的技術。當某一天,你離不開區塊鏈就像現在離不開互聯網一樣,你就會驚覺這種去中心化的記賬技術已化繁就簡,成為你生活方式的一部分。
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