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區塊鏈技術解決拜占庭將軍問題

發布時間: 2021-04-21 20:25:45

區塊鏈只是一種技術嗎

區塊鏈是一種新型去中心化協議,能安全的存儲比特幣交易或其他數據,信息不可偽造和篡改,可以自動執行智能合約,無需任何中心化機構的審核。交易既可以是比特幣這樣的數字貨幣,也可以是債權、股權、版權等數字資產,區塊鏈技術解決了拜占庭將軍問題,大大降低了現實經濟的信任成本與會計成本,重新定義了互聯網時代的產權制度。

Ⅱ 區塊鏈是什麼意思

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。

Ⅲ 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。

Ⅳ 區塊鏈共識機制,拜占庭將軍問題是什麼

POW完全依靠用經濟激勵的方式來大量增加記賬參與者, 從而稀釋作惡節點的比例, 或者說大幅增加作惡的成本, 做假賬者需要控制或者賄賂更多的節點。這是一種簡單粗暴的共識機制, 在演算法上沒有優化過,但是又非常可行, 現在體量最大的兩條區塊鏈, 比特幣和以太坊都是用POW挖礦的方式。
POW雖然不是最優,但是現在最最切實可行的共識演算法。例如比特幣、萊特幣、DECENT都是採用的POW證明機制。

Ⅳ 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

Ⅵ 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。)

Ⅶ 區塊鏈企業服務主要解決的問題是什麼

人人鏈區塊鏈服務,讓用戶在彈性、開放的雲端上能夠快速構建自己的 IT基礎設施和區塊鏈服務。使用 BaaS 可以極大降低您實現區塊鏈底層技術的成本,簡化區塊鏈構建和運維工作,同時面對各行業領域場景,滿足用戶個性化需求,一站式快速交付定製 BaaS。

Ⅷ 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?

Ⅸ 區塊鏈技術中的幾個要素是什麼

金窩窩網路分析要素如下幾點:

1-包含一個分布式資料庫

2-分布式資料庫是區塊鏈的物理載體,區塊鏈是交易的邏輯載體,所有核心節點都應包含該條區塊鏈數據的全副本

3-區塊鏈按時間序列化區塊,且區塊鏈是整個網路交易數據的唯一主體

4-區塊鏈只對添加有效,對其他操作無效

5-基於非對稱加密的公私鑰驗證

6-記賬節點要求拜占庭將軍問題可解/避免

7-共識過程(consensus progress)是演化穩定的,即面對一定量的不同節點的矛盾數據不會崩潰。

8-共識過程能夠解決double-spending問題

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