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區塊鏈哪種技術為基礎

發布時間: 2022-05-13 03:02:59

⑴ 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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⑵ 什麼是區塊鏈它是怎麼誕生的區塊鏈的類型有哪些

想要了解區塊鏈,就必須先了解程序的基礎結構。我們在互聯網看到的一切,都是通過計算機語言構建而成,計算機語言有很多種,但構成語言最基本的字元就是代碼,而區塊鏈技術是代碼應用的一種方式,與傳統中心化模式不同的是,區塊鏈具有不可篡改、私密性、安全性、以及共識等特性。

區塊鏈的應用場景有很多,迄今為止最成功的案例就是比特幣,其次是電子發票、跨境支付等,基於數據的互通性、不可篡改等特性,它還可以用來保存一些重要的數據,只要這些數據應用了區塊鏈技術作為底層技術,那麼就永遠無法銷毀,永遠保存下來,任何人或機構都沒有能力修改或刪除。除此之外,區塊款與教育、醫療、徵信、汽車、交通等領域都存在一定的交叉,它是一種技術,並非某種產品,所以它的類型只有一種,但隨著應用場景的變化,它發揮出的作用也是不同的,幾乎可以與任何領域的現有場景進行融合,然後衍生出其他應用。

⑶ 區塊鏈的基本特徵是什麼

答:區塊鏈的基本特徵

一、去中心化。
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,除了自成一體的區塊鏈本身,通過分布式核算和存儲,各個節點實現了信息自我驗證、傳遞和管理。

二、開放性。

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,任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用,因此整個系統信息高度透明 。

三、獨立性。

基於協商一致的規范和協議(類似比特幣採用的哈希演算法等各種數學演算法),整個區塊鏈系統不依賴其他第三方,所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據,不需要任何人為的干預 。

四、安全性。

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,這使區塊鏈本身變得相對安全,避免了主觀人為的數據變更 。

五、匿名性。

除非有法律規范要求,單從技術上來講,各區塊節點的身份信息不需要公開或驗證,信息傳遞可以匿名進行 。

⑷ 有哪些關於區塊鏈的基礎知識

1、區塊鏈技術在銀行業中的應用

區塊鏈技術最大的特徵就是去中心化, 而這一特徵將為銀行業降低大量成本。數字貨幣的發展將可能實現銀行實時的數字化交易。例如,在票據交易中,一直以來銀行的票據交易都要依靠第三方實現有價憑證的傳遞,即使是電子票據的交易,

也需要通過央行 ECDS 系統的信息進行交互認證。而區塊鏈技術可以實現點對點的價值的傳遞,不再需要中心化的系統進行控制,這不僅僅加快了票據傳遞的速度,更重要的是,可以減少人為因素造成的失誤,流程方面的減少自然會降低銀行對於人員的需求量,節約了銀行的人工成本。

2、區塊鏈技術在保險業中的應用

區塊鏈技術在保險業中也具有無可比擬的優勢。從數據管理角度來看,保險公司應用區塊鏈技術可以有效提高風險管控能力, 包括保險公司的風險監督與投保人的風險管理兩個方面。

區塊鏈技術在保險業中的應用,可以加強保險公司內部的風險監督。 區塊鏈技術可以將保險公司的日常運營流程記錄在節點上,可以實現對公司資金流向、投資情況、賠付多少等業務進行事中控制,提高公司風險管控能力。

3、區塊鏈技術在證券行業的應用

區塊鏈技術在證券行業的應用可以增加證券發行的靈活性,發行證券的公司可以採用智能合約,通過設定證券發行的方式、時間,在最理想的狀態下甚至可以 24 小時不間斷地發行證券。

4、區塊鏈技術與金融基礎設施

區塊鏈技術是以一種分散化的機制進行價值交換,將會導致以中心化為特徵的現有的金融基礎設施發生翻天覆地的變化。

5、區塊鏈技術在供應鏈中的應用

區塊鏈技術在供應鏈中的應用,首先是提供了信用保障,區塊鏈上記錄著商品的流通信息等,能夠證明商品及其流轉的真實可靠性,從而能夠對鏈上企業的效用情況等進行一個綜合的評價,成為了企業銀行貸款信用、融資信用、交易信用的一個有效的保障。

⑸ 區塊鏈的三大核心技術是什麼

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。

⑹ 區塊鏈技術的基礎設施是什麼

重慶金窩窩分析:是指為區塊鏈技術、產業和應用發展提供公共服務的設施,是用於保證區塊鏈經濟和社會活動正常進行的基礎,它是區塊鏈經濟賴以生存發展的一般條件。

⑺ 區塊鏈的核心技術是

重慶金窩窩網路分析區塊鏈的核心技術:
建立合適的共識機制及良好的治理機制是區塊鏈的核心。
新的共識機制的建立,在哲學上和技術上目前都比較困難,現在比較成熟的共識機制是pow
,就是基於工作量證明的一種共識機制。

⑻ 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。

⑼ 學區塊鏈需要什麼基礎

1. 密碼學
電子貨幣只是一串字元串,而且,電子貨幣很容易復制,那麼這個電子貨幣屬於誰呢?即使復制無數份,如何做到只有一份是有效的呢?這里就需要密碼學的技術了,准確來說是非對稱密碼學。
2. P2P網路
第二個用到的技術,就是P2P網路。
密碼學通過公私鑰的技術完美解決了數字幣歸屬的問題,但沒有解決多重交易的問題。比如說,我有1塊錢,我有私鑰,我就可以反復花就好了。
如何解決多重交易的問題呢?中本聰用到了P2P網路的技術。
中本聰設計了一個P2P的網路,這個網路由很多節點隨機組成,每個節點上維護一個資料庫,這個資料庫用來記錄所有的交易。
這個技術也就很簡單了,就是你每次交易都要發一個通告出去,告訴所有節點你交易了,然後所有節點就記錄下這個交易,當有50%以上的節點記錄了這個交易後,這個交易就不可更改了。
3. 奧地利學派經濟學
經過密碼學和P2P網路後,問題彷彿已經完美解決了,系統通過公私鑰發行數字幣,通過P2P網路記錄交易,然後數字幣不停的交易,數字幣完美的運行中。
不過,這里還有一個根本的問題呢,就是那些P2P的網路節點為什麼要記賬呢?
P2P網路並不是新的技術,很久以前就有很多P2P的網路,比如有名的快播。不過,這些網路大多數依靠侵權活著,或者靠下半身的荷爾蒙推動著。P2P網路靠什麼來推動呢?
中本聰翻開故紙簍,找到了哈耶克,這個奧地利學派的代表人。翻開了一本叫《貨幣的非國家化》的書,然後找到了這個價值傳遞P2P網路的動力:人都是自私的。
然後中本聰設計了兩種獎勵模型:挖礦費、記賬費。
挖礦就是找到新的區塊,而記賬就是對所有的交易做一個記錄,這兩個都是需要消耗算力的行為,也是P2P節點可以很容易做的兩個動作。這兩個動作,都可以獲得收益,只要這個收益足夠高,就會吸引做夠多的人進入節點,參與這個網路的組建和運行。
4. 編程
兩個技術和一個經濟學理論(或者說社會學理論)完成了一個完美的模型:在符合經濟學理論的激勵下,通過非對稱加密確定歸屬的數字幣在廣袤無邊的比特世界歡暢的傳遞著。這是一個歡快的伊甸園。
這個伊甸園已經think the end in中本聰的mind了。如何讓這個伊甸園降臨人間呢?
這就是最後一個工具了,也就是編程。這個對中本聰或者他的團隊來說很簡單,畢竟C語言可以實現一切功能,而非對稱加密、P2P網路都是很成熟的技術了。
.top域名認為,區塊鏈並不是技術,而是一個技術的合集;區塊鏈沒有提出任何新的技術,只是用一些很簡單但很穩定和成熟的技術來構建一個新的世界。目前來看,很成功。

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