以太坊的共識機制
1. 區塊鏈共識機制
PoW:工作量證明 (Proof of Work,簡稱 PoW ) ,簡單的解釋就是一份證明,用來確認你做過一定量的工作。因為監測工作的整個過程通常是極為低效的,而通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量,則是一種非常高效的方式。比如現實生活中的畢業證、駕駛證等等,都是通過檢驗結果的方式所取得的證明。這就是說,你獲得多少幣,取決於你對挖礦貢獻的有效工作。簡單的理解,你電腦性能越好,你獲得的收益就會越多,這就是根據你的工作量來執行幣的分配。大部分的數字貨幣,比如比特幣、萊特幣等等,都是基於 PoW 模式的虛擬貨幣(算力越高、挖礦時間越長,你獲得的幣就越多)。
PoS:PoS 是一種在公鏈中的共識演算法,可作為 PoW 演算法的一種替換。PoW是保證比特幣、當前以太坊和許多其它區塊鏈安全的一種機制,但是 PoW 演算法在挖礦過程中因破壞環境和浪費電力而受到指責。PoS 試圖通過以一種不同的機製取代挖礦的概念,從而解決這些問題。
PoS 機制可以被描述成一種虛擬挖礦。PoS 主要依賴於區塊鏈自身里的代幣。在PoW 中,一個用戶可能拿 1000 美元來買計算機,加入網路來挖礦產生新區塊,從而得到獎勵。而在 PoS 中,用戶可以拿 1000 美元購買等價值的代幣,把這些代幣當作押金放入 PoS 機制中,這樣用戶就有機會產生新塊而得到獎勵。在 PoW 中,如果用戶花費 2000 美元購買硬體設備,當然會獲得兩倍算力來挖礦,從而獲得兩倍獎勵。同樣,在 PoS 機制中投入兩倍的代幣作為押金,就有兩倍大的機會獲得產生新區塊的權利。
2. 以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
很多同學已經躍躍欲試投入到區塊鏈開發隊伍當中來,可是又感覺無從下手,本文將基於以太坊平台,以通俗的方式介紹以太坊開發中涉及的各晦澀的概念,輕松帶大家入門。
以太坊是什麼
以太坊(Ethereum)是一個建立在區塊鏈技術之上, 去中心化應用平台。它允許任何人在平台中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用。
對這句話不理解的同學,姑且可以理解為以太坊是區塊鏈里的Android,它是一個開發平台,讓我們就可以像基於Android Framework一樣基於區塊鏈技術寫應用。
在沒有以太坊之前,寫區塊鏈應用是這樣的:拷貝一份比特幣代碼,然後去改底層代碼如加密演算法,共識機制,網路協議等等(很多山寨幣就是這樣,改改就出來一個新幣)。
以太坊平台對底層區塊鏈技術進行了封裝,讓區塊鏈應用開發者可以直接基於以太坊平台進行開發,開發者只要專注於應用本身的開發,從而大大降低了難度。
目前圍繞以太坊已經形成了一個較為完善的開發生態圈:有社區的支持,有很多開發框架、工具可以選擇。
智能合約
什麼是智能合約
以太坊上的程序稱之為智能合約, 它是代碼和數據(狀態)的集合。
智能合約可以理解為在區塊鏈上可以自動執行的(由事件驅動的)、以代碼形式編寫的合同(特殊的交易)。
在比特幣腳本中,我們講到過比特幣的交易是可以編程的,但是比特幣腳本有很多的限制,能夠編寫的程序也有限,而以太坊則更加完備(在計算機科學術語中,稱它為是「圖靈完備的」),讓我們就像使用任何高級語言一樣來編寫幾乎可以做任何事情的程序(智能合約)。
智能合約非常適合對信任、安全和持久性要求較高的應用場景,比如:數字貨幣、數字資產、投票、保險、金融應用、預測市場、產權所有權管理、物聯網、點對點交易等等。
目前除數字貨幣之外,真正落地的應用還不多(就像移動平台剛開始出來一樣),相信1到3年內,各種殺手級會慢慢出現。
編程語言:Solidity
智能合約的默認的編程語言是Solidity,文件擴展名以.sol結尾。
Solidity是和JavaScript相似的語言,用它來開發合約並編譯成以太坊虛擬機位元組代碼。
還有長像Python的智能合約開發語言:Serpent,不過建議大家還是使用Solidity。
Browser-Solidity是一個瀏覽器的Solidity IDE, 大家可以點進去看看,以後我們更多文章介紹Solidity這個語言。
運行環境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虛擬機是以太坊中智能合約的運行環境。
Solidity之於EVM,就像之於跟JVM的關系一樣,這樣大家就容易理解了。
以太坊虛擬機是一個隔離的環境,在EVM內部運行的代碼不能跟外部有聯系。
而EVM運行在以太坊節點上,當我們把合約部署到以太坊網路上之後,合約就可以在以太坊網路中運行了。
合約的編譯
以太坊虛擬機上運行的是合約的位元組碼形式,需要我們在部署之前先對合約進行編譯,可以選擇Browser-Solidity Web IDE或solc編譯器。
合約的部署
在以太坊上開發應用時,常常要使用到以太坊客戶端(錢包)。平時我們在開發中,一般不接觸到客戶端或錢包的概念,它是什麼呢?
以太坊客戶端(錢包)
以太坊客戶端,其實我們可以把它理解為一個開發者工具,它提供賬戶管理、挖礦、轉賬、智能合約的部署和執行等等功能。
EVM是由以太坊客戶端提供的。
Geth是典型的開發以太坊時使用的客戶端,基於Go語言開發。 Geth提供了一個互動式命令控制台,通過命令控制台中包含了以太坊的各種功能(API)。Geth的使用我們之後會有文章介紹,這里大家先有個概念。
Geth控制台和Chrome瀏覽器開發者工具里的面的控制台是類似,不過是跑在終端里。
相對於Geth,Mist則是圖形化操作界面的以太坊客戶端。
如何部署
智能合約的部署是指把合約位元組碼發布到區塊鏈上,並使用一個特定的地址來標示這個合約,這個地址稱為合約賬戶。
以太坊中有兩類賬戶:
· 外部賬戶
該類賬戶被私鑰控制(由人控制),沒有關聯任何代碼。
· 合約賬戶
該類賬戶被它們的合約代碼控制且有代碼與之關聯。
和比特幣使用UTXO的設計不一樣,以太坊使用更為簡單的賬戶概念。
兩類賬戶對於EVM來說是一樣的。
外部賬戶與合約賬戶的區別和關系是這樣的:一個外部賬戶可以通過創建和用自己的私鑰來對交易進行簽名,來發送消息給另一個外部賬戶或合約賬戶。
在兩個外部賬戶之間傳送消息是價值轉移的過程。但從外部賬戶到合約賬戶的消息會激活合約賬戶的代碼,允許它執行各種動作(比如轉移代幣,寫入內部存儲,挖出一個新代幣,執行一些運算,創建一個新的合約等等)。
只有當外部賬戶發出指令時,合同賬戶才會執行相應的操作。
合約部署就是將編譯好的合約位元組碼通過外部賬號發送交易的形式部署到以太坊區塊鏈上(由實際礦工出塊之後,才真正部署成功)。
運行
合約部署之後,當需要調用這個智能合約的方法時只需要向這個合約賬戶發送消息(交易)即可,通過消息觸發後智能合約的代碼就會在EVM中執行了。
Gas
和雲計算相似,佔用區塊鏈的資源(不管是簡單的轉賬交易,還是合約的部署和執行)同樣需要付出相應的費用(天下沒有免費的午餐對不對!)。
以太坊上用Gas機制來計費,Gas也可以認為是一個工作量單位,智能合約越復雜(計算步驟的數量和類型,佔用的內存等),用來完成運行就需要越多Gas。
任何特定的合約所需的運行合約的Gas數量是固定的,由合約的復雜度決定。
而Gas價格由運行合約的人在提交運行合約請求的時候規定,以確定他願意為這次交易願意付出的費用:Gas價格(用以太幣計價) * Gas數量。
Gas的目的是限制執行交易所需的工作量,同時為執行支付費用。當EVM執行交易時,Gas將按照特定規則被逐漸消耗,無論執行到什麼位置,一旦Gas被耗盡,將會觸發異常。當前調用幀所做的所有狀態修改都將被回滾, 如果執行結束還有Gas剩餘,這些Gas將被返還給發送賬戶。
如果沒有這個限制,就會有人寫出無法停止(如:死循環)的合約來阻塞網路。
因此實際上(把前面的內容串起來),我們需要一個有以太幣余額的外部賬戶,來發起一個交易(普通交易或部署、運行一個合約),運行時,礦工收取相應的工作量費用。
以太坊網路
有些著急的同學要問了,沒有以太幣,要怎麼進行智能合約的開發?可以選擇以下方式:
選擇以太坊官網測試網路Testnet
測試網路中,我們可以很容易獲得免費的以太幣,缺點是需要發很長時間初始化節點。
使用私有鏈
創建自己的以太幣私有測試網路,通常也稱為私有鏈,我們可以用它來作為一個測試環境來開發、調試和測試智能合約。
通過上面提到的Geth很容易就可以創建一個屬於自己的測試網路,以太幣想挖多少挖多少,也免去了同步正式網路的整個區塊鏈數據。
使用開發者網路(模式)
相比私有鏈,開發者網路(模式)下,會自動分配一個有大量余額的開發者賬戶給我們使用。
使用模擬環境
另一個創建測試網路的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用內存模擬的一個以太坊環境,對於開發調試來說,更方便快捷。而且testrpc可以在啟動時幫我們創建10個存有資金的測試賬戶。
進行合約開發時,可以在testrpc中測試通過後,再部署到Geth節點中去。
更新:testrpc 現在已經並入到Truffle 開發框架中,現在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的應用程序
以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(DecentralizedApp)。如果我們把區塊鏈理解為一個不可篡改的資料庫,智能合約理解為和資料庫打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一個Dapp不單單有智能合約,比如還需要有一個友好的用戶界面和其他的東西。
Truffle
Truffle是Dapp開發框架,他可以幫我們處理掉大量無關緊要的小事情,讓我們可以迅速開始寫代碼-編譯-部署-測試-打包DApp這個流程。
總結
我們現在來總結一下,以太坊是平台,它讓我們方便的使用區塊鏈技術開發去中心化的應用,在這個應用中,使用Solidity來編寫和區塊鏈交互的智能合約,合約編寫好後之後,我們需要用以太坊客戶端用一個有餘額的賬戶去部署及運行合約(使用Truffle框架可以更好的幫助我們做這些事情了)。為了開發方便,我們可以用Geth或testrpc來搭建一個測試網路。
註:本文中為了方便大家理解,對一些概念做了類比,有些嚴格來不是准確,不過我也認為對於初學者,也沒有必要把每一個概念掌握的很細致和准確,學習是一個逐步深入的過程,很多時候我們會發現,過一段後,我們會對同一個東西有不一樣的理解。
3. 以太坊帶來了那些爭議和質疑呢
以太坊和比特幣是有著本質區別的,區別在哪裡呢?比特幣定義的是一套貨幣體系,而以太坊側重的是打造一條主鏈(可以理解為一條公路),可以讓大量的區塊鏈應用跑在這條公路上。
從這一點來看,以太坊的應用場景更廣泛,這也是為什麼我們說以太坊標志著區塊鏈
1.0時代一個單純的貨幣體系,向區塊鏈2.0時代實現其他行業以及應用場景的轉變。
但是,世界上沒有十全十美的事物,以太坊雖然拓展了區塊鏈在各行各業的應用范圍,還提升了處理交易的速度,但是它也存在著一定的爭議與質疑。
一、以太坊的擴展性不足的解決之道:分片技術和雷電網路
以太坊的底層設計,最大的問題是以太坊只有一條鏈,沒有側鏈,這就意味著,所有程序都要對等地跑在這條鏈上,消耗資源的同時,還會引發系統擁堵。正如去年非常火爆的以太坊游戲「加密貓」,這個游戲火爆的時候,一度引發以太坊網路癱瘓。
對於提升處理能力這個問題,以太坊提出兩種方式:一個是分片技術(shard),一個是雷電網路,下面我們分別介紹一下這兩種技術。
(一)分片技術
以太坊創始人 V 神(Vitalik Buterin)認為,諸如比特幣這種主流的區塊鏈網路,之所以處理交易的速度很慢,是因為每一個礦工要處理全網的每一筆交易,這樣的效率其實是非常低下的。分片技術的構想是:一筆交易不必發動全網所有節點都去處理,只要讓網路中的一部分節點(礦工)處理就好了。於是,以太坊網路被劃分成很多片,同一時間,每一分片都可以處理不同的交易,這樣一來,會大大提升網路性能。
但是,分片技術也是有一定爭議的。我們知道,區塊鏈技術的重要思想是去中心化,全網都去見證(處理)同一交易,這才具有最高的權威性。而以太坊分片技術,並不是所有節點共同見證,而是類似於分小組見證,這樣一來,它便失去了絕對的「去中心化」屬性,只能通過犧牲掉一定的去中心化特性來達到高性能的目的。
(二)雷電網路
雷電網路使用的是鏈下交易的方式。這是什麼意思呢?它的意思是:使用雷電網路的參與者在互相轉賬時,不需要通過以太坊主鏈交易確認,而是通過參與者之間創建支付通道,在鏈下完成。
不過,雷電網路並不是脫離主鏈的,在建立支付通道之前,需要先用主鏈上的資產做抵押,生成余額證明(Balance Proof),擁有餘額證明才能表明你能做出相應余額的轉賬。在交易雙方都持有餘額證明的情況下,雙方可通過支付通道在鏈下進行無限制次數的轉賬。
只有在完成鏈下交易,需要將資產轉回鏈上時,才會在以太坊主鏈上登記主鏈賬戶的余額變化信息,而這期間不管發生多少次交易在主鏈上是不會有記錄的。
雷電網路還有一個實實在在的好處,就是可以為你省下礦工費用。目前我們在以太坊主鏈上進行交易,需要消耗 Gas,需要支付礦工費用,那麼一旦將交易搬到鏈下,就可以節省這一部分的成本。
當然,雷電網路並不是十全十美的。在使用雷電網路時需要用主鏈上的資產作抵押;而這部分資產作為抵押物,在使用者完成鏈下交易之前是不能使用的。這也就決定了,雷電交易只適合小額交易。
上面就是以太坊擴展性不足的問題,以及目前提出的兩個主要解決方案:分片技術和雷電網路。
二、以太坊的智能合約存在漏洞與臭名昭著的 The Dao 事件
以太坊的智能合約很強大,但是,凡是代碼都會存在漏洞的,以太坊智能合約最大的爭議就在於所謂的漏洞,也就是安全性問題。據相關研究表明,在基於以太坊的近100萬個智能合約上,發現有34200(約3%)個含有安全漏洞,將允許黑客竊取ETH、凍結資產或刪除合約,比如說,臭名昭著的The Dao 事件。
(一)Dao是什麼意思?
介紹 The Dao 事件之前, 我們先見到介紹一下 DAO 是什麼。DAO 是 Decentralized
Autonomous Organization 的簡稱,可以理解為:去中心化自治組織。從以太坊的角度來理解,DAO 是區塊鏈上的某一類合約,或者一個合約組合,用來代替政府的審查以及復雜等中間程序,從而實現高效的、去中心化的信任的系統。所以,DAO 不是特定的某個組織,也就說呢,可以有很多的DAO,各種各樣的DAO。
(二)臭名昭著的The Dao事件
但是,我們現在提到DAO,基本上所指的都是The DAO事件,也就是我們剛剛說的那個臭名昭著的黑客攻擊事件。我們知道,英文中的 The是特指的意思,The DAO事件呢就
是特指的那個DAO事件,因為我們剛剛說了DAO不是特定的某個組織,可以有很多的DAO,各種各樣的DAO。
2016 年的時候,德國一家專注「智能鎖」的公司 Slock.it,為了實現去中心化的實物交換(比如說:公寓啊,船隻啊),在以太坊上發布了 DAO項目。並且於2016年4月
30日開始,融資窗口開放了28天。
沒想到,這個DAO項目的人氣非常高,短短半個月就籌得了超過一億美元,而到整個融資期結束,一共籌集到1.5億美元,由此呢,它成為歷史上最大的眾籌項目。然而好景不長,到了6月份,黑客利用智能合約裡面的漏洞,成功轉移了超過360萬個以太幣,並投入到一個DAO子組織中,這個組織和The DAO有著同樣的結構。以至於當時以太幣價格從20多美元直接跌破13美元。
這個事件說明智能合約的確是有漏洞的,而且一旦漏洞被黑客利用,那麼後果是非常嚴重的。這就是現在很多人批評以太坊,說它的智能合約不智能。
對於這個問題,目前國外有很多公司為了解決智能合約的漏洞問題 ,開始提供代碼審計服務。而從技術的角度來說,目前一些團隊正在對智能合約進行檢驗,這些團隊多數由哈佛、斯坦福和耶魯的教授帶隊,部分團隊已經獲得了頭部機構的投資。
除了目前以太坊存在的擴展性不足、智能合約漏洞問題,對於以太坊的爭議還在於它所追求的POS共識機制,也就是權益證明機制,在權益證明機制下,如果說誰持幣的數量越大、持幣時間越久,獲得的「權益」(利息)就越多,還有機會得到記賬權力,記賬又可以獲得獎勵,那麼這樣一來,容易造成「強者越強」的寡頭優勢。
還有一個問題就是ICO亂象的問題。ICO是區塊鏈項目籌措資金的常用方式,咱們可以理解為預售。以太坊上ICO項目的爆發,滋生了打著ICO旗號進行資金盤、詐騙圈錢等不法行為,對社會和金融穩定造成安全隱患。
4. 以太坊挖礦還能挖多久
至少還需要 2 年以上的時間。
以太坊 2.0 最大的兩個變化,一個是採用「信標鏈+分片鏈」的結構,另外一個是共識機制從當前的 PoW 轉變為 PoS,按照 V 神的說法,實現 PoS 共識演算法後,以太坊將比比特幣更安全,攻擊成本也更高。
共識機制的變更,首當其沖的毫無疑問是以太坊顯卡礦工。前一段時間,得益於 DeFi 行情的爆發,以太坊挖礦成為了很多人眼中的香餑餑,無論是入場的人數還是全網的算力,都在快速地增長。然而,以太坊 2.0 猶如一把達摩克利斯之劍,因為 PoS 共識機制並不需要當前在挖的以太坊顯卡礦在機。
5. BPC和POC共識機制之間是什麼關系呢
這是一個全新的區塊鏈時代
在比特幣誕生之前,全球信息傳遞都是通過互聯網的TCP/IP(傳輸控制協議/網際網路互聯協議)協議來實現高速低成本的傳輸,但是隨著互聯互通技術的發展(互聯網、物聯網、VR/AR),人與物體、人與信息的交互方式更加多樣化,更多的實體被數字化或者代幣化,僅僅是信息的分享和傳輸並不能滿足經濟社會的發展,因此當實體被數字化或者代幣化之後,人們越來越關注到價值轉移以及如何點對點傳輸這些資產和價值。
在2008年10月31日,Satoshi Nakamoto 第一次發布了比特幣的白皮書《比特幣:一種點對點網路中的電子現金》,並提出了通過去中心化的比特幣網路實現價值轉移。在比特幣體系中,全網參與者均為交易的監督者,交易雙方可以在無需建立信任關系的前提下即可完成交易。區塊鏈技術改變了我們獲取和分享信息的方式,創造了一個新的分布式、點對點的生態社會。
在比特幣網路出現之前,我們一直無法在不藉助於第三方受信機構的情況下,通過互聯網進行點對點的價值的轉移和傳輸。比特幣網路則是運行於信息高速公路上面的第一個 Value Transfer Protocol(「VTP 協議」)。目前,隨著區塊鏈技術的成熟,區塊鏈的應用場景不僅限於比特幣和以太坊,BitcoinPc試圖將區塊鏈鏈上和鏈下相結合,形成第三個區塊鏈的生態環境,進一步使用 VTP 協議實現點對點價值傳輸。
自2009年以來,隨著比特幣的價值被越來越多的人所接受、價格不斷地提升,幣市逐漸成為全球投資者的投資聖地.究其原因在於相較於其他行業投資門檻的不斷提高、投資利潤空間的不斷壓縮以及過多的政策干預,而區塊鏈技術跨時代的象徵意義和幣市價值低窪成了資金不斷湧入的根本原因。
目前市場上把區塊鏈技術主要劃分為三個時代:
➢ 第一個時代即以BTC為代表的一種點對點的電子現金系統。
➢ 第二個時代即以ETH為代表的開放的智能合約完整解決方案。
➢ 第三個時代即以解決 ETH 性能不足,容易出現區塊擁堵問題,努力實現更好的商用價值的公鏈集群。
可以推斷,在經歷了幣市前期近十年的瘋狂投機後,後面十年將迎來價值投資的黃金時期,而此時如何選擇一個低估且優質的項目成了首要任務,亦如比爾蓋茨當年投資可口可樂一般。
什麼是BPC
BPC,全名BitcoinPC ,比特容量,是基於 Proof Of Capacity (以下簡稱:POC)的新型加密貨幣。
BPC是一個區塊鏈的數字資產及應用平台,它提供了一套全新的 Proof Of Capacity,並在系統底層提供了數字資產 BitcoinPcAsset 與數字身份 BitcoinPcID 等功能,使得人們可以非常方便地開展資產數字化業務,而不僅僅是在區塊鏈上創建原生代幣。
BPC通過以硬碟容量大小作為共識基礎,讓其生產更趨向去中心化方式使其更加安全可信,讓人人都能參與到加密貨幣的生產中,通過數學產生信用,通過數學產生價值。
BPC選擇計算機硬碟挖礦是一個顛覆性的創新,計算機中能夠作為挖礦設備有CPU、GPU和硬碟三種。CPU、GPU最後都避免不了成為AISC礦機,同時CPU、GPU會造成了大量的能源浪費,而硬碟天然有著抗AISC且省電的特性,硬碟只需通過簡單的掃盤就能保持其運作,BPC選擇硬碟挖礦,完美避開了CPU、GPU的缺陷,單台礦機最大挖礦容量8T,避開了部分POC幣種,發展到一定階段後,小戶進不了場,都是大戶在玩,重蹈POW挖礦的覆轍,小容量PC礦機,更容易布局生態,走進千家萬戶,實現中本聰人人挖礦的構想,POC挖礦的革命已然打響,下一波牛市將會誕生POC龍頭幣種,拭目以待!
BPC特點
1.確定性:程序的行為是確定性的,達成一致共識,在設計系統時排除了非確定性的因素。
2.時間:BPC基於POC機制提供了基於區塊時間戳的系統調用,可以將整個區塊鏈看成一個時間戳伺服器,並取得任意一個區塊被構造時的時間戳。
3.隨機性:BitcoinPC的運行有兩種方式來獲取隨機數:
(1)每個區塊在被構造時,共識節點都會對一個隨機數達成共識並填充到區塊的欄位中,挖礦程序可以讀取到任意區塊的欄位
(2)挖礦程序可以利用區塊的散列值作為隨機數的生成手段,由於區塊的散列值具有一定的隨機性,這種方式可以得到一個較弱的隨機數。
4.數據源:BitcoinPC提供了兩種確定性的數據源:
(1)區塊鏈賬本
程序可以通過互操作服務來訪問到整個區塊鏈上的所有數據,包括完整的區塊和交易,以及它們的每一個欄位。區塊上的數據都具有確定性和一致性,所以可以安全地訪問。
(2)合約存儲空間
部署在 BitcoinPC 上的每一個節點都有一個僅可由該節點本身來存取的私有存儲區,BitcoinPC的共識機制確保了每一個節點上的存儲狀態都是一致的。 對於需要訪問鏈外數據的情況,BitcoinPC沒有提供直接的方式,需要通過交易來將鏈外數據發送到鏈內,從而轉化成以上兩種類型的數據源,才能被訪問。
5.節點調用:BitcoinPC的節點具有相互調用的能力,但不能遞歸調用。
6.高性能:BitcoinPC 採用了輕量級的 VM(Virtual Machine)作為其節點的執行環境,它的啟動速度非常快,佔用資源也很小,適合像節點這樣短小的程序。通過 JIT(即時編譯器)技術對熱點進行靜態編譯和緩存可以顯著提升虛擬機的執行效率。
7.拓展性:BitcoinPC的節點之間的調用關系是靜態的,無法在運行時指定調用的目標。
8.低耦合:BitcoinPC的系統採用低耦合的設計,區塊程序在執行時,通過互操作服務層與外部通信。
9.高效節能:POC的挖礦經濟模型使礦工成為生態利益的共同體、並用幣作為新型生產資料代替了原本的電力消耗資源,使BPC整個生態不停的自動擴張。全球只要買得到硬碟的國家,人人可以參與挖礦。
BPC應用場景
超導交易:BitcoinPC未來會孵化區塊鏈超導交易的項目。
智能基金:BitcoinPC未來會在智能基金項目上加大投資,它和基於以太坊的 TheDAO 項目非常相似,但試圖通過一些方法來提高安全性,避免重蹈 TheDAO 的覆轍(被黑客攻破)。
跨鏈互操作:BitcoinPC為跨鏈互操作的實現提供支持,不但可以實現跨鏈資產交換,還可以運行跨鏈分布式事務,在不同區塊鏈上運行,並保證它們的一致性。
BPC分配機制
BPC發行總量:4200萬枚
420萬枚(總量的10%):用於激勵BitcoinPc的開發者和BitcoinPc的理事會成員(預挖)
210萬枚(總量的5%):用於激勵BitcoinPc 社區建設(隨挖礦的每個塊產出)
3570萬枚(總量85%):用於礦工挖礦
出塊時間:10分鍾
初始塊大小:100BPC/Block
區塊容量:10M
減半周期:4年
初始TPS:70筆交易/秒
6. 以太坊架構是怎麼樣的
以太坊最上層的是DApp。它通過Web3.js和智能合約層進行交換。所有的智能合約都運行在EVM(以太坊虛擬機)上,並會用到RPC的調用。在EVM和RPC下面是以太坊的四大核心內容,包括:blockChain, 共識演算法,挖礦以及網路層。除了DApp外,其他的所有部分都在以太坊的客戶端里,目前最流行的以太坊客戶端就是Geth(Go-Ethereum)
7. Filecoin的共識機制是什麼
復制證明(PoRep)+時空證明(PoSt)+預期共識(EC)
復制證明是PoS(Proof-of-Storage)的優化版,在PoRep下可以有效防範去中心化網路中的三種常見攻擊,三者的共同點是攻擊礦工實際存儲的數據大小要比聲稱存儲的小,這樣就獲得了本不該獲得的系統獎勵。
時空證明全稱為Proof-of-Space-time,提出了證明鏈(Proof-chain)的數據結構,把一些挑戰和證明鏈接起來形成,在證明鏈的基礎上添加時間段,這樣就得到了一段時間內的礦工存儲數據的證明。時空證明方便驗證礦工在一段時間內確實存儲了特定數據,利用時間戳錨定這些證明鏈。
預期共識(Expected Consensus,EC),新的區塊創建權,通過每輪選舉,礦工獲得選舉的可能性跟礦工當前的有效存儲(算力)成正比,亦即把礦工在網路中當前的存儲數據相對於整個網路的存儲比例轉化為礦工投票權。
Filecoin還引入了一種稱為時限性(Time Bounded)的協議,有效解決去中心化網路中常見的三種攻擊。所以,Filecoin在共識機制上較之比特幣和以太坊,更為復雜。
8. eth挖礦是什麼原理
凡是涉及到幣,就一定離不開挖礦。以太坊網路中,想要獲得以太坊,也要通過挖礦來實現。說到挖礦,就一定離不開共識機制。
不知道大家還記得比特幣的共識機制是什麼嗎?比特幣的共識機制是 PoW (這是英文 Proof of Work 的縮寫,意思是「工作量證明機制」)。簡單來說,就是多勞多得,你付出的計算工作越高,那麼你就越有可能第一個找到正確的哈希值,就越有可能得到比特幣獎勵。
但是,比特幣的PoW存在著一定的缺陷,就是它處理交易的速度太慢,礦工們需要不斷地通過計算來碰撞哈希值,這是勞民傷財且效率低下的。對區塊鏈知識有涉獵的朋友們應該看到這樣一種說法:
以太坊為了彌補比特幣的不足,提出了新的共識機制,名叫 PoS(這是英文的縮寫,意思是「權益證明」,也有翻譯成「股權證明」的)。
PoS 簡單來講,其實就跟它的字面意思一樣:權益嘛,股權嘛,你持有的幣越多相當於你的股權越多,你的權益越高。
以太坊的PoS就是說:你持幣越多,你持有幣的時間越久,你的計算難度就會降低,挖礦會容易一些。
在以太坊最初的設定中,以太坊希望能夠通過階段性的升級,在前期依舊採用PoW來構建一個相對穩定的系統,之後逐漸採用 PoW+PoS,最後完全過渡到 PoS。所以,說以太坊的共識機制是PoS,沒錯,但是PoS只是以太坊發布之初的一個計劃或者說目標,目前以太坊還沒有過渡到 PoS,以太坊採用的共識機制仍是 PoW,就是比特幣那個 PoW,但是又和比特幣的PoW稍稍不同。
這里的信息量有點大,
第一個信息點是:以太坊目前採用的共識機制也是PoW,但是和比特幣的PoW稍稍不同。那麼,和比特幣的PoW到底有什麼不同呢:簡單來說,就是以太坊挖礦難度可以調節,比特幣挖礦難度不能調節。就好比咱們高考,因為各個省份的教學情況、生源人數都不一樣,所以高考分為全國卷和各省自主命題。
以太坊說我贊成這樣分地區出題,比特幣說:不行,必須全國同一卷,大家難度都一樣!
通俗解釋,就是,比特幣是利用計算機算力做大量的哈希碰撞,列舉出各種可能性,來找到一個正確哈希值。而以太坊系統呢,它有一個特殊的公式用來計算之後的每個塊的難度。如果某個區塊比前一個區塊驗證的更快,以太坊協議就會增加區塊的難度。通過調整區塊難度,就可以調整驗證區塊所需的時間。
以太坊協議規定,難度的動態調整方式是使全網創建新區塊的時間間隔為 15 秒,網路用 15 秒時間創建區塊鏈,這樣一來,因為時間太快,系統的同步性就大大提升,惡意參與者很難在如此短的時間發動51%(也就是半數以上)的算力去修改歷史數據。
第二個信息點是:以太坊最初的設定中,希望通過階段性升級來最終實現由 PoW 向
PoS過渡的。
時間追溯到 2014 年,在以太坊發布之初,團隊宣布將項目的發布分為四個階段,即 Froniter(前沿)、Homestead(家園)、Metropolis(大都會)和 Serenity(寧靜)。前三個階段共識機制採用 PoW(工作量證明機制),第四個階段切換到 PoS(權益證明機制)。
2015年7月30號,以太坊第一個階段「前沿」正式發布,這個階段只適用於開發者使用,開發人員可於在以太坊網路上編寫智能合約和去中心化應用程序 DAPP,礦工開始進入以太坊網路維護網路安全並挖礦得到以太幣。前沿版本類似於測試版,證明以太坊網路到底是不是可靠的。
2016年3月14日,以太坊進入到第二個階段「家園」,這一階段,以太坊提供了錢包功能,讓普通用戶也可以方便體驗和使用以太坊。其他方面沒有什麼明顯的技術提升,只是表明以太坊網路已經可以平穩運行。
2017 年 9 月,以太坊已經進行到第三個階段「大都會」。「大都會」由拜占庭和君士坦丁堡兩次升級組成,這個階段的的目標是希望能夠引入 PoW 和 PoS 的混合鏈模式,為 PoW向PoS的順滑過渡做准備。最近比較熱門的「以太坊君士坦丁堡升級」升級的就是這個,在君士坦丁堡升級中呢,以太坊將對底層協議和演算法做一些改變,來為實現 PoW 和
PoS奠定良好的基礎。
以太坊挖礦會得到對多少獎勵呢?贏得區塊創建競爭成功的礦工會得到這么幾項收入:
1、 靜態獎勵,5個以太坊;
2、 區塊內所花費的燃料成本,也就是Gas,這部分我們上一期內容講過;
3、 作為區塊組成部分,包含「叔區塊」的額外獎勵,叔就是叔叔的叔,每個叔區塊可以得到挖礦報酬的1/32作為獎勵,也就是5乘以1/32,等於0.15625 個以太坊。這里我們簡單解釋一下「叔區塊」,「叔區塊」這個概念是以太坊提出來的,為什麼要引進叔塊的概念?這還要從比特幣說起。在比特幣協議中,最長的鏈被認為是絕對的正確。如果一個塊不是最長鏈的一部分,那麼它被稱為是「孤塊」。一個孤立的塊是一個塊,它也是合法的,但是可能發現的稍晚,或者是網路傳輸稍慢,而沒有能成為最長的鏈的一部分。在比特幣中,孤塊沒有意義,隨後將被拋棄掉,發現這個孤塊的礦工也拿不到采礦相關的獎勵。
但是,以太坊不認為孤塊是沒有價值的,以太坊系統也會給與發現孤塊的礦工回報。在以太坊中,孤塊被稱為「叔塊」(uncle block),它們可以為主鏈的安全作出貢獻。 以太坊十幾秒的出塊間隔太快了,會降低安全性,通過鼓勵引用叔塊,使引用主鏈獲得更多的安全保證(因為孤塊本身也是合法的) ,而且,支付報酬給叔塊,還能激發礦工積極挖礦,積極引用叔塊,所以,以太坊認為,它是有價值的。
9. 區塊鏈幾大共識機制及優缺點
首先,沒有一種共識機制是完美無缺的,各共識機制都有其優缺點,有些共識機制是為解決一些特定的問題而生。
1.pow( Proof of Work)工作量證明
一句話介紹:乾的越多,收的越多。
依賴機器進行數學運算來獲取記賬權,資源消耗相比其他共識機制高、可監管性弱,同時每次達成共識需要全網共同參與運算,性能效率比較低,容錯性方面允許全網50%節點出錯。
優點:
1)演算法簡單,容易實現;
2)節點間無需交換額外的信息即可達成共識;
3)破壞系統需要投入極大的成本;
缺點:
1)浪費能源;
2)區塊的確認時間難以縮短;
3)新的區塊鏈必須找到一種不同的散列演算法,否則就會面臨比特幣的算力攻擊;
4)容易產生分叉,需要等待多個確認;
5)永遠沒有最終性,需要檢查點機制來彌補最終性;
2.POS Proof of Stake,權益證明
一句話介紹:持有越多,獲得越多。
主要思想是節點記賬權的獲得難度與節點持有的權益成反比,相對於PoW,一定程度減少了數學運算帶來的資源消耗,性能也得到了相應的提升,但依然是基於哈希運算競爭獲取記賬權的方式,可監管性弱。該共識機制容錯性和PoW相同。它是Pow的一種升級共識機制,根據每個節點所佔代幣的比例和時間,等比例的降低挖礦難度,從而加快找隨機數的速度
優點:在一定程度上縮短了共識達成的時間;不再需要大量消耗能源挖礦。
缺點:還是需要挖礦,本質上沒有解決商業應用的痛點;所有的確認都只是一個概率上的表達,而不是一個確定性的事情,理論上有可能存在其他攻擊影響。例如,以太坊的DAO攻擊事件造成以太坊硬分叉,而ETC由此事件出現,事實上證明了此次硬分叉的失敗。
DPOS與POS原理相同,只是選了一些「人大代表」。
BitShares社區首先提出了DPoS機制。
與PoS的主要區別在於節點選舉若干代理人,由代理人驗證和記賬。其合規監管、性能、資源消耗和容錯性與PoS相似。類似於董事會投票,持幣者投出一定數量的節點,代理他們進行驗證和記賬。
DPoS的工作原理為:
去中心化表示每個股東按其持股比例擁有影響力,51%股東投票的結果將是不可逆且有約束力的。其挑戰是通過及時而高效的方法達到51%批准。為達到這個目標,每個股東可以將其投票權授予一名代表。獲票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表分配到一個時間段來生產區塊。所有的代表將收到等同於一個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。如果一個平均水平的區塊含有100股作為交易費,一名代表將獲得1股作為報酬。
網路延遲有可能使某些代表沒能及時廣播他們的區塊,而這將導致區塊鏈分叉。然而,這不太可能發生,因為製造區塊的代表可以與製造前後區塊的代表建立直接連接。建立這種與你之後的代表(也許也包括其後的那名代表)的直接連接是為了確保你能得到報酬。
該模式可以每30秒產生一個新區塊,並且在正常的網路條件下區塊鏈分叉的可能性極其小,即使發生也可以在幾分鍾內得到解決。
成為代表:
成為一名代表,你必須在網路上注冊你的公鑰,然後分配到一個32位的特有標識符。然後該標識符會被每筆交易數據的「頭部」引用。
授權選票:
每個錢包有一個參數設置窗口,在該窗口裡用戶可以選擇一個或更多的代表,並將其分級。一經設定,用戶所做的每筆交易將把選票從「輸入代表」轉移至「輸出代表」。一般情況下,用戶不會創建特別以投票為目的的交易,因為那將耗費他們一筆交易費。但在緊急情況下,某些用戶可能覺得通過支付費用這一更積極的方式來改變他們的投票是值得的。
保持代表誠實:
每個錢包將顯示一個狀態指示器,讓用戶知道他們的代表表現如何。如果他們錯過了太多的區塊,那麼系統將會推薦用戶去換一個新的代表。如果任何代表被發現簽發了一個無效的區塊,那麼所有標准錢包將在每個錢包進行更多交易前要求選出一個新代表。
抵抗攻擊:
在抵抗攻擊上,因為前100名代表所獲得的權力權是相同的,每名代表都有一份相等的投票權。因此,無法通過獲得超過1%的選票而將權力集中到一個單一代表上。因為只有100名代表,可以想像一個攻擊者對每名輪到生產區塊的代表依次進行拒絕服務攻擊。幸運的是,由於事實上每名代表的標識是其公鑰而非IP地址,這種特定攻擊的威脅很容易被減輕。這將使確定DDOS攻擊目標更為困難。而代表之間的潛在直接連接,將使妨礙他們生產區塊變得更為困難。
優點:大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量,可以達到秒級的共識驗證。
缺點:整個共識機制還是依賴於代幣,很多商業應用是不需要代幣存在的。
3.PBFT :Practical Byzantine Fault Tolerance,實用拜占庭容錯
介紹:在保證活性和安全性(liveness & safety)的前提下提供了(n-1)/3的容錯性。
在分布式計算上,不同的計算機透過訊息交換,嘗試達成共識;但有時候,系統上協調計算機(Coordinator / Commander)或成員計算機 (Member /Lieutanent)可能因系統錯誤並交換錯的訊息,導致影響最終的系統一致性。
拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量,尋找可能的解決辦法,這無法找到一個絕對的答案,但只可以用來驗證一個機制的有效程度。
而拜占庭問題的可能解決方法為:
在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中,N為計算機總數,F為有問題計算機總數。信息在計算機間互相交換後,各計算機列出所有得到的信息,以大多數的結果作為解決辦法。
1)系統運轉可以脫離幣的存在,pbft演算法共識各節點由業務的參與方或者監管方組成,安全性與穩定性由業務相關方保證。
2)共識的時延大約在2~5秒鍾,基本達到商用實時處理的要求。
3)共識效率高,可滿足高頻交易量的需求。
缺點:
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後,系統將無法提供服務;
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡,且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時,惡意記賬人可以使系統出現分叉,但是會留下密碼學證據
下面說兩個國產的吧~
4.dBFT: delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法
介紹:小蟻採用的dBFT機制,是由權益來選出記賬人,然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識。
此演算法在PBFT基礎上進行了以下改進:
將C/S架構的請求響應模式,改進為適合P2P網路的對等節點模式;
將靜態的共識參與節點改進為可動態進入、退出的動態共識參與節點;
為共識參與節點的產生設計了一套基於持有權益比例的投票機制,通過投票決定共識參與節點(記賬節點);
在區塊鏈中引入數字證書,解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題。
優點:
1)專業化的記賬人;
2)可以容忍任何類型的錯誤;
3)記賬由多人協同完成,每一個區塊都有最終性,不會分叉;
4)演算法的可靠性有嚴格的數學證明;
缺點:
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後,系統將無法提供服務;
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡,且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時,惡意記賬人可以使系統出現分叉,但是會留下密碼學證據;
以上總結來說,dBFT機制最核心的一點,就是最大限度地確保系統的最終性,使區塊鏈能夠適用於真正的金融應用場景。
5.POOL驗證池
基於傳統的分布式一致性技術,加上數據驗證機制。
優點:不需要代幣也可以工作,在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎上,實現秒級共識驗證。
缺點:去中心化程度不如bictoin;更適合多方參與的多中心商業模式。