没有工作量证明的区块链
① 什么是工作量证明
工作量证明(Proof Of Work,简称POW),简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作。监测工作的整个过程通常是极为低效的,而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量,则是一种非常高效的方式。比如现实生活中的毕业证、驾驶证等等,也是通过检验结果的方式(通过相关的考试)所取得的证明。
权益证明机制
POW是达成共识的一种方式,不过他不是唯一的方式,还可以有其他的方式让各个节点达成共识,例如POS。
POS不同于POW之处在于,在POS系统上挖矿是以货币持有数量为基础,换句话说,在POS的情况下,一个人拥有虚拟货币的5%和在比特币系统上拥有系统5%的算力的效果是一样的。
工作量证明的基本原理工作量证明系统主要特征是客户端需要做一定难度的工作得出一个结果,验证方却很容易通过结果来检查出客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性:工作对于请求方是适中的,对于验证方则是易于验证的。它与验证码不同,验证码的设计出发点是易于被人类解决而不易被计算机解决。下图表示的是工作量证明的流程:
举个例子,给定的一个基本的字符串"Hello, world!",我们给出的工作量要求是,可以在这个字符串后面添加一个叫做nonce的整数值,对变更后(添加nonce)的字符串进行SHA256哈希运算,如果得到的哈希结果(以16进制的形式表示)是以"0000"开头的,则验证通过。为了达到这个工作量证明的目标。我们需要不停的递增nonce值,对得到的新字符串进行SHA256哈希运算。按照这个规则,我们需要经过4251次计算才能找到恰好前4位为0的哈希散列。
.工作量证明的过程 我们可以把比特币矿工解这道工作量证明迷题的步骤大致归纳如下: 生成Coinbase交易,并与其他所有准备打包进区块的交易组成交易列表,通过Merkle Tree算法生成Merkle Root Hash 把Merkle Root Hash及其他相关字段组装成区块头,将区块头的80字节数据(Block Header)作为工作量证明的输入 不停的变更区块头中的随机数即nonce的数值,并对每次变更后的的区块头做双重SHA256运算(即SHA256(SHA256(Block_Header))),将结果值与当前网络的目标值做对比,如果小于目标值,则解题成功,工作量证明完成。 该过程可以用下图表示:
比特币的工作量证明,就是我们俗称“挖矿”所做的主要工作。理解工作量证明机制,将为我们进一步理解比特币区块链的共识机制奠定基础。
② 区块链中相当于成交一个记录。怎么让全部人都会记下呢每一个新的区块都会弄出一个难题又是为什么呢
我以比特币网络来讲解吧:
一个节点产生一个交易之后,会将交易广播出去。每个节点会去收集网络上的交易信息,够一定数量之后,会把这些这些交易打包成一个区块。
比特币网络设计了工作量证明的机制。设计了一道数学难题(暴力计算hash值,使计算出的hash值满足一定难度,实际上是计算区块头中的一个字段值nonce),第一个计算出来的节点把区块广播出去,其他网络中的节点验证这个区块是否满足是这个难题的答案。是的话,就把这个节点加到自己的区块链的末尾。
通过广播,让所有人记下。所以,如果你去下载bitcore的比特币客户端,成为比特币网络的一个节点,一开始会让你同步120G(目前)的比特币区块信息。
每个新区块的产生都是矿工通过大量的数学运算,使得计算出的数学结果满足一定的数学难度。所以,比特币网络挖矿是为了区块不断成链。挖矿奖励比特币是激励机制,激励矿工去挖矿。
③ 区块链中的公链是什么
公链也称“公有链”,即指全世界任何人都可以随时进入到系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。公有链通常被认为是“完全去中心化”的,因为没有任何个人或者机构可以控制或篡改其中数据的读写。而从应用上说,区块链公有链则主要包括比特币、以太坊、超级账本、大多数山寨币以及智能合约,其中区块链公有链的始祖则为比特币区块链,具有以下特点:
1、代码开源
代码上传到github,每个人都可以通过下载得到完整的区块链数据,接受大众的考验。
2、完全去中心化
任何人都可以成为一个节点,每一个节点都是公开的,每个人都可以参与区块链的计算,任何节点都不是永久的,而是阶段性的,任何中心对节点都不具有强制性。任何人都可读取的、且能发送交易,而且交易能够在区块链上得到有效的确认,任何人都可参与其中共识过程。共识过程决定某个区块可以添加到区块链中,以及确切的当前状态。每个人都可以从中得到经济奖励,和在共识过程中所作的贡献成正比。这些公有链通常被认为是“完全意义上的去中心化”。
3、开发去中心化应用
程序开发者通过此公链,可以很方便地开发出去中心化应用。公有链可以保护用户权益免受程序开发者的影响。
④ 什么是区块链的共识机制
区块链系统是需要在没有三方权威机构支持之下进行,共识机制能更好的保证区块链在各个分布场景下的一致性。
目前大致分为PoW(工作量证明),PoS(权益证明),DPoS(股份授权证明)等几种算法。哈哈,别问我怎么知道,也是盈富财经学院的人告诉我的。
⑤ 区块链的六层模型是什么
区块链总共有六个层级结构,这六个层级结构自下而上是:数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。
一、数据层
数据层是区块链六个层级结构里面的最底层。数据层我们可以理解成数据库,只不过对于区块链来讲,这个数据库是不可篡改的、分布式的数据库,也就是我们所谓的“分布式账本”。
在数据层上,也就是在这个“分布式账本”上,存放着区块链上的数据信息,封装着区块的块链式结构、非对称加密技术、哈希算法等技术手段,来保证数据在全网公开的情况下的安全性问题。具体的做法是:
在区块链网络上,节点采用共识算法来维持数据层(也就是这个分布式数据库)的数据的一致性,采用密码学中的非对称加密和哈希算法,来确保这个分布式数据库的不可篡改和可追溯。
这就构成了区块链技术中最底层的数据结构。但是,光有分布式数据库还不够,还需要让数据库里面的数据信息可以共享交流,下面我们介绍数据层的上一层——网络层。
二、网络层
区块链的网络系统,本质上是一个P2P(点对点)网络,点对点意味着不需要一个中间环节或者中心化服务器来操控这个系统,网络中的所有资源和服务都是分配在各个节点手中的,信息的传输也是两个节点之间直接往来就可以了。不过,需要注意的是,P2P
(点对点)并不是中本聪发明的,区块链只是融合了这一技术而已。
所以,区块链的网络层实际上就是一个特别强大的点对点网络系统。在这个系统上,每一个节点既可以生产信息,也可以接收信息,就好比发邮件,你既可以编写自己的邮件,也可以收到别人给你发送的邮件。
在区块链网络上,节点之间需要共同维护这条区块链系统,每当一个节点创造出新的区块后,他需要以广播的形式通知其他节点,其他节点收到信息后对该区块进行验证,然后在该区块的基础上去创建新的区块。这样一来,全网便可以共同维护更新区块链系统这个总账本了。
但是,全网要依据什么规则来维护更新区块链系统这个总账本呢,这就涉及到了所谓的“法律法规”(规则),也就是我们接下来要介绍的:共识层。
三、共识层
在区块链的世界里,共识,简单来讲就是全网要依据一个统一的、大家一致同意的规则来维护更新区块链系统这个总账本,类似于更新数据的规则。让高度分散的节点在去中心化的区块链网络中高效达成共识,是区块链的核心技术之一,也是区块链社区的治理机制。
目前主流的共识机制算法有:比特币的工作量证明(POW)、以太坊的权益证明
(POS)、EOS的委托权益证明(DPOS)等等。
我们现在介绍了数据层、网络层、共识层,这三层保证了区块链上有数据、有网络,有在网络上更新数据的规则,但是天下没有免费的午餐,如何让节点们能够积极踊跃地参与区块链系统维护呢,这里就涉及到了激励,也就是我们下面要介绍的:激励层。
四、激励层
激励层就是所谓的挖矿机制,挖矿机制其实可以理解成激励机制:你为区块链系统做了多少贡献,你就可以得到多少奖励。用这种激励机制,能够鼓励全网节点参与区块链上的数据记录与维护工作。
挖矿机制和共识机制其实是一个道理,共识机制我们可以理解为公司的总规章制度,而挖矿机制可以理解成,在这个总的规章制度之中,你做好了什么能够得到什么奖励,这种奖励规则。
就好比比特币的共识机制PoW,它的规定是多劳多得,谁能够第一个找到正确哈希值谁就可以得到一定数量的比特币奖励;
而以太坊的PoS则规定了谁持币年龄越久,谁能得到奖励的概率就越大。
需要注意的是,激励层一般只有公有链才具备,因为公有链必须依赖全网节点共同维护数据,所以必须有一套这样的激励机制,才能激励全网节点参与区块链系统的建设维护,进而保证区块链系统的安全性和可靠性。
区块链安全可靠了,还不够智能对不对,下面我们将要介绍的合约层,可以让区块链系统变得更加智能。
五.合约层
合约层主要包括各种脚本、代码、算法机制及智能合约,是区块链可编程的基础。我们说的“智能合约”便属于合约层这个层级上。
如果说比特币系统不够智能,那么以太坊提出的“智能合约”则能够满足许多应用场景。合约层的原理主要是将代码嵌入到区块链系统上,用这种方式来实现能够自定义的智能合约。这样一来,在区块链系统上,一旦触发了智能合约的条款,系统就能够自动执行命令。
六、应用层
最后就是应用层。应用层很简单,顾名思义,就是区块链的各种应用场景和案例,我们现在说的“区块链+”就是所谓的应用层。目前已经落地的区块链应用主要是搭建在
ETH、EOS等公链上的各类区块链应用,博彩、游戏类的应用比较多,真正实用的应用还没有出现。
⑥ 区块链技术上的节点是什么
节点就是各区块相连的地方,各区块需要链起来才有用。
最核心的解析:
一.透明性,二.开放性,三.信息不可篡改,四.去中心化,
五、详细的解析。
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
1、狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
2、广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。