区块链哪种技术为基础
⑴ 什么是区块链技术区块链技术的核心构成是什么
从技术的角度,架构的角度,用通俗的语言来跟大家讲讲,我对区块链的一些理解。
究竟啥是区块链?Block chain,一句话来说,区块链是一个存储系统,存储系统更细一点,区块链是一个没有管理员,每个节点都拥有全部数据的分布式存储系统。
那常见的存储系统,是什么样子的呢?
首先看一下如何保证高可用?
普通的存储系统通常是用“冗余”的方式来解决高可用问题的。图上图所示如果能够把数据复制成几份,冗余到多个地方,就能够保证高可用。一个地方的数据挂了,另外的地方还存有数据,例如MySQL的主从集群就是这个原理,磁盘的RAID也是这个原理。
这个地方需要强调的两点是:数据冗余,往往会引发一致性的问题
1、例如MySQL的主从集群中中其实读写会有延时的,它其实就是有一个短的时间内读写不一致。这个是数据冗余,带来的一个副作用。
2、第二个点是数据冗余往往会降低写入的效率,因为数据同步也是需要消耗资源的。你看单点写入,如果加了两个从库之后,其实写入的效率会受影响。普通的存储系统,就是采用冗余的方式,保证数据的高可用的。
那么第二个问题,普通的存储系统,能否多点写入呢?
答案是可以的,比如说以这个图为例:
其实MySQL的话可以做一个双主的主从同步,双主的主从同步,两个节点,同时可以写入。如果要做多机房多活的数据中心,其实多机房多活也是进行数据同步的。这里要强调的是多点写入,往往会引发写写冲突的一致性问题,以MySQl为例,假设有一个表的属性是自增ID,那么现在数据库中的数据是1234,那么其中一个节点写入,插入了一条数据,那它可能变成5了,然后这5条数据,向另外一个主节点进行数据同步,同步完成之前,如果另外一个写入节点,也插入了一条数据,也生成了一条这个自增id为5的数据。那么,生成之后,往另外一个节点同步,然后同步数据到达之后会与本地的这两条5冲突,就会同步失败,会引发写写的一致性冲突问题。这个多点写入的话都会出现这个问题。
多点写入,如何保证一致?
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⑵ 什么是区块链它是怎么诞生的区块链的类型有哪些
想要了解区块链,就必须先了解程序的基础结构。我们在互联网看到的一切,都是通过计算机语言构建而成,计算机语言有很多种,但构成语言最基本的字符就是代码,而区块链技术是代码应用的一种方式,与传统中心化模式不同的是,区块链具有不可篡改、私密性、安全性、以及共识等特性。
区块链的应用场景有很多,迄今为止最成功的案例就是比特币,其次是电子发票、跨境支付等,基于数据的互通性、不可篡改等特性,它还可以用来保存一些重要的数据,只要这些数据应用了区块链技术作为底层技术,那么就永远无法销毁,永远保存下来,任何人或机构都没有能力修改或删除。除此之外,区块款与教育、医疗、征信、汽车、交通等领域都存在一定的交叉,它是一种技术,并非某种产品,所以它的类型只有一种,但随着应用场景的变化,它发挥出的作用也是不同的,几乎可以与任何领域的现有场景进行融合,然后衍生出其他应用。
⑶ 区块链的基本特征是什么
答:区块链的基本特征
一、去中心化。
区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,除了自成一体的区块链本身,通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。
二、开放性。
区块链技术基础是开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人开放,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明 。
三、独立性。
基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法),整个区块链系统不依赖其他第三方,所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据,不需要任何人为的干预 。
四、安全性。
只要不能掌控全部数据节点的51%,就无法肆意操控修改网络数据,这使区块链本身变得相对安全,避免了主观人为的数据变更 。
五、匿名性。
除非有法律规范要求,单从技术上来讲,各区块节点的身份信息不需要公开或验证,信息传递可以匿名进行 。
⑷ 有哪些关于区块链的基础知识
1、区块链技术在银行业中的应用
区块链技术最大的特征就是去中心化, 而这一特征将为银行业降低大量成本。数字货币的发展将可能实现银行实时的数字化交易。例如,在票据交易中,一直以来银行的票据交易都要依靠第三方实现有价凭证的传递,即使是电子票据的交易,
也需要通过央行 ECDS 系统的信息进行交互认证。而区块链技术可以实现点对点的价值的传递,不再需要中心化的系统进行控制,这不仅仅加快了票据传递的速度,更重要的是,可以减少人为因素造成的失误,流程方面的减少自然会降低银行对于人员的需求量,节约了银行的人工成本。
2、区块链技术在保险业中的应用
区块链技术在保险业中也具有无可比拟的优势。从数据管理角度来看,保险公司应用区块链技术可以有效提高风险管控能力, 包括保险公司的风险监督与投保人的风险管理两个方面。
区块链技术在保险业中的应用,可以加强保险公司内部的风险监督。 区块链技术可以将保险公司的日常运营流程记录在节点上,可以实现对公司资金流向、投资情况、赔付多少等业务进行事中控制,提高公司风险管控能力。
3、区块链技术在证券行业的应用
区块链技术在证券行业的应用可以增加证券发行的灵活性,发行证券的公司可以采用智能合约,通过设定证券发行的方式、时间,在最理想的状态下甚至可以 24 小时不间断地发行证券。
4、区块链技术与金融基础设施
区块链技术是以一种分散化的机制进行价值交换,将会导致以中心化为特征的现有的金融基础设施发生翻天覆地的变化。
5、区块链技术在供应链中的应用
区块链技术在供应链中的应用,首先是提供了信用保障,区块链上记录着商品的流通信息等,能够证明商品及其流转的真实可靠性,从而能够对链上企业的效用情况等进行一个综合的评价,成为了企业银行贷款信用、融资信用、交易信用的一个有效的保障。
⑸ 区块链的三大核心技术是什么
首先,我们可以看一下区块链技术的官网解释。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。
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范式。
可能大家都知道的是,区块链技术是从比特币系统当中独立出来的底层构架,从架构模型上来说,它就是一套分布式的账本,所谓账本,自然就是用来记账的。
在区块链技术当中,要想生成记账记录,就要有资金的交易和流动,所以最开始的区块链技术上,都有其主网所对应的加密货币作为流通物品,加密货币在区块链主网的各个账户之间的流通交易记录都会被记录在主网上。
与其他的交易记录数据库不同的是,区块链技术主网上的交易记录会被记录在主网中所有的区块区块节点(即所有的数据区块)上,这也就是所谓的去中心化原理,也就是说在区块链技术上,是没有一个中心数据库来保存所有记录的,链上每一个区块都拥有全链的交易数据,也就是说,每一个数据块,都是中心。
而区块链技术的另一个特性,就是不可篡改,因为在区块链上的每一笔交易都会被记录在链上所有的区块中,所以任何一个单独数据块都无法更改记录,即便你更改了,其他所有的数据块中也会记录真实数据,并且每一组数据都可以追溯到最先出现的时候。
正因为区块链技术的这些特性,比特币问世后,区块链也受到了很多关注的目光,很多人也开始想要利用区块链的技术来做一个无中心、可溯源、不更改的数据,以此保证数据的可信度。
但是区块链技术也面临很多问题,比如应用场景单一、原生错误数据不可修改,黑客盗走货币不可追回等。
⑹ 区块链技术的基础设施是什么
重庆金窝窝分析:是指为区块链技术、产业和应用发展提供公共服务的设施,是用于保证区块链经济和社会活动正常进行的基础,它是区块链经济赖以生存发展的一般条件。
⑺ 区块链的核心技术是
重庆金窝窝网络分析区块链的核心技术:
建立合适的共识机制及良好的治理机制是区块链的核心。
新的共识机制的建立,在哲学上和技术上目前都比较困难,现在比较成熟的共识机制是pow
,就是基于工作量证明的一种共识机制。
⑻ 区块链的核心技术是什么
简单来说,区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库;从数据结构上看,它是基于时间序列的链式数据块结构;从节点拓扑上看,它所有的节点互为冗余备份;从操作上看,它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。
或许以上概念过于抽象,我来举个例子,你就好理解了。
你可以想象有 100 台计算机分布在世界各地,这 100 台机器之间的网络是广域网,并且,这 100 台机器的拥有者互相不信任。
那么,我们采用什么样的算法(共识机制)才能够为它提供一个可信任的环境,并且使得:
节点之间的数据交换过程不可篡改,并且已生成的历史记录不可被篡改;
每个节点的数据会同步到最新数据,并且会验证最新数据的有效性;
基于少数服从多数的原则,整体节点维护的数据可以客观反映交换历史。
区块链就是为了解决上述问题而产生的技术方案。
二、区块链的核心技术组成
无论是公链还是联盟链,至少需要四个模块组成:P2P 网络协议、分布式一致性算法(共识机制)、加密签名算法、账户与存储模型。
1、P2P 网络协议
P2P 网络协议是所有区块链的最底层模块,负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。
通常我们所用的都是比特币 P2P 网络协议模块,它遵循一定的交互原则。比如:初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态,在握手之后开始请求 Peer 节点的地址数据以及区块数据。
这套 P2P 交互协议也具有自己的指令集合,指令体现在在消息头(Message Header) 的 命令(command)域中,这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能,这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解,可以参考比特币开发者指南中的 Peer Discovery 的章节。
2、分布式一致性算法
在经典分布式计算领域,我们有 Raft 和 Paxos 算法家族代表的非拜占庭容错算法,以及具有拜占庭容错特性的 PBFT 共识算法。
如果从技术演化的角度来看,我们可以得出一个图,其中,区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。
在图中我们可以看到,计算机应用在最开始多为单点应用,高可用方便采用的是冷灾备,后来发展到异地多活,这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术,随着分布式系统技术的发展,我们过渡到了 Paxos 和 Raft 为主的分布式系统。
而在区块链领域,多采用 PoW 工作量证明算法、PoS 权益证明算法,以及 DPoS 代理权益证明算法,以上三种是业界主流的共识算法,这些算法与经典分布式一致性算法不同的是,它们融入了经济学博弈的概念,下面我分别简单介绍这三种共识算法。
PoW: 通常是指在给定的约束下,求解一个特定难度的数学问题,谁解的速度快,谁就能获得记账权(出块)权利。这个求解过程往往会转换成计算问题,所以在比拼速度的情况下,也就变成了谁的计算方法更优,以及谁的设备性能更好。
PoS: 这是一种股权证明机制,它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权(所有权占比)成比例,它实现的核心思路是:使用你所锁定代币的币龄(CoinAge)以及一个小的工作量证明,去计算一个目标值,当满足目标值时,你将可能获取记账权。
DPoS: 简单来理解就是将 PoS 共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子,而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是 21 个节点,也有可能是 101 个节点,这一点取决于设计,只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量,因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。
3、加密签名算法
在区块链领域,应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。
其中,难题友好性正是众多 PoW 币种赖以存在的基础,在比特币中,SHA256 算法被用作工作量证明的计算方法,也就是我们所说的挖矿算法。
而在莱特币身上,我们也会看到 Scrypt 算法,该算法与 SHA256 不同的是,需要大内存支持。而在其他一些币种身上,我们也能看到基于 SHA3 算法的挖矿算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 算法的改良版本,并命名为 Ethash,这是一个 IO 难解性的算法。
当然,除了挖矿算法,我们还会使用到 RIPEMD160 算法,主要用于生成地址,众多的比特币衍生代码中,绝大部分都采用了比特币的地址设计。
除了地址,我们还会使用到最核心的,也是区块链 Token 系统的基石:公私钥密码算法。
在比特币大类的代码中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 与 DSA 的结合,整个签名过程与 DSA 类似,所不一样的是签名中采取的算法为 ECC(椭圆曲线函数)。
从技术上看,我们先从生成私钥开始,其次从私钥生成公钥,最后从公钥生成地址,以上每一步都是不可逆过程,也就是说无法从地址推导出公钥,从公钥推导到私钥。
4、账户与交易模型
从一开始的定义我们知道,仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库,那么,多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢?
我在设计元界区块链时,参考了多种数据库,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些币种采用基于 SQL 的 SQLite。这些作为底层的存储设施,多以轻量级嵌入式数据库为主,由于并不涉及区块链的账本特性,这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。
区块链的账本特性,通常分为 UTXO 结构以及基于 Accout-Balance 结构的账本结构,我们也称为账本模型。UTXO 是“unspent transaction input/output”的缩写,翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。
这个区块链中 Token 转移的一种记账模式,每次转移均以输入输出的形式出现;而在 Balance 结构中,是没有这个模式的。
⑼ 学区块链需要什么基础
1. 密码学
电子货币只是一串字符串,而且,电子货币很容易复制,那么这个电子货币属于谁呢?即使复制无数份,如何做到只有一份是有效的呢?这里就需要密码学的技术了,准确来说是非对称密码学。
2. P2P网络
第二个用到的技术,就是P2P网络。
密码学通过公私钥的技术完美解决了数字币归属的问题,但没有解决多重交易的问题。比如说,我有1块钱,我有私钥,我就可以反复花就好了。
如何解决多重交易的问题呢?中本聪用到了P2P网络的技术。
中本聪设计了一个P2P的网络,这个网络由很多节点随机组成,每个节点上维护一个数据库,这个数据库用来记录所有的交易。
这个技术也就很简单了,就是你每次交易都要发一个通告出去,告诉所有节点你交易了,然后所有节点就记录下这个交易,当有50%以上的节点记录了这个交易后,这个交易就不可更改了。
3. 奥地利学派经济学
经过密码学和P2P网络后,问题仿佛已经完美解决了,系统通过公私钥发行数字币,通过P2P网络记录交易,然后数字币不停的交易,数字币完美的运行中。
不过,这里还有一个根本的问题呢,就是那些P2P的网络节点为什么要记账呢?
P2P网络并不是新的技术,很久以前就有很多P2P的网络,比如有名的快播。不过,这些网络大多数依靠侵权活着,或者靠下半身的荷尔蒙推动着。P2P网络靠什么来推动呢?
中本聪翻开故纸篓,找到了哈耶克,这个奥地利学派的代表人。翻开了一本叫《货币的非国家化》的书,然后找到了这个价值传递P2P网络的动力:人都是自私的。
然后中本聪设计了两种奖励模型:挖矿费、记账费。
挖矿就是找到新的区块,而记账就是对所有的交易做一个记录,这两个都是需要消耗算力的行为,也是P2P节点可以很容易做的两个动作。这两个动作,都可以获得收益,只要这个收益足够高,就会吸引做够多的人进入节点,参与这个网络的组建和运行。
4. 编程
两个技术和一个经济学理论(或者说社会学理论)完成了一个完美的模型:在符合经济学理论的激励下,通过非对称加密确定归属的数字币在广袤无边的比特世界欢畅的传递着。这是一个欢快的伊甸园。
这个伊甸园已经think the end in中本聪的mind了。如何让这个伊甸园降临人间呢?
这就是最后一个工具了,也就是编程。这个对中本聪或者他的团队来说很简单,毕竟C语言可以实现一切功能,而非对称加密、P2P网络都是很成熟的技术了。
.top域名认为,区块链并不是技术,而是一个技术的合集;区块链没有提出任何新的技术,只是用一些很简单但很稳定和成熟的技术来构建一个新的世界。目前来看,很成功。