今天给各位分享fatom区块链公链参数的知识,其中也会对fabric区块链介绍进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
区块链入门108个知识点
1、什么是区块链
把多笔交易的信息以及表明该区块的信息打包放在一起,经验证后的这个包就是区块。
每个区块里保存了上一个区块的hash值,使区块之间产生关系,也就是说的链了。合起来就叫区块链。
2.什么是比特币
比特币概念是2009年中本聪提出的,总量是2100万个。比特币链大约每10分钟产生一个区块,这个区块是矿工挖了10分钟挖出来的。作为给矿工奖励,一定数量的比特币会发给矿工们,但是这个一定数量是每四年减半一次。现在是12.5个。照这样下去2040年全部的比特币问世。
3.什么是以太坊
以太坊与比特币最大的区别是有了智能合约。使得开发者在上边可以开发,运行各种应用。
4.分布式账本
它是一种在网络成员之间共享,复制和同步的数据库。直白说,在区块链上的所有用户都有记账功能,而且内容一致,这样保证了数据不可篡改性。
5.什么是准匿名性
相信大家都有钱包,发送交易都用的钱包地址(一串字符串)这就是准匿名。
6.什么是开放透明性/可追溯
区块链存储了从 历史 到现在的所有数据,任何人都可以查看,而且还可以查看到 历史 上的任何数据。
7.什么是不可篡改
历史 数据和当前交易的数据不可篡改。数据被存在链上的区块上,有一个hash值,如果修改该区块信息,那么它的 hash值也变了,它后边的所有区块的hash值也必须修改,使成为新的链。同时主链还在进行交易产生区块。修改后链也必须一直和主链同步产生区块,保证链的长度一样。代价太大了,只为修改一条数据。
8.什么是抗ddos攻击
ddos:黑客通过控制许多人的电脑或者手机,让他们同时访问一个网站,由于服务器的宽带是有限的,大量流量的涌入可能会使得网站可能无法正常工作,从而遭受损失。但区块链是分布式的,不存在一个中心服务器,一个节点出现故障,其他节点不受影响。理论上是超过51%的节点遭受攻击,会出现问题。
9.主链的定义
以比特币为例,某个时间点一个区块让2个矿工同时挖出来,然后接下来最先产生6个区块的链就是主链
10.单链/多链
单链指的是一条链上处理所有事物的数据结构。多链结构,其核心本质是公有链+N个子链构成。只有一条,子链理论上可以有无数条,每一个子链都可以运行一个或多个DAPP系统
11.公有链/联盟链/私有链
公有链:每个人都可以参与到区块链
联盟链:只允许联盟成员参与记账和查询
私有链:写入和查看的权限只掌握在一个组织手里。
12.共识层数据层等
区块链整体结构有六个:数据层,网络层,共识层,激励层,合约层,应用层。数据层:记录数据的一层,属于底层技术;网络层:构建区块链网络的一种架构,它决定了用户与用户之间通过何种方式组织起来。共识层:提供了一套规则,让大家接收和存储的信息达成一致。激励层:设计激励政策,鼓励用户参与到区块链生态中;合约层:一般指“智能合约”,它是一套可以自动执行,根据自己需求编写的合约体系。应用层:区块链上的应用程序,与手机的app类似前分布式存储研发中心
13.时间戳
时间戳是指从1970年1月1日0时0分0秒0...到现在的当前时间的总秒数,或者总纳秒数等等很大的数字。每个区块生成时都有一个时间戳,表明生成区块的时间。
14.区块/区块头/区块体
区块是区块链的基本单元,区块头和区块体是区块链的组成部分。区块头里面包含的信息有上一个区块的hash,本区块的hash,时间戳等等。区块体就是区块里的详细数据。
15.Merkle树
Merkle树,也叫二叉树,是存储数据的一种数据结构,最底层是所有区块包含的原始数据,上一层是每个区块的hash值,这一层的hash两两组合产生新的hash值,形成新的一层,然后一层层往上,-直到产生一个hash值。这样的结构可以用于快速比较大量的数据,不需要下载全部的数据就可以快速的查找你想要的最底层的 历史 数据。
16什么是扩容
比特币的一个区块大小大约是1M左右,可以保存4000笔交易记录。扩容就是想把区块变大,能保存更多的数据。
17.什么是链
每个区块都会保存上一个区块的 hash,使区块之间产生关系,这个关系就是链。通过这个链把区块交易记录以及状态变化等的数据存储起来。
18.区块高度
这个不是距离上说的高度,它指是该区块与所在链上第一个区块之间相差的区块总个数。这个高度说明了就是第几个区块,只是标识作用。
19.分叉
同一时间内产生了两个区块(区块里的交易信息是一样的,只是区块的hash值不一样),之后在这两个区块上分叉出来两条链,这两条链接下来谁先生成6个区块,谁就是主链,另外的一条链丢弃。
20.幽灵协议
算力高的矿池很容易比算力低的矿机产生区块速度快,导致区块链上大部分区块由这些算力高的矿池产生的。而算力低的矿机产生的区块因为慢,没有存储到链上,这些区块将会作废。
幽灵协议使得本来应该作废的区块,也可以短暂的留在链上,而且也可以作为
工作量证明的一部分。这样一来,小算力
的矿工,对主链的贡献比重就增大了,大型矿池就无法独家垄断对新区块的确认。
21.孤块
之前说过分叉,孤块就是同一时间产生的区块,有一个形成了链,另一个后边没有形成链。那么这个没形成链的块就叫
孤块。
22.叔块
上边说的孤块,通过幽灵协议,使它成为工作量证明的一部分,那它就不会被丢弃,会保存在主链上。这个区块就是下
23重放攻击
就是黑客把已经发送给服务器的消息,重新又发了一遍,有时候这样可以骗取服务器的多次响应。
24.有向无环图
也叫数据集合DAG(有向非循环图),DAG是一种理想的多链数据结构。现在说的区块链大都是单链,也就是一个区块连一个区块,DAG是多个区块相连。好处是可以同时生成好几个区块,于是网络可以同时处理大量交易,吞吐量肯定就上升了。但是缺点很多,目前属于研究阶段。
25.什么是挖矿
挖矿过程就是对以上这六个字段进行一系列的转换、连接和哈希运算,并随着不断一个一个试要寻找的随机数,最后成功找到一个随机数满足条件:经过哈希运算后的值,比预设难度值的哈希值小,那么,就挖矿成功了,节点可以向邻近节点进行广播该区块,邻近节点收到该区块对以上六个字段进行同样的运算,验证合规,再向其它结点转播,其它结点也用同样的算法进行验证,如果全网有51%的结点都验证成功,这个区块就算真正地“挖矿”成功了,每个结点都把这个区块加在上一个区块的后面,并把区块中与自己记录相同的列表删除,再次复生上述过程。另外要说的是,不管挖矿成不成功每个节点都预先把奖励的比特币50个、所有交易的手续费(总输入-总输出)记在交易列表的第一项了(这是“挖矿”最根本的目的,也是保证区块链能长期稳定运行的根本原因),输出地址就是本结点的地址,但如果挖矿不成功,这笔交易就作废了,没有任何奖励。而且这笔叫作“生产交易”的交易不参与“挖矿”计算。
26.矿机/矿场
矿机就是各种配置的计算机,算力是他们的最大差距。矿机集中在一个地的地方就是矿场
27.矿池
就是矿工们联合起来一起组成一个团队,这个团队下的计算机群就是矿池。挖矿奖励,是根据自己的算力贡献度分发。
28.挖矿难度和算力
挖矿难度是为了保证产生区块的间隔时间稳定在某个时间短内,如比特币10分钟出
块1个。算力就是矿机的配置。
29.验证
当区块链里的验证是对交易合法性的一种确认,交易消息在节点之间传播时每个节点都会验证一次这笔交易是否合法。比如验证交易的语法是否正确,交易的金额是否大于0,输入的交易金额是否合理,等等。验证通过后打包,交给矿工挖矿。
30.交易广播
就是该节点给其他节点通过网络发送信息。
31.矿工费
区块链要像永动机一样不停的工作,需要矿工一直维护着这个系统。所以要给矿工们好处费,才能持久。
32.交易确认
当交易发生时,记录该笔交易的区块将进行第一次确认,并在该区块之后的链上的每一个区块进行再次确认:当确认数达到6个及以上时,通常认为这笔交易比较安全并难以篡改。
33.双重交易
就是我有10块钱,我用这10块钱买了一包烟,然后瞬间操作用这还没到付的10块钱又买了杯咖啡。所以验证交易的时候,要确认这10块钱是否已花费。
34.UTXO未花费的交易输出
它是一个包含交易数据和执行代码的数据结构,可以理解为存在但尚未消费的数字货币。
35.每秒交易数量TPS
也就是吞吐量,tps指系统每秒能处理的交易数量。
36.钱包
与支付宝类似,用来存储数字货币的,用区块链技术更加安全。
37.冷钱包/热钱包
冷钱包就是离线钱包,原理是储存在本地,运用二维码通信让私钥永不触网。热钱包就是在线钱包,原理是将私钥加密后存储在服务器上,当需要使用时再从服务器上下载下来,并在浏览器端进行解密。
38.软件钱包/硬件钱包
软件钱包是一种计算机程序。一般而言,软件钱包是与区块链交互的程序,可以让用户接收、存储和发送数字货币,可以存储多个密钥。硬件钱包是专门处理数字货币的智能设备。
39.空投
项目方把数字货币发送给各个用户钱包地址。
40.映射
映射跟区块链货币的发行相关,是链与链之间的映射。比如有一些区块链公司,前期没有完成链的开发,它就依托于以太坊发行自己的货币,前期货币的发行、交易等都在以太坊上进行操作。随着公司的发展,公司自己的链开发完成了公司想要把之前在以太坊上的信息全部对应到自己的链上,这个过程就是映射。
41.仓位
指投资人实有投资和实际投资资金的比例
42.全仓
全部资金买入比特币
43.减仓
把部分比特币卖出,但不全部卖出
44.重仓
资金和比特币相比,比特币份额占多
45.轻仓
资金和比特币相比,资金份额占多
46.空仓
把手里所持比特币全部卖出,全部转为资金
47.止盈
获得一定收益后,将所持比特币卖出以保住盈利
48.止损
亏损到一定程度后,将所持比特币卖出以防止亏损进一步扩大
49.牛市
价格持续上升,前景乐观
50.熊市
价格持续下跌,前景黯淡
51.多头(做多)
买方,认为币价未来会上涨,买入币,待币价上涨后,高价卖出获利了结
52.空头(做空)
卖方,认为币价未来会下跌,将手中持有的币(或向交易平台借币)卖出,待币价下跌后,低价买入获利了结
53.建仓
买入比特币等虚拟货币
54.补仓
分批买入比特币等虚拟货币,如:先买入1BTC,之后再买入1BTC
55.全仓
将所有资金一次性全部买入某一种虚拟币
56.反弹
币价下跌时,因下跌过快而价格回升调整
57.盘整(横盘)
价格波动幅度较小,币价稳定
58.阴跌
币价缓慢下滑
59.跳水(瀑布)
币价快速下跌,幅度很大
60.割肉
买入比特币后,币价下跌,为避免亏损扩大而赔本卖出比特币。或借币做空后,币价上涨,赔本买入比特币
61.套牢
预期币价上涨,不料买入后币价却下跌;或预期币价下跌,不料卖出后,币价却上涨
62.解套
买入比特币后币价下跌造成暂时的账面损失,但之后币价回升,扭亏为盈
63.踏空
因看淡后市卖出比特币后,币价却一路上涨,未能及时买入,因此未能赚得利润
64.超买
币价持续上升到一定高度,买方力量基本用尽,币价即将下跌
65.超卖
币价持续下跌到一定低点,卖方力量基本用尽,币价即将回升
66.诱多
币价盘整已久,下跌可能性较大,空头大多已卖出比特币,突然空方将币价拉高,诱使多方以为币价将会上涨,纷纷买入,结果空方打压币价,使多方套牢
67.诱空
多头买入比特币后,故意打压币价,使空头以为币价将会下跌,纷纷抛出,结果误入多头的陷阱
68.什么是NFT
NFT全称“Non-Fungible Tokens” 即非同质化代币,简单来说,即区块链上一种无法分割的版权证明,主要作用数字资产确权,转移,与数字货币区别在于,它独一无二,不可分割,本质上,是一种独特的数字资产。
69.什么是元宇宙
元宇宙是一个虚拟时空间的集合, 由一系列的增强现实(AR), 虚拟现实(VR) 和互联网(Internet)所组成,其中数字货币承载着这个世界中价值转移的功能。
70.什么是DeFi
DeFi,全称为Decentralized Finance,即“去中心化金融”或者“分布式金融”。“去中心化金融”,与传统中心化金融相对,指建立在开放的去中心化网络中的各类金融领域的应用,目标是建立一个多层面的金融系统,以区块链技术和密码货币为基础,重新创造并完善已有的金融体系
71.谁是中本聪?
72.比特币和Q币不一样
比特币是一种去中心化的数字资产,没有发行主体。Q币是由腾讯公司发行的电子货币,类似于电子积分,其实不是货币。Q币需要有中心化的发行机构,Q币因为腾讯公司的信用背书,才能被认可和使用。使用范围也局限在腾讯的 游戏 和服务中,Q币的价值完全基于人们对腾讯公司的信任。
比特币不通过中心化机构发行,但却能够得到全球的广泛认可,是因为比特币可以自证其信,比特币的发行和流通由全网矿工共同记账,不需要中心机构也能确保任何人都无法窜改账本。
73.矿机是什么?
以比特币为例,比特币矿机就是通过运行大量计算争夺记账权从而获得新生比特币奖励的专业设备,一般由挖矿芯片、散热片和风扇组成,只执行单一的计算程序,耗电量较大。挖矿实际是矿工之间比拼算力,拥有较多算力的矿工挖到比特币的概率更大。随着全网算力上涨,用传统的设备(CPU、GPU)挖到比特的难度越来越大,人们开发出专门用来挖矿的芯片。芯片是矿机最核心的零件。芯片运转的过程会产生大量的热,为了散热降温,比特币矿机一般配有散热片和风扇。用户在电脑上下载比特币挖矿软件,用该软件分配好每台矿机的任务,就可以开始挖矿了。每种币的算法不同,所需要的矿机也各不相同。
74.量化交易是什么?
量化交易,有时候也称自动化交易,是指以先进的数学模型替代人为的主观判断,极大地减少了投资者情绪波动的影响,避免在市场极度狂热或悲观的情况下做出非理性的投资决策。量化交易有很多种,包括跨平台搬砖、趋势交易、对冲等。跨平台搬砖是指,当不同目标平台价差达到一定金额,在价高的平台卖出,在价低的平台买入。
75.区块链资产场外交易
场外交易也叫OTC交易。用户需要自己寻找交易对手,不通过撮合成交,成交价格由交易双方协商确定,交易双方可以借助当面协商或者电话通讯等方式充分沟通。
76.时间戳是什么?
区块链通过时间戳保证每个区块依次顺序相连。时间戳使区块链上每一笔数据都具有时间标记。简单来说,时间戳证明了区块链上什么时候发生了什么事情,且任何人无法篡改。
77.区块链分叉是什么?
在中心化系统中升级软件十分简单,在应用商店点击“升级”即可。但是在区块链等去中心化系统中,“升级”并不是那么简单,甚至可能一言不合造成区块链分叉。简单说,分叉是指区块链在进行“升级”时发生了意见分歧,从而导致区块链分叉。因为没有中心化机构,比特币等数字资产每次代码升级都需要获得比特币社区的一致认可,如果比特币社区无法达成一致,区块链很可能形成分叉。
78.软分叉和硬分叉
硬分叉,是指当比特币代码发生改变后,旧节点拒绝接受由新节点创造的区块。不符合原规则的区块将被忽略,矿工会按照原规则,在他们最后验证的区块之后创建新的区块。软分叉是指旧的节点并不会意识到比特币代码发生改变,并继续接受由新节点创造的区块。矿工们可能会在他们完全没有理解,或者验证过的区块上进行工作。软分叉和硬分叉都"向后兼容",这样才能保证新节点可以从头验证区块链。向后兼容是指新软件接受由旧软件所产生的数据或者代码,比如说Windows 10可以运行Windows XP的应用。而软分叉还可以"向前兼容"。
79.区块链项目分类和应用
从目前主流的区块链项目来看,区块链项目主要为四类:第一类:币类;第二类:平台类;第三类:应用类;第四类:资产代币化。
80.对标美元的USDT
USDT是Tether公司推出的对标美元(USD)的代币Tether USD。1USDT=1美元,用户可以随时使用USDT与USD进行1:1兑换。Tether公司执行1:1准备金保证制度,即每个USDT代币,都会有1美元的准备金保障,对USDT价格的恒定形成支撑。某个数字资产单价是多少USDT,也就相当于是它的单价是多少美元(USD)。
81.山寨币和竞争币
山寨币是指以比特币代码为模板,对其底层技术区块链进行了一些修改的区块链资产,其中有技术性创新或改进的又称为竞争币。因为比特币代码开源,导致比特币的抄袭成本很低,甚至只需复制比特币的代码,修改一些参数,便可以生成一条全新的区块链。
82.三大交易所
币安:
Okex:
火币:
83.行情软件
Mytoken:
非小号:
84.资讯网站
巴比特:
金色 财经 :
币世界快讯:
85.区块链浏览器
BTC:
ETH:
BCH:
LTC:
ETC:
86.钱包
Imtoken:
比特派:
87. 去中心化交易所
uniswap:
88. NFT交易所
Opensea:
Super Rare:
89. 梯子
自备,购买靠谱梯子
90. 平台币
平台发行的数字货币,用于抵扣手续费,交易等
91. 牛市、熊市
牛市:上涨行情
熊市:下跌行情
92. 区块链1.0
基于分布式账本的货币交易体系,代表为比特币
93. 区块链2.0
以太坊(智能合约)为代表的合同区块链技术为2.0
94. 区块链3.0
智能化物联网时代,超出金融领域,为各种行业提供去中心化解决方案
95. 智能合约
智能合约,Smart Contract,是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议,简单说,提前定好电子合约,一旦双方确认,合同自动执行。
96. 什么是通证?
通证经济就是以Token为唯一参考标准的经济体系,也就是说相当于通行证,你拥有Token ,就拥有权益,就拥有发言权。
大数据是生产资料,AI是新的生产力,区块链是新的生产关系。大数据指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。简单理解为,大数据就是长期积累的海量数据,短期无法获取。区块链可以作为大数据的获取方式,但无法取代大数据。大数据只是作为在区块链运行的介质,没有绝对的技术性能,所以两者不能混淆。(生产关系简单理解就是劳动交换和消费关系,核心在于生产力,生产力核心在于生产工具)
ICO,Initial Coin Offering, 首次公开代币发行,就是区块链数字货币行业中的众筹。是2017最为热门的话题和投资趋势,国家9.4出台监管方案。说到ICO,人们会想到IPO,两者有着本质不同。
99. 数字货币五个特征
第一个特征:去中心化
第二个特征:有开源代码
第三个特征:有独立的电子钱包
第四个特征:恒量发行的
第五个特征:可以全球流通
100.什么叫去中心化?
没有发行方,不属于任何机构或国家,由互联网网络专家设计、开发并存放于互联网上,公开发行的币种。
100. 什么叫衡量(稀缺性)?
发行总量一旦设定,永久固定,不能更改,不能随意超发,可接受全球互联网监督。因挖掘和开釆难度虽时间数量变化,时间越长,开采难度越大,所开釆的币就越少,因此具有稀缺性。
101. 什么叫开源代码?
用字母数字组成的存放在互联网上,任何人都可以查出其设计的源代码,所有人都可以参与,可以挖掘,全球公开化。
102. 什么叫匿名交易? 专有钱包私密?
每个人都可以在网上注册下载钱包,无需实名认证,完全由加密数字代码组成,全球即时点对点发送、交易,无需借助银行和任何机构,非本人授权任何人都无法追踪、查询。
合约交易是指买卖双方对约定未来某个时间按指定价格接收一定数量的某种资产的协议进行交易。合约交易的买卖对象是由交易所统一制定的标准化合约,交易所规定了其商品种类,交易时间,数量等标准化信息。合约代表了买卖双方所拥有的权利和义务。
105.数字货币产业链
芯片厂家 矿机厂商 矿机代理 挖矿 出矿到交易所 散户炒币
106.二本是谁?
二本:数字货币价值投资者
投资风格:稳健
建立社群:二本杂谈(高质量价投社群)
107.二本投资策略
长短结合,价投为主,不碰合约,不玩短线
合理布局,科学操作,稳健保守,挣周期钱
108.二本?
欢迎币友,共谋发展
区块链几大共识机制及优缺点
首先,没有一种共识机制是完美无缺的,各共识机制都有其优缺点,有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。
1.pow( Proof of Work)工作量证明
一句话介绍:干的越多,收的越多。
依赖机器进行数学运算来获取记账权,资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱,同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%节点出错。
优点:
1)算法简单,容易实现;
2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识;
3)破坏系统需要投入极大的成本;
缺点:
1)浪费能源;
2)区块的确认时间难以缩短;
3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法,否则就会面临比特币的算力攻击;
4)容易产生分叉,需要等待多个确认;
5)永远没有最终性,需要检查点机制来弥补最终性;
2.POS Proof of Stake,权益证明
一句话介绍:持有越多,获得越多。
主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比,相对于PoW,一定程度减少了数学运算带来的资源消耗,性能也得到了相应的提升,但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式,可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是Pow的一种升级共识机制,根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度
优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间;不再需要大量消耗能源挖矿。
缺点:还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点;所有的确认都只是一个概率上的表达,而不是一个确定性的事情,理论上有可能存在其他攻击影响。例如,以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉,而ETC由此事件出现,事实上证明了此次硬分叉的失败。
DPOS与POS原理相同,只是选了一些“人大代表”。
BitShares社区首先提出了DPoS机制。
与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。
DPoS的工作原理为:
去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力,51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标,每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费,一名代表将获得1股作为报酬。
网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块,而这将导致区块链分叉。然而,这不太可能发生,因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。
该模式可以每30秒产生一个新区块,并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小,即使发生也可以在几分钟内得到解决。
成为代表:
成为一名代表,你必须在网络上注册你的公钥,然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。
授权选票:
每个钱包有一个参数设置窗口,在该窗口里用户可以选择一个或更多的代表,并将其分级。一经设定,用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下,用户不会创建特别以投票为目的的交易,因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下,某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。
保持代表诚实:
每个钱包将显示一个状态指示器,让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块,那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。如果任何代表被发现签发了一个无效的区块,那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。
抵抗攻击:
在抵抗攻击上,因为前100名代表所获得的权力权是相同的,每名代表都有一份相等的投票权。因此,无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代表,可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是,由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址,这种特定攻击的威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接,将使妨碍他们生产区块变得更为困难。
优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。
缺点:整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。
3.PBFT :Practical Byzantine Fault Tolerance,实用拜占庭容错
介绍:在保证活性和安全性(liveness safety)的前提下提供了(n-1)/3的容错性。
在分布式计算上,不同的计算机透过讯息交换,尝试达成共识;但有时候,系统上协调计算机(Coordinator / Commander)或成员计算机 (Member /Lieutanent)可能因系统错误并交换错的讯息,导致影响最终的系统一致性。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量,寻找可能的解决办法,这无法找到一个绝对的答案,但只可以用来验证一个机制的有效程度。
而拜占庭问题的可能解决方法为:
在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中,N为计算机总数,F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后,各计算机列出所有得到的信息,以大多数的结果作为解决办法。
1)系统运转可以脱离币的存在,pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成,安全性与稳定性由业务相关方保证。
2)共识的时延大约在2~5秒钟,基本达到商用实时处理的要求。
3)共识效率高,可满足高频交易量的需求。
缺点:
1)当有1/3或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务;
2)当有1/3或以上记账人联合作恶,且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时,恶意记账人可以使系统出现分叉,但是会留下密码学证据
下面说两个国产的吧~
4.dBFT: delegated BFT 授权拜占庭容错算法
介绍:小蚁采用的dBFT机制,是由权益来选出记账人,然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。
此算法在PBFT基础上进行了以下改进:
将C/S架构的请求响应模式,改进为适合P2P网络的对等节点模式;
将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点;
为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制,通过投票决定共识参与节点(记账节点);
在区块链中引入数字证书,解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。
优点:
1)专业化的记账人;
2)可以容忍任何类型的错误;
3)记账由多人协同完成,每一个区块都有最终性,不会分叉;
4)算法的可靠性有严格的数学证明;
缺点:
1)当有1/3或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务;
2)当有1/3或以上记账人联合作恶,且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时,恶意记账人可以使系统出现分叉,但是会留下密码学证据;
以上总结来说,dBFT机制最核心的一点,就是最大限度地确保系统的最终性,使区块链能够适用于真正的金融应用场景。
5.POOL验证池
基于传统的分布式一致性技术,加上数据验证机制。
优点:不需要代币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础上,实现秒级共识验证。
缺点:去中心化程度不如bictoin;更适合多方参与的多中心商业模式。
区块链电子发票里的参数设置在哪里
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Quorum介绍(二):Quorum共识
我们知道,公共区块链是一个开放的社区,任何人都能够成为一个节点加入网络,在网络中计算,提交交易到链上等,因此公链是没有信任基础的,所以公链的共识第一要义就是证明交易的合法性和真实性,防止恶意成员的捣乱,效率不是第一要义。
与公链的环境不同,有准入门槛的企业链或者联盟链链上的所有成员在加入时实际上是已经获得了某些认可和许可的,因此企业链/联盟链上的成员是有一定信任基础的。在企业级链上我们没有必要使用POW或者POS这种浪费算力或者低效的交易共识。
Quorum提供了多种共识供用户采用:
在讲Raft前,有必要提一下Paxos算法,Paxos算法是Leslie Lamport于1990年提出的基于消息传递的一致性算法。然而,由于算法难以理解,刚开始并没有得到很多人的重视。其后,作者在八年后,也就是1998年在ACM上正式发表,然而由于算法难以理解还是没有得到重视。而作者之后用更容易接受的方法重新发表了一篇论文《Paxos Made Simple》。
可见,Paxos算法是有多难理解,即便现在放到很多高校,依然很多学生、教授都反馈Paxos算法难以理解。同时,Paxos算法在实际应用实现的时候也是比较困难的。这也是为什么会有后来Raft算法的提出。
Raft是实现分布式共识的一种算法,主要用来管理日志复制的一致性。它和Paxos的功能是一样,但是相比于Paxos,Raft算法更容易理解、也更容易应用到实际的系统当中。而Raft算法也是联盟链采用比较多的共识算法。
Raft一共有三种角色状态:
每个节点上都有一个倒计时器 (Election Timeout),时间随机在 150ms 到 300ms 之间。有几种情况会重设 Timeout:
在分布式系统中,“时间同步”是一个很大的难题,因为每个机器可能由于所处的地理位置、机器环境等因素会不同程度造成时钟不一致,但是为了识别“过期信息”,时间信息必不可少。
Raft算法中就采用任期(Term)的概念,将时间切分为一个个的Term(同时每个节点自身也会本地维护currentTerm),可以认为是逻辑上的时间,如下图。
每一任期的开始都是一次领导人选举,一个或多个候选人(Candidate)会尝试成为领导(Leader)。如果一个人赢得选举,就会在该任期(Term)内剩余的时间担任领导人。在某些情况下,选票可能会被评分,有可能没有选出领导人(如t3),那么,将会开始另一任期,并且立刻开始下一次选举。Raft 算法保证在给定的一个任期最少要有一个领导人。
特殊情况的处理
在以太坊中节点本身并没有角色,因此在使用Raft共识时,我们称leader节点为挖矿节点:
Raft共识机制本身保证了同一时间点最多只有一个leader,因此用在以太坊模型下也只会有一个出块者,避免了同时出块或者算力浪费的情况。
在单笔交易(transaction)层级Quorum依然沿用了Ethereum的p2p传输机制,只有在块(block)层级才会使用Raft的传输机制。
其中需要注意到一点,在以太坊中一个节点收到块以后就会立刻记账,而在Quorum模型中,一个块的记录必须遵从Raft协议,每个节点从leader处收到块以后必须报告给leader确认收到以后,再由leader通知各个节点进行数据提交(记录)
在Quorum模型中新块的信息是很有可能和已有块的header信息不符的,最容易发生这种情况的就是选举人更替(挖矿节点更替),具体描述如下:
假设有两个节点,node1和node2,node1是现有的leader,现有链的最新区块是0xbeda,它的父区块是0xacaa
对块“Extends”或者“No-op”的标记是在更上层完成的,并不由raft本身log记录机制实现。因为在raft内部,信息并不分为有效或无效,只有在区块链层面才会有有效区块和无效区块的含义。
需要注意的是,Quorum的这种记账机制和本身Ethereum的LVC(最长链机制)是完全不一样的
Quorum的出块频率默认是50ms一个块,可以通过 --raftblocktime 参数进行设置
投机性出块并不是以太坊Raft共识严格必须的核心机制之一,但是是提高出块效率的有效方式。
一个块从产生到实际被记录账本,走完整个raft流程实际上是需要耗费一定时间的。如果我们在上一个块被计入账本之后才开始产生下一个块,那么一笔交易想要成功被记录需要耗费较多的时间。
而在投机性(speculative minting)出块中,我们允许一个新块在它的父块被记录之前就产生。依次类推,在一段时间内,实际上会产生“投机链(speculative chain)”,在祖先块没有被记录进账本之前,一个一个新块已经依据先后关系组成了一条临时链片段,等待被记录。
对于已经被记录进投机块的交易,我们会在交易池中标记为“proposed transaction”
在之前我们说过,raft机制中是存在两个挖矿节点比赛出块和记账的可能的,因此,一条 speculative chain 中间的某一个块很有可能不会被记录到账本中。在这种情况下我们也会把交易池中的交易状态修改回来。( InvalidRaftOrdering event)
目前,Quorum并没有对speculative chain的长度做限制,但在它的未来规划中有讲这一点作为一个性能优化项加入开发进程,最后能够让一个挖矿节点即使在raft共识层没有连接上,它也可以离线一直出块,产生自己的speculative chain。
一条speculative chain有以下几个部分构成:
在块传输上我们使用etcd Raft默认的http传输,当然使用Ethereum的p2p传输也是可以的,但是Quorum团队在测试阶段发现,高负载的状态下,ETH p2p的性能没有raft p2p性能好。
Quorum使用50400端口作为Raft 传输层的默认监听端口,也可以通过 --raftport 参数自行设置。
一个集群默认的最大节点个数是25,可以通过 --maxpeers N 来设置,N是你的最大节点个数。
Quorum的IBFT其实就是PBFT,只不过摩根大通把它自己实现的PBFT叫做IBFT,所以IBFT的基本原理与PBFT是一样的,所不同的是,IBFT中把出块和共识的三阶段结合在了一起。
Istanbul BFT修改自PBFT算法,包括三个阶段: PRE-PREPARE 、 PREPARE 以及 COMMIT 。在 N 个节点的网络中,这个算法可以最多容忍 F 个出错节点,其中 N=3F+1 。
Istanbul BFT算法中的区块是确定的,意味着链没有分叉并且合法的区块一定是在链中。为了防止一个恶意节点生成不同的链,在把区块插入进链 之前 ,每一个validator必须把 2F + 1 个 COMMIT 签名放进区块头的 extraData 字段。因此,区块是可以自我验证的(因为有签名)并且轻客户端也支持。
然而动态的 extraData 也会造成区块的hash计算问题。因为一个区块可以被不同的validator验证,所以会有不同的签名,所以同一个区块会有不同的hash。解决的方案是,计算区块hash的时候把 COMMIT 签名排除在外。因此我们任然可以在保证block hash一致性的同时进行共识验证。
由于Ethereum POA共识在网上已经有大量介绍,笔者这里就不多做详细介绍,只对重要特点和POA的工作流程做大致梳理和介绍
区块链的共识机制
一、区块链共识机制fatom区块链公链参数的目标
区块链是什么fatom区块链公链参数?简单而言fatom区块链公链参数,区块链是一种去中心化的数据库,或可以叫作分布式账本(distributed ledger)。传统上所有的数据库都是中心化的,例如一间银行的账本就储存在银行的中心服务器里。中心化数据库的弊端是数据的安全及正确性全系于数据库运营方(即银行),因为任何能够访问中心化数据库的人(如银行职员或黑客)都可以破坏或修改其中的数据。
而区块链技术则容许数据库存放在全球成千上万的电脑上,每个人的账本通过点对点网络进行同步,网络中任何用户一旦增加一笔交易,交易信息将通过网络通知其他用户验证,记录到各自的账本中。区块链之所以得其名是因为它是由一个个包含交易信息的区块(block)从后向前有序链接起来的数据结构。
很多人对区块链的疑问是,如果每一个用户都拥有一个独立的账本,那么是否意味着可以在自己的账本上添加任意的交易信息,而成千上万个账本又如何保证记账的一致性? 解决记账一致性问题正是区块链共识机制的目标 。区块链共识机制旨在保证分布式系统里所有节点中的数据完全相同并且能够对某个提案(proposal)(例如是一项交易纪录)达成一致。然而分布式系统由于引入了多个节点,所以系统中会出现各种非常复杂的情况fatom区块链公链参数;随着节点数量的增加,节点失效或故障、节点之间的网络通信受到干扰甚至阻断等就变成了常见的问题,解决分布式系统中的各种边界条件和意外情况也增加了解决分布式一致性问题的难度。
区块链又可分为三种:
公有链:全世界任何人都可以随时进入系统中读取数据、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,因为没有任何人或机构可以控制或篡改其中数据的读写。公有链一般会通过代币机制鼓励参与者竞争记账,来确保数据的安全性。
联盟链:联盟链是指有若干个机构共同参与管理的区块链。每个机构都运行着一个或多个节点,其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易,并且共同来记录交易数据。这类区块链被认为是“部分去中心化”。
私有链:指其写入权限是由某个组织和机构控制的区块链。参与节点的资格会被严格的限制,由于参与的节点是有限和可控的,因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本、不容易被恶意攻击、并且能够做到身份认证等金融行业必须的要求。相比中心化数据库,私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据。即使发生错误,也能够迅速发现来源,因此许多大型金融机构在目前更加倾向于使用私有链技术。
二、区块链共识机制的分类
解决分布式一致性问题的难度催生了数种共识机制,它们各有其优缺点,亦适用于不同的环境及问题。被众人常识的共识机制有:
l PoW(Proof of Work)工作量证明机制
l PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制
l DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制
l PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法
l DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法
l SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议
l RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法
l Pool验证池共识机制
(一)PoW(Proof of Work)工作量证明机制
1. 基本介绍
在该机制中,网络上的每一个节点都在使用SHA256哈希函数(hash function) 运算一个不断变化的区块头的哈希值 (hash sum)。 共识要求算出的值必须等于或小于某个给定的值。 在分布式网络中,所有的参与者都需要使用不同的随机数来持续计算该哈希值,直至达到目标为止。当一个节点的算出确切的值,其他所有的节点必须相互确认该值的正确性。之后新区块中的交易将被验证以防欺诈。
在比特币中,以上运算哈希值的节点被称作“矿工”,而PoW的过程被称为“挖矿”。挖矿是一个耗时的过程,所以也提出了相应的激励机制(例如向矿工授予一小部分比特币)。PoW的优点是完全的去中心化,其缺点是消耗大量算力造成了的资源浪费,达成共识的周期也比较长,共识效率低下,因此其不是很适合商业使用。
2. 加密货币的应用实例
比特币(Bitcoin) 及莱特币(Litecoin)。以太坊(Ethereum) 的前三个阶段(Frontier前沿、Homestead家园、Metropolis大都会)皆采用PoW机制,其第四个阶段 (Serenity宁静) 将采用权益证明机制。PoW适用于公有链。
PoW机制虽然已经成功证明了其长期稳定和相对公平,但在现有框架下,采用PoW的“挖矿”形式,将消耗大量的能源。其消耗的能源只是不停的去做SHA256的运算来保证工作量公平,并没有其他的存在意义。而目前BTC所能达到的交易效率为约5TPS(5笔/秒),以太坊目前受到单区块GAS总额的上限,所能达到的交易频率大约是25TPS,与平均千次每秒、峰值能达到万次每秒处理效率的VISA和MASTERCARD相差甚远。
3. 简图理解模式
(ps:其中A、B、C、D计算哈希值的过程即为“挖矿”,为了犒劳时间成本的付出,机制会以一定数量的比特币作为激励。)
(Ps:PoS模式下,你的“挖矿”收益正比于你的币龄(币的数量*天数),而与电脑的计算性能无关。我们可以认为任何具有概率性事件的累计都是工作量证明,如淘金。假设矿石含金量为p% 质量, 当你得到一定量黄金时,我们可以认为你一定挖掘了1/p 质量的矿石。而且得到的黄金数量越多,这个证明越可靠。)
(二)PoS(Proof of Stake)股权/权益证明机制
1.基本介绍
PoS要求人们证明货币数量的所有权,其相信拥有货币数量多的人攻击网络的可能性低。基于账户余额的选择是非常不公平的,因为单一最富有的人势必在网络中占主导地位,所以提出了许多解决方案。
在股权证明机制中,每当创建一个区块时,矿工需要创建一个称为“币权”的交易,这个交易会按照一定比例预先将一些币发给矿工。然后股权证明机制根据每个节点持有代币的比例和时间(币龄), 依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,以加快节点寻找随机数的速度,缩短达成共识所需的时间。
与PoW相比,PoS可以节省更多的能源,更有效率。但是由于挖矿成本接近于0,因此可能会遭受攻击。且PoS在本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,所以它同样难以应用于商业领域。
2.数字货币的应用实例
PoS机制下较为成熟的数字货币是点点币(Peercoin)和未来币(NXT),相比于PoW,PoS机制节省了能源,引入了" 币天 "这个概念来参与随机运算。PoS机制能够让更多的持币人参与到记账这个工作中去,而不需要额外购买设备(矿机、显卡等)。每个单位代币的运算能力与其持有的时间长成正相关,即持有人持有的代币数量越多、时间越长,其所能签署、生产下一个区块的概率越大。一旦其签署了下一个区块,持币人持有的币天即清零,重新进入新的循环。
PoS适用于公有链。
3.区块签署人的产生方式
在PoS机制下,因为区块的签署人由随机产生,则一些持币人会长期、大额持有代币以获得更大概率地产生区块,尽可能多的去清零他的"币天"。因此整个网络中的流通代币会减少,从而不利于代币在链上的流通,价格也更容易受到波动。由于可能会存在少量大户持有整个网络中大多数代币的情况,整个网络有可能会随着运行时间的增长而越来越趋向于中心化。相对于PoW而言,PoS机制下作恶的成本很低,因此对于分叉或是双重支付的攻击,需要更多的机制来保证共识。稳定情况下,每秒大约能产生12笔交易,但因为网络延迟及共识问题,需要约60秒才能完整广播共识区块。长期来看,生成区块(即清零"币天")的速度远低于网络传播和广播的速度,因此在PoS机制下需要对生成区块进行"限速",来保证主网的稳定运行。
4.简图理解模式
(PS:拥有越多“股份”权益的人越容易获取账权。是指获得多少货币,取决于你挖矿贡献的工作量,电脑性能越好,分给你的矿就会越多。)
(在纯POS体系中,如NXT,没有挖矿过程,初始的股权分配已经固定,之后只是股权在交易者之中流转,非常类似于现实世界的股票。)
(三)DPoS(Delegated Proof of Stake)股份授权证明机制
1.基本介绍
由于PoS的种种弊端,由此比特股首创的权益代表证明机制 DPoS(Delegated Proof of Stake)应运而生。DPoS 机制中的核心的要素是选举,每个系统原生代币的持有者在区块链里面都可以参与选举,所持有的代币余额即为投票权重。通过投票,股东可以选举出理事会成员,也可以就关系平台发展方向的议题表明态度,这一切构成了社区自治的基础。股东除了自己投票参与选举外,还可以通过将自己的选举票数授权给自己信任的其它账户来代表自己投票。
具体来说, DPoS由比特股(Bitshares)项目组发明。股权拥有着选举他们的代表来进行区块的生成和验证。DPoS类似于现代企业董事会制度,比特股系统将代币持有者称为股东,由股东投票选出101名代表, 然后由这些代表负责生成和验证区块。 持币者若想称为一名代表,需先用自己的公钥去区块链注册,获得一个长度为32位的特有身份标识符,股东可以对这个标识符以交易的形式进行投票,得票数前101位被选为代表。
代表们轮流产生区块,收益(交易手续费)平分。DPoS的优点在于大幅减少了参与区块验证和记账的节点数量,从而缩短了共识验证所需要的时间,大幅提高了交易效率。从某种角度来说,DPoS可以理解为多中心系统,兼具去中心化和中心化优势。优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。缺点:投票积极性不高,绝大部分代币持有者未参与投票;另整个共识机制还是依赖于代币,很多商业应用是不需要代币存在的。
DPoS机制要求在产生下一个区块之前,必须验证上一个区块已经被受信任节点所签署。相比于PoS的" 全民挖矿 ",DPoS则是利用类似" 代表大会 "的制度来直接选取可信任节点,由这些可信任节点(即见证人)来代替其他持币人行使权力,见证人节点要求长期在线,从而解决了因为PoS签署区块人不是经常在线而可能导致的产块延误等一系列问题。 DPoS机制通常能达到万次每秒的交易速度,在网络延迟低的情况下可以达到十万秒级别,非常适合企业级的应用。 因为公信宝数据交易所对于数据交易频率要求高,更要求长期稳定性,因此DPoS是非常不错的选择。
2. 股份授权证明机制下的机构与系统
理事会是区块链网络的权力机构,理事会的人选由系统股东(即持币人)选举产生,理事会成员有权发起议案和对议案进行投票表决。
理事会的重要职责之一是根据需要调整系统的可变参数,这些参数包括:
l 费用相关:各种交易类型的费率。
l 授权相关:对接入网络的第三方平台收费及补贴相关参数。
l 区块生产相关:区块生产间隔时间,区块奖励。
l 身份审核相关:审核验证异常机构账户的信息情况。
l 同时,关系到理事会利益的事项将不通过理事会设定。
在Finchain系统中,见证人负责收集网络运行时广播出来的各种交易并打包到区块中,其工作类似于比特币网络中的矿工,在采用 PoW(工作量证明)的比特币网络中,由一种获奖概率取决于哈希算力的抽彩票方式来决定哪个矿工节点产生下一个区块。而在采用 DPoS 机制的金融链网络中,通过理事会投票决定见证人的数量,由持币人投票来决定见证人人选。入选的活跃见证人按顺序打包交易并生产区块,在每一轮区块生产之后,见证人会在随机洗牌决定新的顺序后进入下一轮的区块生产。
3. DPoS的应用实例
比特股(bitshares) 采用DPoS。DPoS主要适用于联盟链。
4.简图理解模式
(四)PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)实用拜占庭容错算法
1. 基本介绍
PBFT是一种基于严格数学证明的算法,需要经过三个阶段的信息交互和局部共识来达成最终的一致输出。三个阶段分别为预备 (pre-prepare)、准备 (prepare)、落实 (commit)。PBFT算法证明系统中只要有2/3比例以上的正常节点,就能保证最终一定可以输出一致的共识结果。换言之,在使用PBFT算法的系统中,至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点 (包括有意误导、故意破坏系统、超时、重复发送消息、伪造签名等的节点,又称为”拜占庭”节点)。
2. PBFT的应用实例
著名联盟链Hyperledger Fabric v0.6采用的是PBFT,v1.0又推出PBFT的改进版本SBFT。PBFT主要适用于私有链和联盟链。
3. 简图理解模式
上图显示了一个简化的PBFT的协议通信模式,其中C为客户端,0 – 3表示服务节点,其中0为主节点,3为故障节点。整个协议的基本过程如下:
(1) 客户端发送请求,激活主节点的服务操作;
(2) 当主节点接收请求后,启动三阶段的协议以向各从节点广播请求;
(a) 序号分配阶段,主节点给请求赋值一个序号n,广播序号分配消息和客户端的请求消息m,并将构造pre-prepare消息给各从节点;
(b) 交互阶段,从节点接收pre-prepare消息,向其他服务节点广播prepare消息;
(c) 序号确认阶段,各节点对视图内的请求和次序进行验证后,广播commit消息,执行收到的客户端的请求并给客户端响应。
(3) 客户端等待来自不同节点的响应,若有m+1个响应相同,则该响应即为运算的结果;
(五)DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance)授权拜占庭容错算法
1. 基本介绍
DBFT建基于PBFT的基础上,在这个机制当中,存在两种参与者,一种是专业记账的“超级节点”,一种是系统当中不参与记账的普通用户。普通用户基于持有权益的比例来投票选出超级节点,当需要通过一项共识(记账)时,在这些超级节点中随机推选出一名发言人拟定方案,然后由其他超级节点根据拜占庭容错算法(见上文),即少数服从多数的原则进行表态。如果超过2/3的超级节点表示同意发言人方案,则共识达成。这个提案就成为最终发布的区块,并且该区块是不可逆的,所有里面的交易都是百分之百确认的。如果在一定时间内还未达成一致的提案,或者发现有非法交易的话,可以由其他超级节点重新发起提案,重复投票过程,直至达成共识。
2. DBFT的应用实例
国内加密货币及区块链平台NEO是 DBFT算法的研发者及采用者。
3. 简图理解模式
假设系统中只有四个由普通用户投票选出的超级节点,当需要通过一项共识时,系统就会从代表中随机选出一名发言人拟定方案。发言人会将拟好的方案交给每位代表,每位代表先判断发言人的计算结果与它们自身纪录的是否一致,再与其它代表商讨验证计算结果是否正确。如果2/3的代表一致表示发言人方案的计算结果是正确的,那么方案就此通过。
如果只有不到2/3的代表达成共识,将随机选出一名新的发言人,再重复上述流程。这个体系旨在保护系统不受无法行使职能的领袖影响。
上图假设全体节点都是诚实的,达成100%共识,将对方案A(区块)进行验证。
鉴于发言人是随机选出的一名代表,因此他可能会不诚实或出现故障。上图假设发言人给3名代表中的2名发送了恶意信息(方案B),同时给1名代表发送了正确信息(方案A)。
在这种情况下该恶意信息(方案B)无法通过。中间与右边的代表自身的计算结果与发言人发送的不一致,因此就不能验证发言人拟定的方案,导致2人拒绝通过方案。左边的代表因接收了正确信息,与自身的计算结果相符,因此能确认方案,继而成功完成1次验证。但本方案仍无法通过,因为不足2/3的代表达成共识。接着将随机选出一名新发言人,重新开始共识流程。
上图假设发言人是诚实的,但其中1名代表出现了异常;右边的代表向其他代表发送了不正确的信息(B)。
在这种情况下发言人拟定的正确信息(A)依然可以获得验证,因为左边与中间诚实的代表都可以验证由诚实的发言人拟定的方案,达成2/3的共识。代表也可以判断到底是发言人向右边的节点说谎还是右边的节点不诚实。
(六)SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恒星共识协议
1. 基本介绍
SCP 是 Stellar (一种基于互联网的去中心化全球支付协议) 研发及使用的共识算法,其建基于联邦拜占庭协议 (Federated Byzantine Agreement) 。传统的非联邦拜占庭协议(如上文的PBFT和DBFT)虽然确保可以通过分布式的方法达成共识,并达到拜占庭容错 (至多可以容忍不超过系统全部节点数量1/3的失效节点),它是一个中心化的系统 — 网络中节点的数量和身份必须提前知晓且验证过。而联邦拜占庭协议的不同之处在于它能够去中心化的同时,又可以做到拜占庭容错。
[…]
(七)RPCA(Ripple Protocol Consensus Algorithm)Ripple共识算法
1. 基本介绍
RPCA是Ripple(一种基于互联网的开源支付协议,可以实现去中心化的货币兑换、支付与清算功能)研发及使用的共识算法。在 Ripple 的网络中,交易由客户端(应用)发起,经过追踪节点(tracking node)或验证节点(validating node)把交易广播到整个网络中。追踪节点的主要功能是分发交易信息以及响应客户端的账本请求。验证节点除包含追踪节点的所有功能外,还能够通过共识协议,在账本中增加新的账本实例数据。
Ripple 的共识达成发生在验证节点之间,每个验证节点都预先配置了一份可信任节点名单,称为 UNL(Unique Node List)。在名单上的节点可对交易达成进行投票。共识过程如下:
(1) 每个验证节点会不断收到从网络发送过来的交易,通过与本地账本数据验证后,不合法的交易直接丢弃,合法的交易将汇总成交易候选集(candidate set)。交易候选集里面还包括之前共识过程无法确认而遗留下来的交易。
(2) 每个验证节点把自己的交易候选集作为提案发送给其他验证节点。
(3) 验证节点在收到其他节点发来的提案后,如果不是来自UNL上的节点,则忽略该提案;如果是来自UNL上的节点,就会对比提案中的交易和本地的交易候选集,如果有相同的交易,该交易就获得一票。在一定时间内,当交易获得超过50%的票数时,则该交易进入下一轮。没有超过50%的交易,将留待下一次共识过程去确认。
(4) 验证节点把超过50%票数的交易作为提案发给其他节点,同时提高所需票数的阈值到60%,重复步骤(3)、步骤(4),直到阈值达到80%。
(5) 验证节点把经过80%UNL节点确认的交易正式写入本地的账本数据中,称为最后关闭账本(last closed ledger),即账本最后(最新)的状态。
在Ripple的共识算法中,参与投票节点的身份是事先知道的,因此,算法的效率比PoW等匿名共识算法要高效,交易的确认时间只需几秒钟。这点也决定了该共识算法只适合于联盟链或私有链。Ripple共识算法的拜占庭容错(BFT)能力为(n-1)/5,即可以容忍整个网络中20%的节点出现拜占庭错误而不影响正确的共识。
2. 简图理解模式
共识过程节点交互示意图:
共识算法流程:
(八)POOL验证池共识机制
Pool验证池共识机制是基于传统的分布式一致性算法(Paxos和Raft)的基础上开发的机制。Paxos算法是1990年提出的一种基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法。过去, Paxos一直是分布式协议的标准,但是Paxos难于理解,更难以实现。Raft则是在2013年发布的一个比Paxos简单又能实现Paxos所解决问题的一致性算法。Paxos和Raft达成共识的过程皆如同选举一样,参选者需要说服大多数选民(服务器)投票给他,一旦选定后就跟随其操作。Paxos和Raft的区别在于选举的具体过程不同。而Pool验证池共识机制即是在这两种成熟的分布式一致性算法的基础上,辅之以数据验证的机制。
区块链的链分类
前两天有朋友微信上问fatom区块链公链参数了许多关于区块链的一些问题,其中一个问题就是区块链的这个链怎么去分类。区块链目前可以分为四类fatom区块链公链参数:公链,私链,联盟链以及侧链。北京木奇移动技术有限公司,专业的区块链外包开发公司,欢迎洽谈合作。下面带大家了解区块链这几个链各自的特点以及如何应用,希望对大家有所帮助。
1.公链——人人可参与
公链是指任何人都可读取的、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链。
公链采取了采取工作量证明机制(POW)、权益证明机制(POS)、股份授权证明机制(DPOS)等方式,并将经济奖励和加密数字验证结合了起来,并建立一个原则就是每个人从中可获得的经济奖励与工作量成正比。这些区块链通常被认为是完全去中心化的。
特性fatom区块链公链参数:
1. 开源,由于整个系统的运作规则公开透明,这个系统是开源系统;2. 保护用户免受开发者的影响,在公有链中程序开发者无权干涉用户,所以区块链可以保护使用他们开发的程序的用户;3.访问门槛低,任何拥有足够技术能力的人都可以访问,也就是说,只要有一台能够联网的计算机就能够满足访问的条件;4.所有数据默认公开,尽管所有关联的参与者都隐藏自己的真实身份,这种现象十分的普遍。他们通过他们的公共性来产生自己的安全性,在这里每个参与者可以看到所有的账户余额和其所有的交易活动。
案例:公有链中有许多我们熟悉的身影:BTC, ETH, EOS, AE, ADA等
2.私链——权利掌握在少数人手里
私链是指其写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据库管理、审计、甚至一个公司,尽管在有些情况下希望它能有公共的可审计性,但在很多的情形下,公共的可读性并非是必须的。
特性:
1. 交易速度快,一个私链的交易速度可以比任何其他的区块链都快,甚至接近了并不是一个区块链的常规数据库的速度。这是因为就算少量的节点也都具有很高的信任度,并不需要每个节点来验证一个交易。2. 隐私性好,给隐私更好的保障私有链使得在那个区块链上的数据隐私政策像在另一个数据库中似的完全一致;不用处理访问权限和使用所有的老办法,但至少说,这个数据不会公开地被拥有网络连接的任何人获得。3.交易成本低交易成本大幅降低甚至为零私有链上可以进行完全免费或者至少说是非常廉价的交易。如果一个实体机构控制和处理所有的交易,那么他们就不再需要为工作而收取费用。
案例:Linux基金会、R3CEV Corda平台以及Gem Health网络的超级账本项目(Hyperledger project)或在开发或在使用私链。
3.联盟链——部分去中心化
联盟链开放程度和去中心化程度是有所限制的。其参与者是被提前筛选出来或者直接指定的,数据库的读取权限可能是公开的,也可能像写入权限一样只限于系统的参与者。
特性:
1. 交易成本低,交易只需被几个受信的高算力节点验证就可以了,而无需全网确认;2. 节点容易连接,若是出了问题,联盟链可以迅速通过人工干预来修复,并允许使用共识算法减少区块时间,从而更快完成交易;3.灵活,如果需要的话,运行私有区块链的共同体或公司可以很容易地修改该区块链的规则,还原交易,修改余额等。
案例:瑞波用于日韩国际汇款及日本本国银行间汇款建立了联盟链,同时之前火过一阵子的迅雷链克也是一种半开放的联盟链。
4.侧链——拓展协议
侧链”从严格上来说,其本身并不是区块链,可以理解为区块链的一种扩展协议。早期“侧链”是为了解决比特币区块链技术的限制问题。侧链就像是一条条通路,将不同的区块链互相连接在一起,以实现区块链的扩展。侧链完全独立于比特币区块链,但是这两个账本之间能够“互相操作”,实现交互。
特性:
1. 独立性,侧链架构的好处是代码和数据独立,不增加主链的负担,避免数据过度膨胀。 侧链有独立的区块链,有独立的受托人或者说见证人,同时也有独立的节点网络,就是说一个侧链产生的区块只会在所有安装了该侧链的节点之间进行广播。2.灵活性,侧链所有的区块链参数是可以定制的,简单的比如区块间隔、区块奖励、交易费的去向等,高级用户还可以修改共识算法。
案例:LSK, RDN, ARDR等币种是利用的侧链技术。
对于目前整个数字货币领域而言,今年可能仍然是底层公有链项目的竞争大赛,原因是目前公链作为区块链的基础设施还是存在明显的不足,尚且无法实现真正的安全、可靠和高效。这也明显制约着整个区块链产业的发展。
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