圖說區(qū)塊鏈

一本比較簡單的區(qū)塊鏈類科普類圖書,可以做為區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)了解的入門,一些基礎(chǔ)概念在很多區(qū)塊鏈圖書中都會進(jìn)行提到,在此對于一些我覺得重要的一些概念進(jìn)行摘錄电禀,方便進(jìn)行快速了解。對于書中的應(yīng)用領(lǐng)域講的比較寬泛笤休,如果想要了解區(qū)塊鏈在各領(lǐng)域中的應(yīng)用尖飞,還需其他更加專業(yè)的書進(jìn)行閱讀,還要與一定的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,才會對行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)生更大的效益政基。區(qū)塊鏈?zhǔn)抢砟钆c技術(shù)贞铣,還是看人如何去理解運(yùn)用。

區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)分為為6層沮明,包括數(shù)據(jù)層辕坝,網(wǎng)絡(luò)層、共識層荐健、激勵層酱畅、合約層、應(yīng)用層江场。每層分別完成一項(xiàng)核心功能纺酸,各層之間相互配合,實(shí)現(xiàn)一個去中心化的信任機(jī)制址否。


區(qū)塊鏈的迭代餐蔬。區(qū)塊鏈1.0 區(qū)塊鏈2.0 區(qū)塊鏈3.0?

區(qū)塊鏈鏈1.0:以比特幣為代表的可編程貨幣。它更多是指數(shù)字貨幣領(lǐng)域的創(chuàng)新佑附,如貨幣轉(zhuǎn)移樊诺、兌付和支付等。

區(qū)塊鏈2.0:基于區(qū)塊鏈的可編程貨幣音同。它更多涉及一些合約方面的創(chuàng)新啄骇,特別是商業(yè)合同以及交易方面的創(chuàng)新,比如股票瘟斜、證券、期貨痪寻、貸款螺句、清算、結(jié)算橡类、所謂的智能合約等蛇尚。

區(qū)塊鏈3.0:區(qū)塊鏈在其他行業(yè)的應(yīng)用。它更多地對應(yīng)人類組織形態(tài)的變革顾画,包括健康取劫、科學(xué)、文化和基于區(qū)塊鏈的司法研侣、投票等谱邪。

區(qū)塊鏈的共識機(jī)制

1.工作量證明(POW)

POW優(yōu)點(diǎn):完全去中心化,節(jié)點(diǎn)自由進(jìn)出庶诡。

POW的缺點(diǎn):目前比特幣已經(jīng)吸引全球大部分的算力惦银,其他在使用POW共識機(jī)制的區(qū)塊鏈應(yīng)用很難獲得相同的算力來保障自身的安全;挖坑造成大量的資源浪費(fèi);共識達(dá)成的周期較長扯俱。

2.權(quán)益證明(POS)

Pos的優(yōu)點(diǎn):在一定程度上縮短了共識達(dá)成的時間书蚪;不在需要大量消耗能源去挖礦。

POS缺點(diǎn):還是需要挖礦迅栅,本質(zhì)上沒有解決商業(yè)應(yīng)用的痛點(diǎn)殊校;所有的確認(rèn)都只是一個概率上的表達(dá),而不是一個確定性的事情读存,理論上有可能存在其他攻擊影響为流,例如,以太坊大DAO攻擊事件造成以太坊硬分叉宪萄,而ETC隨之出現(xiàn)艺谆,事實(shí)上證明了硬分叉的失敗

3.股份授權(quán)證明

BitShares(比特股)社區(qū)首先提出了股份授權(quán)證明(DPoS)機(jī)制,它與PoS的主要區(qū)別在于節(jié)點(diǎn)選舉若干代理人拜英,有代理人驗(yàn)證和記賬静汤,但其合規(guī)監(jiān)管、性能居凶、資源消耗和容錯性與PoS相似虫给。類似于董事會投票,持幣者投出一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)侠碧,進(jìn)行代理驗(yàn)證和記賬抹估。


DPoS的優(yōu)點(diǎn):大幅縮小參與驗(yàn)證和記賬節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,可以達(dá)到秒極的共識驗(yàn)證弄兜。

DPoS的缺點(diǎn):整個共識機(jī)制還是依賴于代幣药蜻,而很多商業(yè)應(yīng)用是不需要代幣的。

4.投注共識

5.瑞波共識機(jī)制

6.Pool驗(yàn)證池

基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)以及數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制替饿,Pool(聯(lián)營)驗(yàn)證池是目前行業(yè)內(nèi)大范圍使用的共識機(jī)制语泽。

優(yōu)點(diǎn):不需要代幣也可以工作,在成熟的分布式一致性算法(Pasox视卢、Paft)的基礎(chǔ)上踱卵,實(shí)現(xiàn)秒級共識驗(yàn)證。

缺點(diǎn):去中心化程度不如比特幣据过,更適合多方參與的多中心商業(yè)模式惋砂。

7.實(shí)用拜占廷容錯

拜占庭將軍問題的可能解決方法為:在N≥3F + 1的情況下,一致性是可能實(shí)現(xiàn)的(N為計算機(jī)總數(shù)绳锅,F(xiàn)為有問題的計算機(jī)總數(shù))西饵。信息在計算機(jī)間互相交換后,各計算機(jī)列出所有得到的信息榨呆,以大多數(shù)的結(jié)果作為解決辦法罗标。

8.授權(quán)拜占庭容錯

將C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器)架構(gòu)的請求響應(yīng)模式改進(jìn)為適合P2P網(wǎng)絡(luò)的對等節(jié)點(diǎn)模式庸队;

?將靜態(tài)的共識參與節(jié)點(diǎn)改進(jìn)為可動態(tài)進(jìn)入、退出的共識參與節(jié)點(diǎn)闯割;

為共識參與節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生設(shè)計了一套基于持有權(quán)益比例的投票機(jī)制彻消,通過投票決定共識參與節(jié)點(diǎn)(記賬節(jié)點(diǎn));

在區(qū)塊鏈中引入數(shù)字證書宙拉,解決了投票中對記賬節(jié)點(diǎn)真實(shí)身份的認(rèn)證問題宾尚。

授權(quán)拜占庭容錯機(jī)制的優(yōu)點(diǎn):專業(yè)化的記賬人;可以容忍任何類型的錯誤谢澈;記賬由多人協(xié)同完成煌贴;每一個區(qū)塊都有最終性,不會分叉锥忿;算法的可靠性有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明牛郑。

授權(quán)拜占庭容錯機(jī)制的缺點(diǎn):當(dāng)1/3及以上的記賬人停止工作后,系統(tǒng)將無法提供服務(wù)敬鬓;當(dāng)1/3及以上的記賬人聯(lián)合作惡淹朋,且其他所有的記賬人被恰好分割為兩個網(wǎng)絡(luò)孤島時,惡意記賬人可以使系統(tǒng)出現(xiàn)分叉钉答,但是會留下密碼學(xué)證據(jù)础芍。

9.帕克索斯算法

這是一種傳統(tǒng)的分布式一致性算法,是一種基于選舉領(lǐng)導(dǎo)者的共識機(jī)制数尿。領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)擁有絕對權(quán)限仑性,并允許強(qiáng)監(jiān)管節(jié)點(diǎn)參與,其性能高右蹦,資源消耗低诊杆。所有節(jié)點(diǎn)一般有線下準(zhǔn)入機(jī)制,但選舉過程中不允許有作惡節(jié)點(diǎn)何陆,不具備容錯性刽辙。

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