区块链的类型及其特征教案 区块链的典型特征有哪些

超果 比特币 2023-01-05 378 0

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区块链技术的功能特征

区块链在本质上是一种分布式的存储系统,由于其采用了交易记账式的存储模型,也可以称其为分布式记账系统。北京木奇移动技术有限公司,专业的区块链开发公司,欢迎交流合作。下面讲一下区块链技术的功能特征。

在传统的平台技术中,中心决策是非常常见的一种数据处理方式,例如银行传统的转账方式中,交易信息要经过银行的中心服务器集群进行处理,通过层层的数据上传和指令分发完成两个账户间的交易。而区块链中的每笔交易都是交易人双方直接进行沟通和交易的,从发起交易到交易完成确认,不经过任何中介机构,所有节点都是平等的,具有完全相同的权限,这种在网络中点对点交易的模式,使区块链应用免于中介交易的风险。

需要注意的是,区块链虽然经常被称为分布式账本,甚至其本质就是一种分布式的存储系统,但区块链与常规的分布式系统不同,它的分布式结构更加特殊。分布式是与中心化相对应的一个概念,中心化结构中的所有分节点都只与中心节点进行数据交互,相互之间没有任何联系,因此中心节点需要承担全部的负载,一个中心化系统的效率基本只与中心节点的处理速度相关,同时一旦中心节点出现阻塞、死锁、宕机等问题,整个中心化系统就会随之停滞运行甚至直接崩溃。而分布式结构中的特点则是存在多个可以与其他节点的进行数据交互的节点,分布式网络存储技术则是将数据分散的存储于多台独立的机器设备上。这听起来有些拗口,但如果对其基于中心化特点进行分类描述就容易理解了,分布式结构包括了多中心化结构与去中心化结构。

多中心化系统是指由多个中心化系统构成的系统,其中每一个中心化系统都包括一个主节点和若干个从节点。在进行任务处理时,由主节点将任务拆解为多个分任务,并分别下发至其下属的多个从节点同时进行处理。从节点将处理结果回传至主节点后,主节点将对各个分任务的处理结果进行整合,最终完成任务。当然这只是一个简化的任务处理描述,多中心化系统可能存在多层主从结构,形成树状的任务分配结构。同时,从节点还可能听命于多个主节点的调配,基于复杂的任务管理机制,实现效率最大化。但多中心化与去中心的根本区别在于是否有一个中心节点控制着各个主节点的运行,如果最顶层的节点是多个节点,那么它就是去中心化,相反,如果顶层只有一个节点,它就是多中心化的。

在去中心化里,还有更为特殊的一种不存在任何中心的结构,可以称其为完全去中心化结构,这也就是点对点网络结构,这种结构在比特币网络中就有所体现。点对点网络结构的相对优点是高容错、节点拓展性强、隐私性强和数据一致等,但相应也存在冗余通信、消息延迟等问题。

图5 网络结构划分示意图

一般区块链领域内强调的”去中心化”,大多指的是系统的归属层面。系统归于社区和所有账户是去中心化的,系统归于机构甚至某个人则是中心化的。去中心化是区块链的共同特征,但点对点网络这种完全去中心化结构却在当前的应用较少,只有比特币、以太坊等公有链属于这种结构,因为全世界任何人都可以随时进入到系统中进行读取数据、发送可确认交易、竞争记账行为,这导致了其安全性和系统效率不能得到保障。私有链往往具有一个或多个中心对节点进行管控,所有操作均需得到该中心的许可并受其约束和限制,虽然其进行常规数据处理时采用去中心化的机制,但它在严格意义只是一种分布式的区块链部署模型。而联盟链则可被视为私有链的集合,是公有链在安全性与高效性上的妥协,它采用了多中心的技术架构。

区块链由于具有不可篡改的天然特点,基于共识算法保证数据一致,系统中的任何节点都无法篡改和伪造交易,所有交易内容都是确定的、没有争议的,交易将不存在信用风险,那么区块链系统也就具备了去信任化特征。

基于区块中承载内容由交易到智能合约的变化,区块链的去信任化有两个阶段,第一阶段是对区块链网络中 历史 交易行为真实性的信任,第二阶段是以智能合约规则为基础,对未来交易行为的信任。

第一阶段对 历史 行为真实性的信任,可以简单理解为区块链系统免除了证明 历史 交易的过程。当我们向别人说明某事曾经发生过时,需要有证据才能让别人相信,而这个证据往往需要一个有公信力的第三机构来证明,并通过验真手段提供信用保证。例如进行网络购物时购物平台提供的电子交易单是证据、在外用餐时餐厅提供的税务局发票是证据、或者在使用夫妻身份购房时机构提供的结婚证是证据。而在接受这些信息的人也需要对这些证据验真才能确信这些事确实是发生过的,与前文对应的,在出现网络购物纠纷时,需要查询购物平台的电子交易单是否真实存在;进行餐费报销时,需要对发票的签章进行核验;确认两人夫妻身份时,需要对结婚证的防伪标志进行核验。但区块链系统的数据被认为是不可篡改和伪造的,因此只要是向链上的其他节点说明一件 历史 发生的事就不需要任何第三方证明,因为数据块上的信息随时可以被拿出来直接考证,这便形成了区块链的 历史 交易去信任化。

第二阶段对未来交易行为的信任,因为在理想的状态下,区块链的智能合约是与业务绑定的,即智能合约在区块链系统中具备强制执行力。因为智能代码是完全公开的,且被记录在主链中被所有账户所储存。在智能合约被调用或是被某一机制触发后交易将被强制执行等操作,不存在抵赖的可能性。因此在区块链系统中的用户不必担心对方在未来的信用风险,这边形成了对未来交易去信任化。

在公有链中,每一个节点的账本都完整记录了所有交易,区块链不直接进行账户信息的实时记录,而是通过交易追溯的方式得出账户实时信息,同时由于任何人都可以创建区块链账户以形成区块链节点,那么公有链中的信息可以被认为是对所有人公开的,这就形成了区块链的开放与可追溯特征。且因公有链的代码往往是开源的,那么开放可追溯的不仅是系统中的交易数据,还有整个系统的交易规则,高度的公开透明化使区块链满足了许多需要公开数据的应用场景。

不过区块链基于比特币网络的基础上还发展出多种变体,例如比轻节点,以及私有链与联盟链等,这些变体不能满足严格意义上的开放可追溯。轻节点只能执行和验证交易,没有全部的交易数据可供回溯,因此轻节点不具备可追溯性。不过这一问题只是在于用户的选择,如果具备足够好的硬件环境,用户完全可以选择成为一个全节点而非轻节点,以便掌握全部数据。另外,加入私有链与联盟链是需要准入许可或者被验证的,读取权限是有选择性地对外开放,并非对全网公开,这也就不满足严格意义上的开放性。

区块链技术的主要特征-不变现

不变性意味着不可改变。在计算机科学中,不可变对象是指在创建后状态无法更改的对象。

不变性是比特币和区块链技术的主要特征之一。不可变交易使任何实体(例如,政府或公司)都无法操纵、替换或伪造存储在网络上的数据。

由于所有 历史 交易都可以在任何时间点进行审计,因此不变性可以实现高度的数据完整性。

公链的不变性可以增强当前的信任和审计系统。它可以减少审计的时间和成本,因为验证信息变得更加简单或有效地冗余。

不变性还可以为许多企业提供维护其业务流程完整 历史 记录的机会,从而提高它们的整体效率。不变性还可以为许多商业纠纷提供清晰的信息,因为它可以提供可验证的共享事实来源。

虽然不变性是比特币和区块链的核心优势之一,但存储在区块链上的数据并不能完全抵御漏洞。如果恶意行为者能够积累大部分网络哈希率,则它可以在称为51% 攻击的攻击中改变原本不可变的数据。

在这种情况下,攻击者将能够阻止新交易获得确认甚至完全逆转交易。然而,至少在比特币的情况下,获得对这种哈希能力的控制将是非常昂贵的,需要大量的硬件和大量的电力。

另一方面,具有较低哈希率的工作量证明网络容易受到此类攻击,因为收集所需数量的哈希能力来攻击网络并非如此不合理的壮举。

区块链,4种类型,知多少?

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区块链根据不同的使用需求和场景,区块链分为:公有链、联盟链、私有链和混合链4种类型。

1.公有链

公有链,是指全世界任何节点的任何人,在任何地理位置,都可以进入系统读取数据、发送交易、竞争记账等参与共识的区块链。没有任何机构或个人可以篡改其中的数据,因此公有链是完全去中心化的。

比特币和以太坊都是公有链的代表。公有链一般通过发行代币(Token)来鼓励参与者竞争记账(即挖矿),以确保数据的安全性和共识更新。

比特币平均每10分钟产生1个区块,且其POW机制很难缩短区块时间,POS机制相对而言可缩短区块时间,但更易产生分叉。所以交易需要等待更多确认才被认为安全。

一般认为,比特币中的区块经过6个确认后才是足够安全的,这大概需要1个小时。这样的确认速度难以满足商业级的应用。因此,ETH及EOS等支持更多写入速度的公有链正在不断发展。

2.联盟链

联盟链是指有若干机构共同参与和管理的区块链,每个机构都运行N个节点。

联盟链的数据只允许系统内不同的机构进行读写和交易,通过数字证书的方式实现基于PKI的身份管理体系交易或提案的发起,以参与方共同签名验证来达成共识,因此不需要工作量证明(POW),也不存在数字货币(代币),提高了交易达成的效率,节约了大量计算成本(算力硬件投入和电力能源消耗)。

通常情况下,参与联盟链的节点会被划分不同的读写权限,能支持每秒1000次以上的数据写入。

3.私有链

私有链与公有链完全去中心化不同,私有链的进入权限由某个组织进行控制,各个节点参与资格由该组织授权控制。

由于参与的各个节点是有限且可控的,私有链往往拥有很快的处理速度,能支持每秒1000以上的数据写入,同时降低内部各个节点的交易成本。

节点可以实名参与,因此具有确认身份的金融属性。私有链的价值主要是提供安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台,可以同时防范来自内部和外部对数据的安全攻击或篡改,这在传统的系统中是很难做到的。

私有链的应用场景一般在企业内部,如分公司的库存管理,各地数据的汇总统计等,也可以用在政府的预算和执行等可以被公众监督的领域。大型金融集团目前也倾向于使用私有链技术。

4. 混合链

当公有链和私有链的各自优势相结合时,就会出现混合链。混合链的开发难度大,但前景广阔。

未来市场上,一定会出现巨头型的底层技术和协议开发的公司,这些巨头公司会架设出不同用途的公有链、私有链或者联盟链,基于对性能和安全性及应用场景的不同需求,然后嫁接不同行业的应用。比如一条支持高并发的通信类公有链,一条侧重安全性的支付联盟链,等等。

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区块链技术的特征包括

区块链技术的四大特点包括:去中心化;去信任化;可扩展;匿名化。区块链的去中心化特性,是个争议性很大的、敏感的问题。

区块链技术(Blockchaintechnology,简称BT)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,用区块链技术所串接的分布式账本能让两方有效纪录交易,且可永久查验此交易。当前区块链技术最大的应用是数字货币,同时也是互联网十大典型司法技术应用之一。

区块链技术特点

区块链技术具有去中心化,开放性,独立性,安全性及匿名性的特点。从本质上讲,区块链是一个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有不可伪造,全程留痕,公开透明和集体维护等特征。

区块链技术的优势

公开透明,比方说在区块链网络系统中,有很多这样的转账人,他们每个人手里都会有账本,刚刚的转账过程一旦成功,区块链网络就会向系统中的所有人广播你给别人转账的这件事儿,而且大家会把这事儿给记下来。

广播一出,区块链网络系统中所有人都知道你给那个人转账了,而且谁都知道你转了多少钱,就算他不承认,也不行,因为这个转账信息在每个人的账本里面都记着,谁都能查到。这就是铁证啊。

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