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区块链之所以受人质疑,最重要的一个原因就是没有实用的应用场景,普通人也看不到可能存在的价值。那么在这些专家眼里,区块链的应用场景最可能出现在哪里呢?
量子链创始人帅初谈到:目前整个区块链技术的演进还处于早期阶段,如同20年前的互联网时代。那时候我们想象不到互联网会出现像Uber这样的应用,技术的发展给大家更丰富的多样性,可能性就是未来。
现在,加密货币相对于区块链,类似于Email相对于互联网。区块链未来的发展,肯定不会止步于加密货币。从场景的角度来看,区块链技术最大的特征是通过各种技术保证了一个Trustless Platform(免信任平台),降低了所有商业交易的成本。
区块链最著名的扛旗手薛蛮子的观点和帅初相似,他也认为,目前所有应用的落地都还有相当大的难度,而原因在于公链还有许多问题,包括在比特币和以太坊上曾出现的,交易费用、交易确认时间、可扩展性等问题。现在量子链、EOS等公链有尝试解决这些问题,但这更是一个长跑。
那区块链到底能用来干什么呢?在帅初的预测中,以下几个场景是相对容易落地的:
1 、游戏行业(虚拟道具和游戏渠道变革);
2 、数字内容领域(视频、音频、文字);
3、ID 的变革;
4、金融领域(人人通过智能合约提供保险服务);
5、组织架构变革,代替公司制度;
6、投资领域VC/PE;
7、为数字资产提供服务的机会(钱包、交易所、衍生品和流动性)。
蚂蚁金服的副总裁蒋国飞认为,最先从概念证明落地到实际商用的区块链应用,可能会出现在金融服务和供应链管理中,时间可能就在今年。
湖畔大学教务长曾鸣根据区块链的技术特征给出了几个可能的答案:
1、 区块链最重要的优势,就是透明、不可更改的、分布式的账本。有些领域还是互联网从没覆盖到的领域,比如承兑汇票。
2、 区块链另外一个大优势,从智能合约这个角度来说,就是在点对点的这个层面上,有可能形成更加高效的网状协同。比如众筹。
3、 在创新领域,区块链肯定会和物联网、人工智能等领域的发展是紧密结合的,包括云计算、边缘计算等等。
一文看懂互联网区块链
一文看懂互联网区块链,要了解区块链,就不得不从互联网的诞生开始研究区块链的技术发展简史,从中发掘区块链产生的动因,并由此推断区块链的未来。下面让我们一文看懂互联网区块链。
一文看懂互联网区块链1
区块链的鼻祖就是麻将,最早的区块链是中国人发明的!区块链就跟麻将一样,只不过麻将的区块比较少而已,麻将只有136个区块,各地麻将规则不同可视作为比特币的硬分叉。
麻将作为最古老的区块链项目,四个矿工一组,最先挖出13位正确哈希值的获得记账权以及奖励,采用愿赌服输且不能作弊出老千的共识机制!
麻将去中心化,每个人都可以是庄,完全就是点对点。
矿池=棋牌室的老板抽佣。
不可篡改,因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。
典型的价值互联网。我兜里的价值用不了八圈,就跑到他们兜里去了。
中国人基本上人手打得一手好麻将,区块链方面生产了全球70%~80%的矿机,并拥有全世界最多的算力,约占77%的算力
麻将其实是最早的的区块链项目如何进入区块链专业群:
1,四个矿工一组,先碰撞出13个数字正确哈希值的矿工可以获得记账权并得到奖励。
2,不可篡改。因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。
3,典型的价值互联网。我兜里的价值数字货币用不了八圈,就跑到他们兜里去了。
4、去中心化,每个人都可以是庄,完全就是点对点。
5、UTXO,未花费的交易支出。
还有另外一种赊账的区块链玩法,假设大家身上都没现金
细究一下,在大家达成共识时,我们看不到任何中介或者第三方出来评判丙赢了,大家给丙的奖励也不需要通过第三方转交给丙,都是直接点对点交易,这一过程就是去中心化,牌友们(矿工)各自记录了第一局的战绩,丙大胡自摸十三幺,乙杠了甲东风,记录完成后就生成了一个完整的区块,但要记住,这才只是第一局,在整个区块链上,这才仅仅是一个节点,开头说的8局打完,也就是8个节点(区块),8个区块连接在一起就形成了一个完整账本,这就是区块链。因为这个账本每人都有一个,所以就是分布式账本,目的就是为了防止有人篡改记录,打到最后,谁输谁赢一目了然。
4个男士(甲乙丙丁)凑在一块打麻将来钱,大家都没带现金,于是请一美女(中心化)用本子记账,记录每一局谁赢了多少钱、谁输了多少钱?最后结束时,大家用支付宝或微信支付结总账,但是如果这位美女记账时记错了或者预先被4人中的某人买通了故意记错,就保证不了这个游戏结果的公正公平合理性,如何进入区块链专业群你说是不是?那怎么办呢?如果你“打麻将”能用“区块链”作为游戏规则改编为如下:
4个男士(甲乙丙丁)凑在一块打麻将来钱,大家都没带现金,乙说让她带来的美女记账,甲说这位美女我们都不认识,于是甲乙丙丁4人一致约定每个人每局牌都在自己的手机上(区块链节点)同时记账(去中心化),最后打完麻将,直接手机上以电子货币结账时,大家都对一下记账的的结果,本来应该是一样的记账结果。
假设本来结果是甲手机上记的账:乙欠甲10元。但乙手机上的记录却是不欠,可是其余2人(丙、丁)和甲的记账一样,那还是按照少数服从多数规则结算,另外大家心里对乙的诚信印象就差评了,下次打麻将就不会带乙一起玩了。
除非乙预先买通(丙、丁)2人让其故意作假,但乙买通他们2人的代价是10万元(赖账10元的1万倍),那常理上乙只能选择放弃,因为做假成本太高了。
假设即使乙在打牌的过程中,偷偷愿意以高价10万元预先买通丙、丁做这笔巨亏的傻猫交易,但区块链的规则是按时间戳记账的,原来是下午1点钟记账乙欠甲10元的,即丙和丁下午3点钟再改账时,时间是不可逆的,只能记下午3点钟,那就又不吻合游戏规则了。
实际上在2017年博主已经开发出了一套麻将币
中国最早的区块链项目:四个矿工一组,最先从 148 个随机数字中碰撞出 14 个数字正确哈希值的矿工,可以获得一次记账权激励,由于分布式记账需要得到其他几位矿工的共识,因此每次记账交易时间长约十几分钟。
一文看懂互联网区块链2
一、比特币诞生之前,5个对区块链未来有重大影响的互联网技术
1969年,互联网在美国诞生,此后互联网从美国的四所研究机构扩展到整个地球。在应用上从最早的军事和科研,扩展到人类生活的方方面面,在互联网诞生后的近50年中,有5项技术对区块链的未来发展有特别重大的意义。
1、1974诞生的TCP/IP协议:决定了区块链在互联网技术生态的位置
1974年,互联网发展迈出了最为关键的一步,就是由美国科学家文顿瑟夫和罗伯特卡恩共同开发的互联网核心通信技术--TCP/IP协议正式出台。
这个协议实现了在不同计算机,甚至不同类型的网络间传送信息。所有连接在网络上的计算机,只要遵照这个协议,都能够进行通讯和交互。
通俗的说,互联网的数据能穿过几万公里,到达需要的计算机用户手里,主要是互联网世界形成了统一的信息传播机制。也就是互联网设备传播信息时遵循了一个统一的法律-TCP/IP协议。
理解TCP/IP协议对掌握互联网和区块链有非常重要的意义,在1974年TCP/IP发明之后,整个互联网在底层的硬件设备之间,中间的网络协议和网络地址之间一直比较稳定,但在顶层应用层不断涌现层出不穷的创新应用,这包括新闻,电子商务,社交网络,QQ,微信,也包括区块链技术。
也就是说区块链在互联网的技术生态中,是互联网顶层-应用层的一种新技术,它的出现,运行和发展没有影响到互联网底层的基础设施和通讯协议,依然是按TCP/IP协议运转的众多软件技术之一。
2、1984年诞生的思科路由器技术:是区块链技术的模仿对象
1984年12月,思科公司在美国成立,创始人是斯坦福大学的一对夫妇,计算机中心主任莱昂纳德·波萨克和商学院的计算机中心主任桑蒂·勒纳,他们设计了叫做“多协议路由器”的联网设备,放到互联网的通讯线路中,帮助数据准确快速从互联网的一端到达几千公里的另一端。
整个互联网硬件层中,有几千万台路由器工作繁忙工作,指挥互联网信息的传递,思科路由器的一个重要功能就是每台路由都保存完成的互联网设备地址表,一旦发生变化,会同步到其他几千万台路由器上(理论上),确保每台路由器都能计算最短最快的路径。
大家看到路由器的运转过程,会感到非常眼熟,那就是区块链后来的重要特征,理解路由器的意义在于,区块链的重要特征,在1984年的路由器上已经实现,对于路由器来说,即使有节点设备损坏或者被黑客攻击,也不会影响整个互联网信息的传送。
3、随万维网诞生的B/S(C/S)架构:区块链的对手和企图颠覆的对象
万维网简称为Web,分为Web客户端和服务器。所有更新的信息只在Web服务器上修改,其他几千,上万,甚至几千万的客户端计算机不保留信息,只有在访问服务器时才获得信息的数据,这种结构也常被成为互联网的B/S架构,也就是中心型架构。这个架构也是目前互联网最主要的架构,包括谷歌、Facebook、腾讯、阿里巴巴、亚马逊等互联网巨头都采用了这个架构。
理解B/S架构,对与后续理解区块链技术将有重要的意义,B/S架构是数据只存放在中心服务器里,其他所有计算机从服务器中获取信息。区块链技术是几千万台计算机没有中心,所有数据会同步到全部的计算机里,这就是区块链技术的核心,
4、对等网络(P2P):区块链的父亲和技术基础
对等网络P2P是与C/S(B/S)对应的另一种互联网的基础架构,它的特征是彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位,无主从之分,一台计算机既可作为服务器,设定共享资源供网络中其他计算机所使用,又可以作为工作站。
Napster是最早出现的P2P系统之一,主要用于音乐资源分享,Napster还不能算作真正的对等网络系统。2000 年3月14 日,美国地下黑客站点Slashdot邮寄列表中发表一个消息,说AOL的Nullsoft 部门已经发放一个开放源码的Napster的克隆软件Gnutella。
在Gnutella分布式对等网络模型中,每一个联网计算机在功能上都是对等的,既是客户机同时又是服务器,所以Gnutella被称为第一个真正的对等网络架构。
20年里,互联网的一些科技巨头如微软,IBM,也包括自由份子,黑客,甚至侵犯知识产权的犯罪分子不断推动对等网络的发展,当然互联网那些希望加强信息共享的理想主义者也投入了很大的热情到对等网络中。区块链就是一种对等网络架构的软件应用。它是对等网络试图从过去的沉默爆发的标杆性应用。
5、哈希算法:产生比特币和代币(通证)的关键
哈希算法将任意长度的数字用哈希函数转变成固定长度数值的算法,著名的哈希函数如:MD4、MD5、SHS等。它是美国国家标准暨技术学会定义的加密函数族中的一员。
这族算法对整个世界的运作至关重要。从互联网应用商店、邮件、杀毒软件、到浏览器等、,所有这些都在使用安全哈希算法,它能判断互联网用户是否下载了想要的东西,也能判断互联网用户是否是中间人攻击或网络钓鱼攻击的受害者。
区块链及其应用比特币或其他虚拟币产生新币的过程,就是用哈希算法的函数进行运算,获得符合格式要求的数字,然后区块链程序给予比特币的奖励。
包括比特币和代币的挖矿,其实就是一个用哈希算法构建的小数学游戏。不过因为有了激烈的竞争,世界各地的人们动用了强大的服务器进行计算,以抢先获得奖励。结果导致互联网众多计算机参与到这个小数学游戏中,甚至会耗费了某些国家超过40%的电量。
二、区块链的诞生与技术核心
区块链的诞生应该是人类科学史上最为异常和神秘的发明和技术,因为除了区块链,到目前为止,现代科学史上还没有一项重大发明找不到发明人是谁。
2008年10月31号,比特币创始人中本聪(化名)在密码学邮件组发表了一篇论文——《比特币:一种点对点的电子现金系统》。在这篇论文中,作者声称发明了一套新的不受政府或机构控制的电子货币系统,区块链技术是支持比特币运行的基础。
论文预印本地址在,从学术角度看,这篇论文远不能算是合格的论文,文章的主体是由8个流程图和对应的解释文字构成的, 没有定义名词、术语,论文格式也很不规范。
2009年1月,中本聪在SourceForge网站发布了区块链的应用案例-比特币系统的开源软件,开源软件发布后, 据说中本聪大约挖了100万个比特币.一周后,中本聪发送了10个比特币给密码学专家哈尔·芬尼,这也成为比特币史上的第一笔交易。伴随着比特币的蓬勃发展,有关区块链技术的研究也开始呈现出井喷式增长。
向大众完整清晰的解释区块链的确是困难的事情,我们以比特币为对象,尽量简单但不断深入的介绍区块链的技术特征。
1、区块链是一种对等网络(P2P)的软件应用
我们在前文提过,在21世纪初,互联网形成了两大类型的应用架构,中心化的B/S架构和无中心的对等网络(P2P)架构,阿里巴巴,新浪,亚马逊,百度等等很多互联网巨头都是中心化的B/S架构,简单的说,就是数据放在巨型服务器中,我们普通用户通过手机,个人电脑访问阿里,新浪等网站的服务器。
21世纪初以来,出现了很多自由分享音乐,视频,论文资料的软件应用,他们大部分采用的是对等网络(P2P)架构,就是没有中心服务器,大家的个人计算机都是服务器,也都是客户机,身份平等。但这类应用一直没有流行起来,主要原因是资源消耗大,知识版权有问题等。区块链就是这种领域的一种软件应用。
2、区块链是一种全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用
对等网络也有很多应用方式,很多时候,并不要求每台计算机都保持信息一致,大家只存储自己需要的的信息,需要时再到别的计算机去下载。
但是区块链为了支持比特币的金融交易,就要求发生的每一笔交易都要写入到历史交易记录中,并向所有安装比特币程序的计算机发送变动信息。每一台安装了比特币软件的计算机都保持最新和全部的.比特币历史交易信息。
区块链的这个全网同步,全网备份的特征也就是常说的区块链信息安全,不可更改来源。虽然在实际上依然不是绝对的安全,但当用户量非常大时,的确在防范信息篡改上有一定安全优势。
3、区块链是一种利用哈希算法产生”通证(代币)”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用
区块链的第一个应用是著名的比特币,讨论到比特币时,经常会提到的一个名词就是“挖矿”,那么挖矿到底是什么呢?
形象的比喻是,区块链程序给矿工(游戏者)256个硬币,编号分别为1,2,3……256,每进行一次Hash运算,就像抛一次硬币,256枚硬币同时抛出,落地后如果正巧编号前70的所有硬币全部正面向上。矿工就可以把这个数字告诉区块链程序,区块链会奖励50个比特币给矿工。
从软件程序的角度说,比特币的挖矿就是用哈希SHA256函数构建的数学小游戏。区块链在这个小游戏中首先规定了一种获奖模式:给出一个256位的哈希数,但这个哈希数的后70位全部是0,然后游戏者(矿工)不断输入各种数字给哈希SHA256函数,看用这个函数能不能获得位数有70个0的数字,找到一个,区块链程序会奖励50个比特币给游戏者。实际的挖坑和奖励要更复杂,但上面的举例表达了挖矿和获得比特币的核心过程。
2009年比特币诞生的时候,每笔赏金是50个比特币。诞生10分钟后,第一批50个比特币生成了,而此时的货币总量就是50。随后比特币就以约每10分钟50个的速度增长。当总量达到1050万时(2100万的50%),赏金减半为25个。当总量达到1575万(新产出525万,即1050的50%)时,赏金再减半为12.5个。根据比特币程序的设计,比特币总额是2100万。
从上述介绍看,比特币可以看做一个基于对等网络架构的猜数小游戏,每次正确的猜数结果奖励的比特币信息会传递给所有游戏者,并记录到每个游戏者的历史数据库中。
4、区块链技术因比特币的兴起产生的智能合约,通证、ICO与区块链基础平台
从上面的介绍看,比特币的技术并不是从天上掉下来的新技术,而是把原来多种互联网技术,如对等网络架构,路由的全网同步,网络安全的加密技术巧妙的组合在一起,算是一种组合创新的算法游戏。
由于比特币通过运作成为可以兑换法币,购买实物,通过升值获得暴利,全世界都不淡定了。抱着你能做,我也能做的态度,很多人创造了自己的仿比特币软件应用。同时利用政府难以监管对等网络的特点,各种山寨币与比特币一起爆发。这其中出现了很多欺诈和潜逃事件,逐步引起各国政府的关注。
区块链基础平台:用区块链技术框架创建货币还是有相当的技术难度,这时区块链基础平台以太坊等基础技术平台出现了,让普通人也可以方便的创建类“比特币”软件程序,各显神通,请人入局挖币,炒币,从中获得利益。
通证或代币:各家“比特币”、“山寨币”如果用哈希算法创建的猜数小游戏,产生自己的“货币”时,这个“货币”统称“通证”或“代币”。
ICO:由于比特币和以太币已经打通与各国法币的兑换,其他新虚拟币发币时,只允许用比特币和以太币购买发行的新币,这样的发币过程就叫ICO,ICO的出现放大了比特币,以太币的交易量。同时很多ICO项目完全建立在虚无的项目上,导致大量欺诈案例频发。进一步加深了社会对区块链生成虚拟货币的负面认识。
智能合约:可以看做区块链上的一种软件功能,是辅助区块链上各种虚拟币交易的程序,具体的功能就像淘宝上支付宝的资金托管一样,当一方用户收到的货物,在支付宝上进行确认后,资金自动支付个给买家货主,智能合约在比特币等区块链应用上也是承担了这个中介支付功能。
三、区块链技术在互联网中的历史地位和未来前景
1、区块链处于互联网技术的什么位置?是顶层的一种新软件和架构。
我们在前面的TCP/IP介绍中提到,区块链与浏览器、QQ、微信、网络游戏软件、手机APP等一样,是互联网顶层-应用层的一种软件形式。它的运行依然要靠TCP/IP的架构体系传输数据。只是与大部分应用层软件不同,没有采用C/S(B/S)的中心软件架构。而是采用了不常见的对等网络架构,从这一点说,区块链并不能颠覆互联网基础结构。
2、区块链想要颠覆谁?想颠覆万维网的B/S(C/S)结构。
它试图要颠覆其实是89年年诞生的万维网B/S,C/S结构。前面说过。由于89年年欧洲物理学家蒂姆· 伯纳斯· 李发明万维网并放弃申请专利。此后近30年中,包括谷歌,亚马逊,facebook,阿里巴巴,百度,腾讯等公司利用万维网B/S(C/S)结构,成长为互联网的巨头。
在他们的总部,建立了功能强大的中心服务器集群,存放海量数据,上亿用户从巨头服务器中获取自己需要的数据,这样也导致后来云计算的出现,而后互联网巨头把自己没有用完的中心服务器资源开放出来,进一步吸取企业,政府,个人的数据。中心化的互联网巨头对世界,国家,互联网用户影响力越来越大。
区块链的目标是通过把数据分散到每个互联网用户的计算机上,试图降低互联网巨头的影响力,由此可见区块链真正的对手和想要颠覆的是1990年诞生的B/S(C/S)结构。但能不能颠覆掉,就要看它的技术优势和瓶颈。
3、区块链的技术缺陷:追求彻底平等自由带来的困境
区块链的技术缺陷首先来自与它的对等网络架构上,举个例子,目前淘宝是B/S结构,海量的数据存放在淘宝服务器集群机房里,几亿消费者通过浏览器到淘宝服务器网站获取最新信息和历史信息。
如果用区块链技术,就是让几亿人的个人电脑或手机上都保留一份完整的淘宝数据库,每发生一笔交易,就同步给其他几亿用户。这在现实中是完全无法实现的。传输和存储的数据量太大。相当于同时建立几亿个淘宝网站运行。
因此区块链无法应用在数据量大的项目上,甚至小一点的网站项目用区块链也会吃力。到2018年,比特币运行了近10年,积累的交易数据已经让整个系统面临崩溃。
于是区块链采用了很多变通方式,如建立中继节点和闪电节点,这两个概念同样会让人一头雾水,通俗的说,就是区块链会向它要颠覆的对象B/S结构进行了学习,建立数据服务器中心成为区块链的中继节点,也用类浏览器的终端访问,这就是区块链的闪电节点。
这种变动能够缓解区块链的技术缺陷,但确让区块链变成它反对的样子,中心化。由此可见,单纯的区块链技术由于技术特征有重大缺陷,无法像万维网一样应用广泛,如果技术升级,部分采用B/S(C/S)结构,又会使得区块链有了中心化的信息节点,不在保持它诞生时的梦想。
4、从互联网大脑模型看区块链的未来前景
我们知道互联网一般是指将世界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络,在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网,即是互相连接一起的网络结构。
从1969年互联网诞生以来,人类从不同的方向在互联网领域进行创新,并没有统一的规划将互联网建造成什么结构,当时间的车轮到达2017年,随着人工智能,物联网,大数据,云计算,机器人,虚拟现实,工业互联网等科学技术的蓬勃发展,当人类抬起头来观看自己的创造的巨系统,互联网大脑的模型和架构已经越来越清晰。
通过近20年的发展依托万维网的B/S,C/S结构,腾讯QQ,微信,Facebook,微博、twitter亚马逊已经发展出类神经元网络的结构。互联网设备特别是个人计算机,手机在通过设备上的软件在巨头的中心服务器上映射出个人数据和功能空间,相互加好友交流,传递信息。互联网巨头通过中心服务器集群的软件升级,不断优化数亿台终端的软件版本。在神经学的体系中,这是一种标准的中枢神经结构。
区块链的诞生提供了另外一种神经元模式,不在巨头的集中服务中统一管理神经元,而是每台终端,包括个人计算机和个人手机成为独立的神经元节点,保留独立的数据空间,相互信息进行同步,在神经学的体系中,这是一种没有中心,多神经节点的分布式神经结构。
有趣的是,神经系统的发育出现过这两种不同类型的神经结构。在低等生物中,出现过类区块链的神经结构,有多个功能相同的神经节,都可以指挥身体活动和反应,但随着生物的进化,这些神经节逐步合并,当进化成为高等生物时,中枢神经出现了,中枢神经中包含大量神经元进行交互。
四、关于区块链在互联网未来地位的判断
1、对比特币的认知:一个基于对等网络架构(P2P)的猜数小游戏,通过高明的金融和舆论运作,成为不受政府监管的”世界性货币”。
2、对区块链的认知:一个利用哈希算法产生”通证(代币)”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用。
3、区块链有特定的用途,如大规模选举投票,大规模赌博,规避政府金融监管的金融交易等等领域,还是有不可替代的用处。
4、在更多时候,区块链技术会依附于互联网的B/S,C/S结构,实现功能的扩展,但总体依然属于互联网已有技术的补充。对于区块链目前设想的绝大部分应用场景,都是可以用B/S,C/S结构实现,效率可以更高和技术也可以更为成熟。
5、无论是从信息传递效率和资源消耗,还是从神经系统进化看,区块链无法成为互联网的主流架构,更不能成为未来互联网的颠覆者和革命者。
6、当然B/S,C/S结构发展出来的互联网巨头也有其问题,但这些将来可以通过商业的方式,政治的方式逐渐解决。
PoW算法是一种防止分布式服务资源被滥用、拒绝服务攻击的机制。它要求节点进行适量消耗时间和资源的复杂运算,并且其运算结果能被其他节点快速验算,以耗用时间、能源做担保,以确保服务与资源被真正的需求所使用。
PoW算法中最基本的技术原理是使用哈希算法。假设求哈希值Hash(r),若原始数据为r(raw),则运算结果为R(Result)。
R = Hash(r)
哈希函数Hash()的特性是,对于任意输入值r,得出结果R,并且无法从R反推回r。当输入的原始数据r变动1比特时,其结果R值完全改变。在比特币的PoW算法中,引入算法难度d和随机值n,得到以下公式:
Rd = Hash(r+n)
该公式要求在填入随机值n的情况下,计算结果Rd的前d字节必须为0。由于哈希函数结果的未知性,每个矿工都要做大量运算之后,才能得出正确结果,而算出结果广播给全网之后,其他节点只需要进行一次哈希运算即可校验。PoW算法就是采用这种方式让计算消耗资源,而校验仅需一次。
PoS算法要求节点验证者必须质押一定的资金才有挖矿打包资格,并且区域链系统在选定打包节点时使用随机的方式,当节点质押的资金越多时,其被选定打包区块的概率越大。
POS模式下,每个币每天产生1币龄,比如你持有100个币,总共持有了30天,那么,此时你的币龄就为3000。这个时候,如果你验证了一个POS区块,你的币龄就会被清空为0,同时从区块中获得相对应的数字货币利息。
节点通过PoS算法出块的过程如下:普通的节点要成为出块节点,首先要进行资产的质押,当轮到自己出块时,打包区块,然后向全网广播,其他验证节点将会校验区块的合法性。
DPoS算法和PoS算法相似,也采用股份和权益质押。
但不同的是,DPoS算法采用委托质押的方式,类似于用全民选举代表的方式选出N个超级节点记账出块。
选民把自己的选票投给某个节点,如果某个节点当选记账节点,那么该记账节点往往在获取出块奖励后,可以采用任意方式来回报自己的选民。
这N个记账节点将轮流出块,并且节点之间相互监督,如果其作恶,那么会被扣除质押金。
通过信任少量的诚信节点,可以去除区块签名过程中不必要的步骤,提高了交易的速度。
拜占庭问题:
拜占庭是古代东罗马帝国的首都,为了防御在每块封地都驻扎一支由单个将军带领的军队,将军之间只能靠信差传递消息。在战争时,所有将军必须达成共识,决定是否共同开战。
但是,在军队内可能有叛徒,这些人将影响将军们达成共识。拜占庭将军问题是指在已知有将军是叛徒的情况下,剩余的将军如何达成一致决策的问题。
BFT:
BFT即拜占庭容错,拜占庭容错技术是一类分布式计算领域的容错技术。拜占庭假设是对现实世界的模型化,由于硬件错误、网络拥塞或中断以及遭到恶意攻击等原因,计算机和网络可能出现不可预料的行为。拜占庭容错技术被设计用来处理这些异常行为,并满足所要解决的问题的规范要求。
拜占庭容错系统 :
发生故障的节点被称为 拜占庭节点 ,而正常的节点即为 非拜占庭节点 。
假设分布式系统拥有n台节点,并假设整个系统拜占庭节点不超过m台(n ≥ 3m + 1),拜占庭容错系统需要满足如下两个条件:
另外,拜占庭容错系统需要达成如下两个指标:
PBFT即实用拜占庭容错算法,解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题,算法的时间复杂度是O(n^2),使得在实际系统应用中可以解决拜占庭容错问题
PBFT是一种状态机副本复制算法,所有的副本在一个视图(view)轮换的过程中操作,主节点通过视图编号以及节点数集合来确定,即:主节点 p = v mod |R|。v:视图编号,|R|节点个数,p:主节点编号。
PBFT算法的共识过程如下:客户端(Client)发起消息请求(request),并广播转发至每一个副本节点(Replica),由其中一个主节点(Leader)发起提案消息pre-prepare,并广播。其他节点获取原始消息,在校验完成后发送prepare消息。每个节点收到2f+1个prepare消息,即认为已经准备完毕,并发送commit消息。当节点收到2f+1个commit消息,客户端收到f+1个相同的reply消息时,说明客户端发起的请求已经达成全网共识。
具体流程如下 :
客户端c向主节点p发送REQUEST, o, t, c请求。o: 请求的具体操作,t: 请求时客户端追加的时间戳,c:客户端标识。REQUEST: 包含消息内容m,以及消息摘要d(m)。客户端对请求进行签名。
主节点收到客户端的请求,需要进行以下交验:
a. 客户端请求消息签名是否正确。
非法请求丢弃。正确请求,分配一个编号n,编号n主要用于对客户端的请求进行排序。然后广播一条PRE-PREPARE, v, n, d, m消息给其他副本节点。v:视图编号,d客户端消息摘要,m消息内容。PRE-PREPARE, v, n, d进行主节点签名。n是要在某一个范围区间内的[h, H],具体原因参见 垃圾回收 章节。
副本节点i收到主节点的PRE-PREPARE消息,需要进行以下交验:
a. 主节点PRE-PREPARE消息签名是否正确。
b. 当前副本节点是否已经收到了一条在同一v下并且编号也是n,但是签名不同的PRE-PREPARE信息。
c. d与m的摘要是否一致。
d. n是否在区间[h, H]内。
非法请求丢弃。正确请求,副本节点i向其他节点包括主节点发送一条PREPARE, v, n, d, i消息, v, n, d, m与上述PRE-PREPARE消息内容相同,i是当前副本节点编号。PREPARE, v, n, d, i进行副本节点i的签名。记录PRE-PREPARE和PREPARE消息到log中,用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。
主节点和副本节点收到PREPARE消息,需要进行以下交验:
a. 副本节点PREPARE消息签名是否正确。
b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。
c. n是否在区间[h, H]内。
d. d是否和当前已收到PRE-PPREPARE中的d相同
非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f+1个验证通过的PREPARE消息,则向其他节点包括主节点发送一条COMMIT, v, n, d, i消息,v, n, d, i与上述PREPARE消息内容相同。COMMIT, v, n, d, i进行副本节点i的签名。记录COMMIT消息到日志中,用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。记录其他副本节点发送的PREPARE消息到log中。
主节点和副本节点收到COMMIT消息,需要进行以下交验:
a. 副本节点COMMIT消息签名是否正确。
b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。
c. d与m的摘要是否一致。
d. n是否在区间[h, H]内。
非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f+1个验证通过的COMMIT消息,说明当前网络中的大部分节点已经达成共识,运行客户端的请求操作o,并返回REPLY, v, t, c, i, r给客户端,r:是请求操作结果,客户端如果收到f+1个相同的REPLY消息,说明客户端发起的请求已经达成全网共识,否则客户端需要判断是否重新发送请求给主节点。记录其他副本节点发送的COMMIT消息到log中。
如果主节点作恶,它可能会给不同的请求编上相同的序号,或者不去分配序号,或者让相邻的序号不连续。备份节点应当有职责来主动检查这些序号的合法性。
如果主节点掉线或者作恶不广播客户端的请求,客户端设置超时机制,超时的话,向所有副本节点广播请求消息。副本节点检测出主节点作恶或者下线,发起View Change协议。
View Change协议 :
副本节点向其他节点广播VIEW-CHANGE, v+1, n, C , P , i消息。n是最新的stable checkpoint的编号, C 是 2f+1验证过的CheckPoint消息集合, P 是当前副本节点未完成的请求的PRE-PREPARE和PREPARE消息集合。
当主节点p = v + 1 mod |R|收到 2f 个有效的VIEW-CHANGE消息后,向其他节点广播NEW-VIEW, v+1, V , O 消息。 V 是有效的VIEW-CHANGE消息集合。 O 是主节点重新发起的未经完成的PRE-PREPARE消息集合。PRE-PREPARE消息集合的选取规则:
副本节点收到主节点的NEW-VIEW消息,验证有效性,有效的话,进入v+1状态,并且开始 O 中的PRE-PREPARE消息处理流程。
在上述算法流程中,为了确保在View Change的过程中,能够恢复先前的请求,每一个副本节点都记录一些消息到本地的log中,当执行请求后副本节点需要把之前该请求的记录消息清除掉。
最简单的做法是在Reply消息后,再执行一次当前状态的共识同步,这样做的成本比较高,因此可以在执行完多条请求K(例如:100条)后执行一次状态同步。这个状态同步消息就是CheckPoint消息。
副本节点i发送CheckPoint, n, d, i给其他节点,n是当前节点所保留的最后一个视图请求编号,d是对当前状态的一个摘要,该CheckPoint消息记录到log中。如果副本节点i收到了2f+1个验证过的CheckPoint消息,则清除先前日志中的消息,并以n作为当前一个stable checkpoint。
这是理想情况,实际上当副本节点i向其他节点发出CheckPoint消息后,其他节点还没有完成K条请求,所以不会立即对i的请求作出响应,它还会按照自己的节奏,向前行进,但此时发出的CheckPoint并未形成stable。
为了防止i的处理请求过快,设置一个上文提到的 高低水位区间[h, H] 来解决这个问题。低水位h等于上一个stable checkpoint的编号,高水位H = h + L,其中L是我们指定的数值,等于checkpoint周期处理请求数K的整数倍,可以设置为L = 2K。当副本节点i处理请求超过高水位H时,此时就会停止脚步,等待stable checkpoint发生变化,再继续前进。
在区块链场景中,一般适合于对强一致性有要求的私有链和联盟链场景。例如,在IBM主导的区块链超级账本项目中,PBFT是一个可选的共识协议。在Hyperledger的Fabric项目中,共识模块被设计成可插拔的模块,支持像PBFT、Raft等共识算法。
Raft基于领导者驱动的共识模型,其中将选举一位杰出的领导者(Leader),而该Leader将完全负责管理集群,Leader负责管理Raft集群的所有节点之间的复制日志。
下图中,将在启动过程中选择集群的Leader(S1),并为来自客户端的所有命令/请求提供服务。 Raft集群中的所有节点都维护一个分布式日志(复制日志)以存储和提交由客户端发出的命令(日志条目)。 Leader接受来自客户端的日志条目,并在Raft集群中的所有关注者(S2,S3,S4,S5)之间复制它们。
在Raft集群中,需要满足最少数量的节点才能提供预期的级别共识保证, 这也称为法定人数。 在Raft集群中执行操作所需的最少投票数为 (N / 2 +1) ,其中N是组中成员总数,即 投票至少超过一半 ,这也就是为什么集群节点通常为奇数的原因。 因此,在上面的示例中,我们至少需要3个节点才能具有共识保证。
如果法定仲裁节点由于任何原因不可用,也就是投票没有超过半数,则此次协商没有达成一致,并且无法提交新日志。
数据存储:Tidb/TiKV
日志:阿里巴巴的 DLedger
服务发现:Consul etcd
集群调度:HashiCorp Nomad
只能容纳故障节点(CFT),不容纳作恶节点
顺序投票,只能串行apply,因此高并发场景下性能差
Raft通过解决围绕Leader选举的三个主要子问题,管理分布式日志和算法的安全性功能来解决分布式共识问题。
当我们启动一个新的Raft集群或某个领导者不可用时,将通过集群中所有成员节点之间协商来选举一个新的领导者。 因此,在给定的实例中,Raft集群的节点可以处于以下任何状态: 追随者(Follower),候选人(Candidate)或领导者(Leader)。
系统刚开始启动的时候,所有节点都是follower,在一段时间内如果它们没有收到Leader的心跳信号,follower就会转化为Candidate;
如果某个Candidate节点收到大多数节点的票,则这个Candidate就可以转化为Leader,其余的Candidate节点都会回到Follower状态;
一旦一个Leader发现系统中存在一个Leader节点比自己拥有更高的任期(Term),它就会转换为Follower。
Raft使用基于心跳的RPC机制来检测何时开始新的选举。 在正常期间, Leader 会定期向所有可用的 Follower 发送心跳消息(实际中可能把日志和心跳一起发过去)。 因此,其他节点以 Follower 状态启动,只要它从当前 Leader 那里收到周期性的心跳,就一直保持在 Follower 状态。
当 Follower 达到其超时时间时,它将通过以下方式启动选举程序:
根据 Candidate 从集群中其他节点收到的响应,可以得出选举的三个结果。
共识算法的实现一般是基于复制状态机(Replicated state machines),何为 复制状态机 :
简单来说: 相同的初识状态 + 相同的输入 = 相同的结束状态 。不同节点要以相同且确定性的函数来处理输入,而不要引入一下不确定的值,比如本地时间等。使用replicated log是一个很不错的注意,log具有持久化、保序的特点,是大多数分布式系统的基石。
有了Leader之后,客户端所有并发的请求可以在Leader这边形成一个有序的日志(状态)序列,以此来表示这些请求的先后处理顺序。Leader然后将自己的日志序列发送Follower,保持整个系统的全局一致性。注意并不是强一致性,而是 最终一致性 。
日志由有序编号(log index)的日志条目组成。每个日志条目包含它被创建时的任期号(term),和日志中包含的数据组成,日志包含的数据可以为任何类型,从简单类型到区块链的区块。每个日志条目可以用[ term, index, data]序列对表示,其中term表示任期, index表示索引号,data表示日志数据。
Leader 尝试在集群中的大多数节点上执行复制命令。 如果复制成功,则将命令提交给集群,并将响应发送回客户端。类似两阶段提交(2PC),不过与2PC的区别在于,leader只需要超过一半节点同意(处于工作状态)即可。
leader 、 follower 都可能crash,那么 follower 维护的日志与 leader 相比可能出现以下情况
当出现了leader与follower不一致的情况,leader强制follower复制自己的log, Leader会从后往前试 ,每次AppendEntries失败后尝试前一个日志条目(递减nextIndex值), 直到成功找到每个Follower的日志一致位置点(基于上述的两条保证),然后向后逐条覆盖Followers在该位置之后的条目 。所以丢失的或者多出来的条目可能会持续多个任期。
要求候选人的日志至少与其他节点一样最新。如果不是,则跟随者节点将不投票给候选者。
意味着每个提交的条目都必须存在于这些服务器中的至少一个中。如果候选人的日志至少与该多数日志中的其他日志一样最新,则它将保存所有已提交的条目,避免了日志回滚事件的发生。
即任一任期内最多一个leader被选出。这一点非常重要,在一个复制集中任何时刻只能有一个leader。系统中同时有多余一个leader,被称之为脑裂(brain split),这是非常严重的问题,会导致数据的覆盖丢失。在raft中,两点保证了这个属性:
因此, 某一任期内一定只有一个leader 。
当集群中节点的状态发生变化(集群配置发生变化)时,系统容易受到系统故障。 因此,为防止这种情况,Raft使用了一种称为两阶段的方法来更改集群成员身份。 因此,在这种方法中,集群在实现新的成员身份配置之前首先更改为中间状态(称为联合共识)。 联合共识使系统即使在配置之间进行转换时也可用于响应客户端请求,它的主要目的是提升分布式系统的可用性。
昨天,DRC在币乎豪撒 3,000,000 DRCT的开奖结果出来了,不知道你中奖了没有?如果还没有查,那就赶紧去币乎的糖果盒子里面看一眼吧。
考虑到有些小伙伴对DRC项目还不是很了解,所以本文尝试用通俗易懂的语言给小伙伴们介绍一下这个项目。
现在区块链行业蓬勃发展,日新月异,但不可否认其中鱼龙混杂,真假难辨。投资者,难以判断项目好坏;初创科技公司和项目方,无处寻求区块链专业服务;而技术极客和专家学者,空有十八般武艺却无处施展;这些问题成为阻碍区块链行业健康发展的瓶颈。
DRC以此为切入点,旨在打造“数字世界的华尔街”,营造自律、自治、透明、公开的区块链生态系统,促进区块链行业的稳定、有序与健康发展。
参照DRC的白皮书:
简单的说,DRC就是要做一个第三方的评级机构,对区块链项目进行 尽职调查 和 项目评级 。
尽职调查简称 尽调 ,参照百度百科的定义:
一般企业在收购资产时,都会进行尽调,以评估机会和风险。这与投资者投资区块链项目有很多相似之处。
最近这半年,区块链领域涌现出很多评级机构,但大部分评级机构都还是中心化的评级体系。但DRC却使用了分布式自治或者说是去中心化的方式进行评级。这样做最大的优势是评级结果相对客观公平,没有任何人能够左右评级结果。
这种评级的方式,体现了DRC社区大家协同众智、众包、众评、众享的理念,可以持续性的进行。只要有发起人发起尽调,不管这个发起人是社区、还是项目方、还是投资机构,都可以发起尽调。
可能有小伙伴会有疑惑: 这种专业性的尽职调查,不应该是由专业人士或者专家来做吗?用这种去中心化的方式,虽然结果客观公正,但是给出的结论可信度如何?
经过我的思考,我觉得这个问题可以从两方面来回答。
第一,区块链领域是个特别特别新兴的领域,或者说现在还是个很小众的市场。这里面可能就没有真正的专家,即使有一些行业的大牛,水平很高,但估计他们因为时间或者收益的关系,也不会来参与这种项目的评级。所以即使在中心化的评级机构里面,参与评级的人可能也并非是专家,只不过进入币圈稍早,认知会高于普通人。
第二,完成一个专业的尽职调查,最重要的是有一套专业的体系和方法,人在其中的作用是慢慢的弱化了。
怎么理解这句话,我举个例子就明白了。以快递行业为例,顺丰为什么能够做到行业老大,就是因为顺丰有一整套完备的系统。在其他快递公司还在手工分拣快递时,顺丰已经实现了扫码录入和分拣。而我最近一次发顺丰快递,惊奇的发现连纸质快递单都不用填写了,直接用手机电子化录入,这无疑可以大幅提升收取快递的效率,同时录入的信息可以多次复用。所以,同样的一个快递员,利用顺丰的系统,收发快递的速度就会高于其他快递公司,这里面系统的作用大于具体的人的作用。
回到尽职调查这件事情,DRC给出了一整套区块链项目风险评级的方法,将一项复杂的、专业性较高的项目尽调工作按团队评估、项目评估、技术评估、方案评估与经济模型评估等维度进行分解,拆解成各个子任务,社区自愿者认领其中的一个或者几个任务。
而DRC平台的评级模型将自动汇总计算项目评估得分,通过评分规则映射得到项目初始评级。并引入专家评审、争议仲裁、群众投票等机制,综合各方意见体现在最终评级结果中。
我们可以看一下具体的评级框架是怎样的。DRC项目评级框架覆盖5项评估大类、22项评估子类,提炼109项评估指标,如下表所示:
经过近半年的实际运行,DRC通过这套评级系统已经对EOS、IOTA、SEER、LikeCoin等众多项目进行了评级,并取得了不错的效果。
我个人以为DRC的价值不仅仅在于具体项目的评级结果,其最大的价值在于 梳理出来一套适用于区块链项目的评级体系,并可以通过分布式尽调的方式落地实现 。
有了这么好的服务,那哪些人会需要DRC的服务呢?
科技创新项目: 对于区块链、人工智能、物联网等前沿创新领域,他们需要一个智能的风控管家,而DRC可以在他们融资期、生存期与发展期,提供企业所需要的评级、信息披露、风控、审计等方面提供服务。
投资机构与投资者: 专家又贵又难找,为什么不找DRC呢?在这里有很多的专家、极客、投资分析师,分布在不同领域、行业与专业的人士提供服务,专业又实在;Preangel Fund就公开表示愿意以DRC作为入门筛选门槛,评级达到一定程度才可以进入评审范围。
数字资产的交易所: DRC的项目评级结果当然也可以作为交易所筛选优质项目的依据,甚至可以基于不同的项目提供差异化的定价,这是未来发展趋势。
广大对科技创新感兴趣的群众: 通过渗透式参与DRC社区活动和学习了解前沿行研报告、项目评估报告,可以不断学习、不断进步,炼出一付“火眼金睛“,鉴别真伪。
目前DRC生态中分布式尽调模式已比较成熟,包括HuobiPRO、BCEX、Allcoin、LBank等交易所,还有PreAngel等投资机构,以及新加坡Npower / Longhash等孵化器都采用DRC分布式尽调结果为其筛选项目提供依据。DRC目前拥有中英文社区超过7000人,在全球超10个国家拥有共建社区,DRC的代币DRCT已上线FCoin和BCEX交易所,受到不少投资者的追捧。
通过上述的分析, DRC分布式监管科技协同平台 :利用区块链技术,充分发挥社区理念,将高端、优质的专业服务普惠化。并提供激励机制,鼓励专业人士打破各自所在阵营和公司的束缚,到一个更加开放、协同平台上施展自己的才能,获得回报。这里的收获不仅是代币收获,还有知识的收获、人脉的收获以及名誉收获。同时对于投资机构和投资者来说,以较低的成本获得高效和专业服务,是一个多方共赢的结果。
所以,综合服务的内容、服务提供的方式以及奖励模式来看,市场上暂时还没有和DRC完全相似的产品。让我们对DRC后续的发展拭目以待。
区块链1.0时代即是数字货币的时代,技术基础为:
1. 以区块为单位的连庄数据块结构
2. 全网共享账本
3. 非对称加密
4. 源代码开源
区块链2.0时代技术基础:
1. 智能合约;是区块链系统中的应用,是以编码的可自动运行的的业务逻辑,通常有自己代币和专用开发语言;
2. DAPP:包含用户接卖弄的应用,包括但不限于各种加密货币,如以太坊钱包;
3. 虚拟机:用于执行智能合约编译后的代码,虚拟机是图灵完备的。
随着区块链技术的应用和不断深入,区块链3.0时代已经来临,从各行各业的运转背后都可以看到区块链协作运转的模式,因此区块链必将广泛而深刻的改变人类的生活方式,因此整个生活服务将进入区块链时代。在这个互联网发展过程当中,区块链+实体行业、区块链电商、区块链社群运营都可以运用到区块链技术。
当然3.0伴随着现代密码学发展才产生的,现今应用的密码学是20年前的的密码学成果,因此要将区块链技术应用于更多参与场景,特别是应用于互联网经济等方面,现有的加密技术是否满足需求还需要更多的验证,需要更深入的整合密码学前沿技术,不断创新。
写到这里,本文关于如何进入区块链专业群和有没有好的区块链交流群推荐啊?的介绍到此为止了,如果能碰巧解决你现在面临的问题,如果你还想更加了解这方面的信息,记得收藏关注本站。
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