今天给各位分享区块链隐蔽通信系统设计的知识,其中也会对区块链隐蔽通信系统设计方案进行解释,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!
随着互联网的都不发展,消费者对区块链技术和数字虚拟货币的认知程度也在不断的提高。
今天,我们就一起来了解一下区块链技术的基础运算方法都有哪些结构构成的。
下面java课程就一起来了解一下具体情况吧。
构成计算技术的基本元素是存储、处理和通信。
大型主机、PC、移动设备和云服务都以各自的方式展现这些元素。
各个元素之内还有专门的构件块来分配资源。
本文聚焦于区块链的大框架:介绍区块链中各个计算元素的模块以及各个模块的一些实现案例,偏向概论而非详解。
区块链的组成模块以下是去中心化技术中各个计算元素的构件块:存储:代币存储、数据库、文件系统/blob处理:有状态的业务逻辑、无状态的业务逻辑、高性能计算通信:数据、价值和状态的连接网络存储作为基本计算元素,存储部分包含了以下构件块。
代币存储。
代币是价值的存储媒介(例如资产、证券等),价值可以是比特币、航空里程或是数字作品的版权。
代币存储系统的主要作用是发放和传输代币(有多种变体),同时防止多重支付之类的事件发生。
比特币和Zcash是两大“纯净”的、只关注代币本身的系统。
以太坊则开始将代币用于各种服务,以实现其充当全球计算中心的理想。
这些例子中代币被用作运营整个网络架构的内部激励。
还有些代币不是网络用来推动自身运行的内部工具,而是用做更高级别网络的激励,但它们的代币实际上是存储在底层架构中的。
一个例子是像Golem这样的ERC20代币,运行在以太坊网络层上。
另一个例子是Envoke的IP授权代币,运行在IPDB网络层上。
数据库。
数据库专门用来存储结构化的元数据,例如数据表(关系型数据库)、文档存储(例如JSON)、键值存储、时间序列或图数据库。
数据库可以使用SQL这样的查询快速检索数据。
传统的分布式(但中心化)数据库如MongoDB和Cassandra通常会存储数百TB甚至PB级的数据,性能可达到每秒百万次写入。
SQL这样的查询语言是很强大的,因为它将实现与规范区分开来,这样就不会绑定在某个具体的应用上。
SQL已经作为标准应用了数十年,所以同一个数据库系统可以用在很多不同的行业中。
换言之,要在比特币之外讨论一般性,不一定要拿图灵完备性说事。
你只需要一个数据库就够了,这样既简洁又方便扩展。
有些时候图灵完备也是很有用的,我们将在“去中心化处理”一节具体讨论。
BigchainDB是去中心化的数据库软件,是专门的文档存储系统。
它基于MongoDB(或RethinkDB),继承了后者的查询和扩展逻辑。
但它也具备了区块链的特征,诸如去中心化控制、防篡改和代币支持。
IPDB是BigchainDB的一个受监管的公开实例。
在区块链领域,也可以说IOTA是一个时间序列数据库。
文件系统/blob数据存储。
这些系统以目录和文件的层级结构来存储大文件(电影、音乐、大数据集)。
IPFS和Tahoe-LAFS是去中心化的文件系统,包含去中心化或中心化的blob存储。
FileCoin、Storj、Sia和Tieron是去中心化的blob存储系统,古老而出色的BitTorrent也是如此,虽然后者使用的是p2p体系而非代币。
以太坊Swarm、Dat、Swarm-JS基本上都支持上述两种方式。
数据市场。
这种系统将数据所有者(比如企业)与数据使用者(比如AI创业公司)连接在一起。
它们位于数据库与文件系统的上层,但依旧是核心架构,因为数不清的需要数据的应用(例如AI)都依赖这类服务。
Ocean就是协议和网络的一个例子,可以基于它创建数据市场。
还有一些特定应用的数据市场:EnigmaCatalyst用于加密市场,Datum用于私人数据,DataBrokerDAO则用于物联网数据流。
处理接下来讨论处理这个基本计算元素。
“智能合约”系统,通常指的是以去中心化形式处理数据的系统[3]。
它其实有两个属性完全不同的子集:无状态(组合式)业务逻辑和有状态(顺序式)业务逻辑。
无状态和有状态在复杂性、可验证性等方面差异巨大。
三种去中心化的处理模块是高性能计算(HPC)。
无状态(组合式)业务逻辑。
这是一种任意逻辑,不在内部保留状态。
用电子工程术语来说,它可以理解为组合式数字逻辑电路。
这一逻辑可以表现为真值表、逻辑示意图、或者带条件语句的代码(if/then、and、or、not等判断的组合)。
因为它们没有状态,很容易验证大型无状态智能合约,从而创建大型可验证的安全系统。
N个输入和一个输出需要O(2^N)个计算来验证。
跨账本协议(ILP)包含crypto-conditions(CC)协议,以便清楚地标出组合电路。
CC很好理解,因为它通过IETF成为了互联网标准,而ILP则在各种中心和去中心化的支付网络(例如超过75家银行使用的瑞波)中广泛应用。
CC有很多独立实现的版本,包括JavaScript、Python、Java等。
BigchainDB、瑞波等系统也用CC,用以支持组合式业务逻辑/智能合约。
随着互联网的都不发展,消费者对区块链技术和数字虚拟货币的认知程度也在不断的提高。
今天,我们就一起来了解一下区块链技术的基础运算方法都有哪些结构构成的。
下面java课程就一起来了解一下具体情况吧。
构成计算技术的基本元素是存储、处理和通信。
大型主机、PC、移动设备和云服务都以各自的方式展现这些元素。
各个元素之内还有专门的构件块来分配资源。
本文聚焦于区块链的大框架:介绍区块链中各个计算元素的模块以及各个模块的一些实现案例,偏向概论而非详解。
区块链的组成模块以下是去中心化技术中各个计算元素的构件块:存储:代币存储、数据库、文件系统/blob处理:有状态的业务逻辑、无状态的业务逻辑、高性能计算通信:数据、价值和状态的连接网络存储作为基本计算元素,存储部分包含了以下构件块。
代币存储。
代币是价值的存储媒介(例如资产、证券等),价值可以是比特币、航空里程或是数字作品的版权。
代币存储系统的主要作用是发放和传输代币(有多种变体),同时防止多重支付之类的事件发生。
比特币和Zcash是两大“纯净”的、只关注代币本身的系统。
以太坊则开始将代币用于各种服务,以实现其充当全球计算中心的理想。
这些例子中代币被用作运营整个网络架构的内部激励。
还有些代币不是网络用来推动自身运行的内部工具,而是用做更高级别网络的激励,但它们的代币实际上是存储在底层架构中的。
一个例子是像Golem这样的ERC20代币,运行在以太坊网络层上。
另一个例子是Envoke的IP授权代币,运行在IPDB网络层上。
数据库。
数据库专门用来存储结构化的元数据,例如数据表(关系型数据库)、文档存储(例如JSON)、键值存储、时间序列或图数据库。
数据库可以使用SQL这样的查询快速检索数据。
传统的分布式(但中心化)数据库如MongoDB和Cassandra通常会存储数百TB甚至PB级的数据,性能可达到每秒百万次写入。
SQL这样的查询语言是很强大的,因为它将实现与规范区分开来,这样就不会绑定在某个具体的应用上。
SQL已经作为标准应用了数十年,所以同一个数据库系统可以用在很多不同的行业中。
换言之,要在比特币之外讨论一般性,不一定要拿图灵完备性说事。
你只需要一个数据库就够了,这样既简洁又方便扩展。
有些时候图灵完备也是很有用的,我们将在“去中心化处理”一节具体讨论。
BigchainDB是去中心化的数据库软件,是专门的文档存储系统。
它基于MongoDB(或RethinkDB),继承了后者的查询和扩展逻辑。
但它也具备了区块链的特征,诸如去中心化控制、防篡改和代币支持。
IPDB是BigchainDB的一个受监管的公开实例。
在区块链领域,也可以说IOTA是一个时间序列数据库。
文件系统/blob数据存储。
这些系统以目录和文件的层级结构来存储大文件(电影、音乐、大数据集)。
IPFS和Tahoe-LAFS是去中心化的文件系统,包含去中心化或中心化的blob存储。
FileCoin、Storj、Sia和Tieron是去中心化的blob存储系统,古老而出色的BitTorrent也是如此,虽然后者使用的是p2p体系而非代币。
以太坊Swarm、Dat、Swarm-JS基本上都支持上述两种方式。
数据市场。
这种系统将数据所有者(比如企业)与数据使用者(比如AI创业公司)连接在一起。
它们位于数据库与文件系统的上层,但依旧是核心架构,因为数不清的需要数据的应用(例如AI)都依赖这类服务。
Ocean就是协议和网络的一个例子,可以基于它创建数据市场。
还有一些特定应用的数据市场:EnigmaCatalyst用于加密市场,Datum用于私人数据,DataBrokerDAO则用于物联网数据流。
处理接下来讨论处理这个基本计算元素。
“智能合约”系统,通常指的是以去中心化形式处理数据的系统[3]。
它其实有两个属性完全不同的子集:无状态(组合式)业务逻辑和有状态(顺序式)业务逻辑。
无状态和有状态在复杂性、可验证性等方面差异巨大。
三种去中心化的处理模块是高性能计算(HPC)。
无状态(组合式)业务逻辑。
这是一种任意逻辑,不在内部保留状态。
用电子工程术语来说,它可以理解为组合式数字逻辑电路。
这一逻辑可以表现为真值表、逻辑示意图、或者带条件语句的代码(if/then、and、or、not等判断的组合)。
因为它们没有状态,很容易验证大型无状态智能合约,从而创建大型可验证的安全系统。
N个输入和一个输出需要O(2^N)个计算来验证。
跨账本协议(ILP)包含crypto-conditions(CC)协议,以便清楚地标出组合电路。
CC很好理解,因为它通过IETF成为了互联网标准,而ILP则在各种中心和去中心化的支付网络(例如超过75家银行使用的瑞波)中广泛应用。
CC有很多独立实现的版本,包括JavaScript、Python、Java等。
BigchainDB、瑞波等系统也用CC,用以支持组合式业务逻辑/智能合约。
关于区块链技术的探讨我们在前几期的文章中已经说过很多次了,而且也给大家介绍了使用哪些编程开发语言来实现对区块链技术的具现化,今天我们就一起来了解一下,如何从分布式的角度来分析理解区块链的构造。
区块链是源于比特币中的底层技术,用于实现一个无中心的点对点现金系统,因为没有中心机构的参与,比特币以区块链的形式来组织交易数据,防止“双花”,达成交易共识。
传统意义上的数字资产,比如游戏币,是以集中式的方式管理的,仅能在单个系统中流转,由某个中心化机构负责协调,通常以数据库的方式来存储。
宏观上看,区块链和数据库一样,都是用来保存数据,只是数据存取的形式有所不同。
区块链本质上是一个异地多活的分布式数据库。
异地多活的提出,原本是为了在解决系统的容灾问题,多年来也一直是分布式数据库领域在探索的方向,但鲜有成效,因为异地多活需要解决数据冲突的问题,这个问题其实不好解决。
然而诞生于比特币的区块链以一种全新的方式实现了全球大的异地多活数据库,它完全开放,没有边界,支持上万节点并可随机的加入和退出。
在区块链中数据冲突问题就更加突出了,区块链里每个节点是完全对等的多活架构,上万个节点要达成一致,数据以谁为准呢?比特币采用的方式是POW,大家来算一个谜题,谁先算出来,就拥有记账权,在这个周期,就以他所记的账为准,下一个周期大家重新计算。
争夺记账权的节点决定将哪些交易打包进区块,并将区块同步给其他节点,其他节点仍然需要基于本地数据对区块中的交易做验证,并不像数据库的主从节点间那样无条件接受,这就是区块链里的共识算法。
POW虽然消耗大量算力,好处是在争夺记账权的过程中POW只要在自身节点中计算hash,不需要经过网络投票来选举,网络通信的代价小,适合大规模节点之间共识。
厦门电脑培训认为POW是目前公有链里完备简单粗暴做法,经得起考验,但问题是效率太低。
所以后面发展出了PoS、DPoS,谁拥有资产多,谁就拥有记账权,或者大家投票,但这样又引入了经济学方面的问题,比如所谓的贿选的问题,这就不太好控制了。
在传统分布式数据库里,不叫共识算法,而叫一致性算法,本质上也是一回事。
但分布式数据库里一般节点数都很少,而且网络是可信的,通常节点都是安全可靠的,我们基本上可以相信每一个节点,即使它出现故障,不给应答,但绝对不会给出假应答。
所以在传统公司分布式数据里,都用Raft或Paxos协议去做这种一致性算法。
中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要全文正式发布,在第五篇的第十五章第二节内容显示,培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业,提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平。推动智能合约、共识算法、加密算法、分布式系统等区块链技术创新。
法律依据:
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和二零三五年远景目标纲要》第十五条聚焦高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域,加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用。加强通用处理器、云计算系统和软件核心技术一体化研发。加快布局量子计算、量子通信、神经芯片、存储等前沿技术,加强信息科学与生命科学、材料等基础学科的交叉创新,支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务。培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业,提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平。构建基于应用场景和产业生态,在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧医疗等重点领域开展试点示范。鼓励企业开放搜索、电商、社交等数据,发展第三方大数据服务产业。促进共享经济、平台经济健康发展。
ethash
答区块链隐蔽通信系统设计:在DAPP中,没有一个中心服务器来协调节点,或者决定什么是对,什么是错,因此应对这个挑战确实不容易,一致性协议(concensus protocol)可用于解决这个问题。
补充:共识算法区块链隐蔽通信系统设计的核心就是解决拜占庭将军问题(分布式网络一致性问题)。
答:修改bug或者更新DAPP很困难。
如果我需要从一个中心化应用抓取数据,如车辆违章信息,怎么保证抓取的数据是真实有效的区块链隐蔽通信系统设计?
答:为了访问中心化的API,可以使用Oraclize服务可以作为中间人,Oraclize为从中心化服务智能合约中抓取的数据提供TLSNotary验证。
中心化应用的所有者需要有盈利才能长期维护应用的运行,而DAPP虽然没有所有者,但是跟中心化应用一样,DAPP节点需要硬件和网络资源才能维持运行。DAPP节点需要一些有用的回报来维持运行,于是内部货币登场了。大多数DAPP都有内置内部货币,或者可以说最成功的DAPP都有内置内部货币。如以太币
授权的DAPP不对所有人开放。授权的DAPP继承了免权限DAPP的全部属性,但需要权限才能参与到网络中去。授权的DAPP与免权限的DAPP的共识协议是不同的。授权的DAPP没有内部货币。
超级账本(Hyperledger)项目致力于开发创建授权的DAPP技术。
为什么少数国家认定比特币是非法的,大部分国家对此还没有做出决定呢?原因如下:
星际文件存储系统(InterPlanetary File System)是一个去中心化的文件系统。
目标是通过使交易几乎瞬间完成,并隐藏交易账户的信息,还可以防止他人用ISP追踪所有者。
任何人都可以成为以太坊网络中的矿工。每个矿工独自解决问题,第一个解决问题的矿工是胜利者,它得到的回报是5个以太币和该区块中全部交易的交易费。区块链中有多少个区块没有限制,可以生成的以太币总数也没有限制。
网络中的任何节点都可以检查区块链是否合法,首先检查交易在区块链中是否合法以及时间戳的验证情况,然后检查区块的目标值和随机数是否合法、矿工是否得到合法的回报等。
节点是如何发现网络中的其他节点的呢?
以太坊的节点发现协议:Kadelima,在这种协议中,有一种特殊节点Bootstrap节点。它保存了一段时间内与它连接的所有节点列表,但其本身不保存区块链。
当对等节点连接到以太坊网络时,它们首先连接到Bootstrap节点。
可以有多种以太坊实例,也就是说,不同的网络每个都有自己的网络ID。
两种主要的以太坊网络是主网和测试网。以太币在主网上交易,而测试网供开发人员测试。
一个去中心化的通信协议,它支持广播、用户到用户、加密信息等,但不用于传输大数据。
一个去中心化的文件系统。
geth为其他应用提供了与其通信的JSON-RPC API。使用HTTP、WebSocket和其他协议服务于JSON-RPC API。
JSON-RPC API提供的API分成如下类型:
以太坊网络中的节点默认用 30303 端口通信。
--networkid 用于指定网络ID,1代表主网网络ID,缺省默认值为1,2代表测试网络ID
--dev 标记运行一个私有网络
--etherbase 指定挖矿赚取的回报存入的钱包地址
--unlock 解锁一个或者多个账户
以太坊钱包与geth捆绑在一起。运行以太坊时,它会尝试发现一个本地geth实例并与之连接;如果它不能发现geth正在运行,它就启动自己的geth节点。以太坊钱包使用IPC与geth通信。geth支持以文件为基础的IPC。
以太坊下一个主要更新的名字。Serenity把共识协议改为casper,并将整合状态通道和分片。
Casper 实施了一个进程,使得它可以惩罚所有的恶意因素。这就是权益证明在Casper下是如何工作的:
验证者押下一定比例的他们拥有的以太币作为保证金。然后,他们将开始验证区块。也就是说,当他们发现一个可以他们认为可以被加到链上的区块的时候,他们将以通过押下赌注来验证它。
如果该区块被加到链上,然后验证者们将得到一个跟他们的赌注成比例的奖励。但是,如果一个验证者采用一种恶意的方式行动、试图做“无利害关系”的事,他们将立即遭到惩罚,他们所有的权益都会被砍掉。正如你可以看到的,Casper被设计成可以在一个无需信任的系统上工作,并且是更加拜占庭容错的。
支付通道 功能允许将两个以上向另一个账户发送以太币的交易合并成两个交易。其工作原理为:假设X是一个视频网站老板,Y是个用户。X每分钟收费1个以太币。现在X想让Y看视频期间每分钟交一次钱。当然,Y可以每分钟广播交易,但是这里有些问题,例如X不得不等待确认,所以视频就会中断一会。支付通道可以解决这个问题。使用支付通道,Y可以广播一个锁定交易,为X把一些以太币(比如100个以太币)锁定一段时间(比如24小时)。现在每看完一分钟视频,Y将发送一个签名记录表示可以解锁,一个以太币就进入X的账户,其余的进入Y的账户。再过一分钟,Y将发送一个签名记录表示可以解锁,两个以太币就进入X的账户,其余的进入Y的账户。Y观看X网站的视频过程中,该过程将持续。现在假设Y看完了100小时视频或者24小时时间到了,X将向网络广播最后的签名记录,以把钱收到自己的账户里。如果X没有在24小时内提款,全款会返还给Y。所以在区块链中,我们将看到lock和unlock两种交易。
Sybil攻击
51%攻击
补充:不能存储较大数据,目前有Swarm与IPFS等分布式存储方式可供选择
把所有东西都存在内存里,因此,节点一旦重启,将丢失以前的状态。
默认监听端口:8545
区块链上升到国家高度区块链隐蔽通信系统设计,“要把区块链作为核心技术自主创新区块链隐蔽通信系统设计的重要突破口区块链隐蔽通信系统设计,加快推动区块链技术和产业创新发展”。这对于区块链概念板块无疑是一个重磅消息,区块链、数字货币等概念股迎来超级风口。
区块链是对现有成熟技术的有机组合,其核心技术主要包括分布式账本、 共识机制、智能合约以及密码学,进而实现难以篡改的链式数据结构。
构建区块链的物理基础是分布式账本,是在多个网络节点中进行独立完整的 数据存储。为解决分布式系统的一致性认证,系统层面引入共识算法,应用 较多的包括 PoW、PoS(主要用于比特币等公链系统,配套发行代币,算力 消耗较大),以及 PBFT(主要用于联盟链或私链,不需要代币)。
天风证券研究报告指出,区块链技术的特性,对通信产业链带来三方面直接拉动区块链隐蔽通信系统设计:
1)算力承载带动 服务器和数据中心需求;
2)分布式存储带动公有云/私有云需求,同时区 块链应用也将加速企业上云进度,对云计算、IDC、交换机/服务器产生长 期需求;
3)低时延高速率的 5G 网络是解决区块链交易速率低的重要途径。
天风证券指出,区块链的应用部署,将对通信产业多个环节带来需求拉动,具体来看:
1)公链模式下,共识算法需要大量算力支持,目前应用于共识计算的设备 以服务器(矿机)为主,将产生大量服务器需求,带动 IDC 需求增长。
2)公链和联盟链模式下,区块链均需要大量分布式节点存储账本信息,将 带来公有云/私有云存储需求。进一步提升云计算、IDC 以及交换机/服务器的长期需求。
3)由于区块链分布式架构的特性,不同节点计算能力、网络状况等因素导 致区块链交易速度较低(比特币网络 7 笔/秒、以太坊 15 笔/秒,相比 VISA 峰值 56000 笔/秒、支付宝 256000 笔/秒显著偏低)。为解决区块链规模应 用中的交易拥堵和成本攀升,高性能网络成为重要的环节。5G 网络的大速 率、低时延特性,以及天然的大规模边缘节点资源,完美契合区块链技术的 需求。
区块链技术被提升到自主创新重要突破口的高度,产业投入、研发和落地 进度有望持续提速。天风证券认为,作为区块链部署和运行的核心载体,通信产业链有望长期重点受益,具体来看:
写到这里,本文关于区块链隐蔽通信系统设计和区块链隐蔽通信系统设计方案的介绍到此为止了,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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