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如何鼓励网络节点参与验证记账

发布时间:2022-07-01 06:43:15

⑴ 区块链技术的优势

1、去中心化

由于使用分布式核算和存储,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

2、开放性

系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

3、自治性

区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。

4、匿名性

由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。

突出优势:

信息不可篡改

一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

(1)如何鼓励网络节点参与验证记账扩展阅读:

区块链起源于比特币,标志着上轮金融危机起点的雷曼兄弟倒闭后两周,2008年11月1日,一位自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的人发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文,阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念,这标志着比特币的诞生。

两个月后理论步入实践,2009年1月3日第一个序号为0的比特币创世区块诞生。几天后2009年1月9日出现序号为1的区块,并与序号为0的创世区块相连接形成了链,标志着区块链的诞生。

近年来,世界对比特币的态度起起落落,但作为比特币底层技术之一的区块链技术日益受到重视。在比特币形成过程中,区块是一个一个的存储单元,记录了一定时间内各个区块节点全部的交流信息。

各个区块之间通过随机散列(也称哈希算法)实现链接(chain,后一个区块包含前一个区块的哈希值,随着信息交流的扩大,一个区块与一个区块相继接续,形成的结果就叫区块链[3]。

⑵ 区块链目前用到哪些共识机制它们各自的优缺点和适用范围是什么

目前主要有四大类共识机制:Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量证明,就是大家熟悉的挖矿,通过与或运算,计算出一个满足规则的随机数,即获得本次记账权,发出本轮需要记录的数据,全网其它节点验证后一起存储;
优点:完全去中心化,节点自由进出;
缺点:目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力,其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全;挖矿造成大量的资源浪费;共识达成的周期较长,不适合商业应用

2、Pos权益证明,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
缺点:还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点

3、DPos股份授权证明机制,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。
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

4、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;是目前行业链大范围在使用的共识机制
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

在使用共识机制,保证数据一致性时的巨大优势(共识机制则是Ripple首先提出的,数据正确性优先的网络交易同步机制,在共识网络中,无论软件代码怎么变动,无法取得共识就无法进入网络,更不要提分叉了)。
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PS:稍微自黑下,虽然共识机制绝对能确保任何时候都不会产生硬分叉。但是,这种机制的缺点也比较明显,那就是要取得与其他节点的共识,明显要比当前Bitcoin网络漫长的多。极端情况下,在Ripple共识机制网络中掉线的后果也是很恐怖的。

有可能你家停电一天,第二天整个系统就再也无法与其它Rippled节点取得共识了(共识机制事实上需要超过80%的节点承认了你的数据,你的提交才会被其它节点接受,否则就会被排它的拒绝连接),甚至只能清空自己全部500多GB数据重新同步才能连上其它Ripple节点。

所以目前来说,现有的Rippled端并不适合民用(商用的话影响就比较小,比如RL自己的Rippled节点托管在亚马逊云数据中心,长时间无响应是可以高额索赔的,而且那种地方除了大型灾害几乎不会断),这也是RL一直想改进的方面之一。

⑶ 区块链中的股份授权证明机制(DPoS)是什么

DPoS如何兼顾中心化和去中心化的优势?
股份授权证明机制,简称DPoS,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。为了激励更多人参与竞选,系统会生成少量代币作为奖励。比特股、点点币等数字资产都采用该方式。
DPoS有点像议会制度或人民代表大会制度。如果代表不能履行他们的职责,比如轮到他们记账时,他们没能完成则会被除名,网络会选出新的节点来取代他们。
DPoS的每个客户端都有能力决定哪些节点可以被信任。相较PoW(工作量证明机制),DPoS大幅提高区块链处理数据的能力,甚至可以实现秒到账,同时也大幅降低维护区块链网络安全的费用,从而使数字资产的交易速度接近Visa等中心化结算系统。

⑷ 每个区块只能由一个矿工确认记账吗

区块链的原理:去中心化的分布式记账系统
区块链技术的核心是所有当前参与的节点共同维护交易及数据库,它使交易基于密码学原理而不基于信任,使得任何达成一致的双方,能够直接进行支付交易,不需第三方的参与。
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从技术上来讲,区块是一种记录交易的数据结构,反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链,所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。一个区块包含以下三部分:交易信息、前一个区块形成的哈希散列、随机数。交易信息是区块所承载的任务数据,具体包括交易双方的私钥、交易的数量、电子货币的数字签名等;前一个区块形成的哈希散列用来将区块连接起来,实现过往交易的顺序排列;随机数是交易达成的核心,所有矿工节点竞争计算随机数的答案,最快得到答案的节点生成一个新的区块,并广播到所有节点进行更新,如此完成一笔交易。
1.1 什么是区块链
区块链(BlockChain)是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让参与系统中的任意多个节点,通过一串使用密码学方法相关联产生的数据块(block),每个数据块中包含了一定时间内的系统全部信息交流数据,并且生成数据指纹用于验证其信息的有效性和链接(chain)下一个数据库块。
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通俗一点说,区块链技术就指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库,也就是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。目前就是谁的系统谁来记账,各个银行的账本就是各个银行在记,的账本就是阿里在记。但现在区块链系统中,系统中的每个人都可以有机会参与记账。在一定时间段内如果有新的交易数据变化,系统中每个人都可以来进行记账,系统会评判这段时间内记账最快最好的人,将其记录的内容写到账本,并将这段时间内账本内容发给系统内所有的其他人进行备份。这样系统中的每个人都了一本完整的账本。因此,这些数据就会变得非常安全。篡改者需要同时修改超过半数的系统节点数据才能真正的篡改数据。这种篡改的代价极高,导致几乎不可能。例如,比特币运行已经超过7年,全球无数的黑客尝试攻击比特币,但是至今为止没有出现过交易错误,可以认为比特币区块链被证明是一个安全可靠的系统。
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1.2 为什么会有区块链创新
人类在活动的过程中需要交流,而交流是以信息为基础的,以前信息流通不够便利,无法满足市场参与者对信息的需求,因此中介、中心随之诞生。这种中心化体系存在高成本、低效率、价值分散、“信息孤岛”以及数据存储不安全的问题。但由于技术和环境因素导致这种体系仍然持续运营多年,直到互联网的出现。第一代互联网的起点是TCP/IP协议,就是执行一个网络上所有节点统一格式对等传输信息的开放代码,把全球统一市场所需要的自由、平等的基本价值观给程序化、协议化、可执行化。互联网消灭了价值低、成本高的中间链条,去中心化的实现了全球信息传递的低成本高效率。
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但是,第一代互联网没有解决信息的信用问题。互联网上能去中心化的活动一定是无需信用背书的活动,需要信用做保证的一定是中心化的、第三方中介参与的活动。因此,无法建立全球信用的互联网技术就在前进中遇到了很大的阻碍——人们无法在互联网上通过去中心化的方式参与任何价值交换活动。人们要实现价值交换,还是需要基于信用而存在的第三方中介(如银行、清算、交易所)。全球中心化信用体系仍然存在运营成本高、效率低、易受攻击破坏等问题。例如各国法币,信用价值不同,清算体系也各不兼容,给全球贸易增加了很大成本。
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因此,第二代互联网必须突破的是:怎样去中心化的建立全球信用?让价值传递也低成本高效率进行。我们需要在互联网中创造一种技术,这种技术在无法保证人们互相信任的前提下,还可以从事价值交换的活动,从而做到真正的去中心化、去第三方中介,实现从信息互联网到价值互联网的转变。
1.3 区块链应用
布比区块链已经应用于股权、供应链、积分等领域,并正在与交易所、银行开展试验和应用测试。
数贝荷包做为布比区块链上的一款积分应用已于近期上线,对区块链技术在各行业中的落地应用是一个很好示范作用。
1.4 为什么金融行业需要区块链
信任是金融业的基础。为维护信任,金融业的发展催生了大量的高成本、低效率、单点故障的中介,包括托管、第三方支付、公证人、银行、交易所等。区块链技术使用全新的加密认证技术和去中心化共识机制去维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本,让参与者在无需相互认知和建立信任关系的前提下,通过一个统一的账本系统确保资金和信息安全。这对金融来说具有重大的意义。所以全球金融巨头纷纷探索区块链应用,这一方面是为了防范被颠覆的风险,另一方面也是“为我所用”,提高效率、降低成本,从而巩固、优化并扩大既有势力。
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第一,区块链能够降低信任风险。区块链技术具有开源、透明的特性,系统的参与者能够知晓系统的运行规则,验证账本内容和账本构造历史的真实性和完整性,确保交易历史是可靠的、没有被篡改的,相当于提高了系统的可追责性,降低了系统的信任风险。例如,区块链可以规避当前互联网金融P2P的跑路、欺诈等事件。
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第二,区块链能够提高支付、交易、结算效率。在区块链上,交易被确认的过程就是清算、交收和审计的过程。区块链使用分布式核算,所有交易都实时显示在类似于全球共享的电子表格上,实时清算,效率大大提升。例如,美国证券结算制度为T+3,区块链却能将效率提升到分钟级别,这能让结算风险降低99%,从而有效降低资金成本和系统性风险。
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第三,区块链能够降低经营成本。金融各个业务系统与后台工作,往往面临长流程多环节。现今无论Visa、Master还是都是中心化运营,货币转移要通过第三方,这使得跨境交易、货币汇率、内部核算、时间花费的成本过高,并给资本带来了风险。区块链能够简化、自动化冗长的金融服务流程,减少前台和后台交互,节省大量的人力和物力,这对优化金融业务流程、提高金融的竞争力具有重要意义。西班牙银行认为,到2022年,区块链技术帮助金融行业降低200亿美元的记账成本。
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第四,区块链能够有效预防故障与攻击。传统金融模型以交易所或银行等金融为中心,一旦中心出现故障或被攻击,就可能导致整体网络瘫痪,交易暂停。区块链在点对点网络上有许多分布式节点和计算机服务器来支撑,任何一部分出现问题都不会影响整体运作,而且每个节点都保存了区块链数据副本。所以区块链内置业务连续性,有着极高的可靠性、容错性。
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第五,区块链能够提升自动化水平。由于所有文件或资产都能够以代码或分类账的形式体现,通过对区块链上的数据处理程序进行设置,智能合约及自动交易就可能在区块链上实现。例如,智能合约可以把一组金融条款写入协议,保证合约的自动执行和违约偿付。
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第六,区块链能够满足监管和审计要求。区块链上储存的记录具有透明性、可追踪性、不可改变性的特征。任何记录,一旦写入到区块链,都是永久保存且无法篡改的。任何交易双方之间的交易都是可以被追踪和查询。
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除了以上对现有系统和商业模式的积极作用外,区块链还能够驱动新型商业模式的诞生。一方面区块链技术的特点让它能够实现一些在中心化模式下难以实现的商业模式,另一方面区块链通过源代码的开放和协作极大地鼓励了全社会的创新和协作。当然,区块链在金融应用中会存在很多问题和挑战,文中在具体应用中也进行了思考。
区块链技术的工作原理并不难去理解,我们着力于具体的区块链技术的应用研究就可以发现这种区块链技术的工作原理无所不在。

⑸ VS平台的全节点与轻节点

全节点是参与记账并即时同步账本的设备,需要玩家同步当前区 块的所有交易信息并参与交易数据的验证,设置成为全节点的设备需要与 VS 公链保持良好的连接,并通过 P2P 网络接受其他节点的交易信息。全节点需要消耗自身硬件的算力、 电力、带宽和存储资源,全节点可以在混合共识机制下获得更高的 PoD 值,进而更大概率获得记账权和对应奖励。轻节点的设备不同步全网全部账本,仅在设备上线时参与交易验证。而 且轻节点不会像全节点一样进行过程和 结果的验证,而是仅仅对节点运行环境和输入数据的进行验证,即采用可信执 行环境验证,进一步提高了公链效率。

⑹ 分布式共识包含哪三种方法

PoW 、PoS 、DPOW都是什么意思?
说到区块链,我们必然会谈及它的共识机制。不了解区块链的共识机制,就无法理解区块链的真正意义。那么,今日份的区块链的共识机制了解一下?
共识机制是什么?
什么是共识?直取它的字面意思,就是"共同的认识".
人与人是不同的,这种不同不仅体现在身材、长相、能力,更体现在文化、观点、想法、利益诉求等等方面。
共识,简而言之,就是一个群体的成员在某一方面达成的一致意见。
我们了解到,信任是社会运转中的一大痛点,银行有自己的信用体系,过去的金融体系服务于只服务于极少的企业家,因为建立信用体系耗资巨大。后来支付宝有了芝麻信用,信用已经关系到生活的很多方面,信用卡额度、花呗额度,芝麻信用高出国还可以免签。我们正享受着信用给我们带来的便捷。
区块链本质是去中心化,去中心化的核心是共识机制,区块链上的共识机制主要解决由谁来构造区块,以及如何维护区块链统一的问题。
区块链共识机制的目标是使所有的诚实节点保存一致的区块链视图,同时满足两个性质:
1)一致性:所有诚实节点保存的区块链的前缀部分完全相同。
2)有效性:由某诚实节点发布的信息终将被其他所有诚实节点记录在自己的区块链中。
区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方,也无须信任一个中心化的机构,只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。
共识机制是什么?PoW 、PoS 、DPOW都是什么意思?
共识机制的必要性?
分布式系统中,多个主机通过异步通信方式组成网络集群。在这样的一个异步系统中,需要主机之间进行状态复制,以保证每个主机达成一致的状态共识。错误信息可能出现在异步系统内并不断传播,因此需要在默认不可靠的异步网络中定义容错协议,以确保各主机达成安全可靠的状态共识,这就是共识机制诞生的必要性。
这种自信任的前提是区块链的共识机制(consensus),即在一个互不信任的市场中,要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑,都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则,判断每一笔记录的真实性,最终将判断为真的记录记入区块链之中。attachments-2018-08-9yY7VRHa5b738e3d96021.jpg
换句话说,如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争,则这些节点几乎不可能合谋欺骗你,而当节点们在网络中拥有公共信誉时,这一点体现得尤为明显。区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立"信任"网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
当今区块链的几种共识机制介绍
区块链上的共识机制有多种,但任何一种都不是完美无缺,或者说适用于所有应用场景的。
PoW 工作量证明
整个系统中每个节点为整个系统提供计算能力(简称算力),通过一个竞争机制,让计算工作完成最出色的节点获得系统的奖励,即完成新生成货币的分配,简单理解就是多劳多得,bitcoin、LTC等货币型区块链就应用POW机制。
优点
完全去中心化节点自由进出,算法简单,容易实现破坏系统花费的成本巨大,只要网络破坏者的算力不超过网络总算力的50%,网络的交易状态就能达成一致
缺点
浪费能源,这是最大的缺点区块的确认时间难以缩短,如bitcoin每秒只能做7笔交易,不适合商业应用新的区块链必须找到一种不同的散列算法,否则就会面临bitcoin的算力攻击对节点的性能网络环境要求高容易产生分叉,需要等待多个确认无法达成最终一致性
PoS 权益证明
也称股权证明,类似于你把财产存在银行,这种模式会根据你持有加密货币的数量和时间,分配给你相应的利息。
优点
对节点性能要求低,达成共识时间短
缺点
没有最终一致性,需要检查点机制来弥补最终性
DPOW 委托股权证明
DPOW是 PoS 的进化方案,在常规 PoW和 PoS 中,任何一个新加入的区块,都需要被整个网络所有节点做确认,非常影响效率。
DPoS则类似于现代董事会的投票机制,通过选举代表来进行投票和决策。被选举出的n个记账节点来做新区块的创建、验证、签名和相互监督,这样就极大地减少了区块创建和确认所需要消耗的时间和算力成本。
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
牺牲了去中心化的概念,不适合公有链
PBFT 实用拜占庭容错
实用拜占庭容错机制是一种采用"许可投票、少数服从多数"来选举领导者并进行记账的共识机制,该共识机制允许拜占庭容错,允许强监督节点参与,具备权限分级能力,性能更高,耗能更低,而且每轮记账都会由全网节点共同选举领导者,允许33%的节点作恶,容错率为33%.实用拜占庭容错特别适合联盟链的应用场景。
优点
会背离中心化,加密货币的存在及奖励机制会产生马太效应,让社区中的穷者更穷,富者更富共识效率高,可实现高频交易
缺点
当系统只剩下33%的节点运行时,系统会停止运行
dBFT 授权拜占庭容错
这种机制是用权益来选出记账人,然后记账人之间通过拜占庭容错算法达成共识。授权拜占庭容错机制最核心的一点,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。
优点
专业化的记账人可以容忍任何类型的错误记账由多人协同完成,每一个区块都有最终性,不会分叉算法的可靠性有严格的数学证明
缺点
当三分之一或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务当三分之一或以上记账人联合作恶,可能会使系统出现分叉
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
不需要加密货币也可以工作,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bitcoin,更适合多方参与的多中心商业模式。
Paxos
这是一种传统的分布式一致性算法,是一种基于选举领导者的共识机制。领导者节点拥有绝对权限,并允许强监督节点参与,其性能高,资源消耗低。所有节点一般有线下准入机制,但选举过程中不允许有作恶节点,不具备容错性。
Paxos算法中将节点分为三种类型:
proposer:提出一个提案,等待大家批准为结案。往往是客户端担任该角色
acceptor:负责对提案进行投票。往往是服务端担任该角色
learner:被告知结案结果,并与之统一,不参与投票过程。可能为客户端或服务端
Paxos 能保证在超过50%的正常节点存在时,系统能达成共识。
瑞波共识机制
瑞波共识算法使一组节点能够基于特殊节点列表形成共识,初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由该俱乐部51%的会员投票通过。共识遵循这些核心成员的"51%权利",外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由中心化开始,它将一直是中心化的,而如果它开始腐化,股东们什么也做不了。与bitcoin及Peercoin一样,瑞波系统将股东们与其投票权隔开,因此,它比其他系统更中心化。
Peercoin
Peercoin(点点币,PPC),混合了POW工作量证明及POS权益证明方式,其中POW主要用于发行货币,未来预计随着挖矿难度上升,产量降低,系统安全主要由POS维护。
在区块链网络中,由于应用场景的不同,所设计的目标各异,不同的区块链系统采用了不同的共识算法。每种共识算法都不是完美的,都有其优点和局限性。
区块链解决了在不可信信道上传输可信信息、价值转移的问题,而共识机制解决了区块链如何分布式场景下达成一致性的问题。
虽然区块链目前还处于发展的早期,行业发展还面临着一些阻碍,但社会已经足够多地认识到区块链的价值,区块链发展的脚步绝不会停滞不前,行业发展也定会找到突破阻碍的方法。

⑺ 区块链公链都有哪些

区块链有公有区块链、联合(行业)区块链、私有区块链。公链有点对点电子现金系统:比特币、智能合约和去中心化应用平台:以太坊。

区块链为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

区块链(Blockchain),为比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。



(7)如何鼓励网络节点参与验证记账扩展阅读

根据区块链网络中心化程度的不同,分化出3种不同应用场景下的区块链:

1、全网公开,无用户授权机制的区块链,称为公有链;

2、允许授权的节点加人网络,可根据权限查看信息,往往被用于机构间的区块链,称为联盟链或行业链;

3、所有网络中的节点都掌握在一家机构手中,称为私有链。

联盟链和私有链也统称为许可链,公有链称为非许可链。

区块链特征

1、去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,除了自成一体的区块链本身,通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出最本质的特征。

2、开放性。区块链技术基础是开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人开放,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

3、独立性。基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法),整个区块链系统不依赖其他第三方,所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据,不需要任何人为的干预。

4、安全性。只要不能掌控全部数据节点的51%,就无法肆意操控修改网络数据,这使区块链本身变得相对安全,避免了主观人为的数据变更。

5、匿名性。除非有法律规范要求,单从技术上来讲,各区块节点的身份信息不需要公开或验证,信息传递可以匿名进行。

⑻ 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。

⑼ 区块链中的每个区块中记录要经历哪些验证环节

会经历三个验证环节,分别是:
1. 账本验证问题 实际上对于第一个问题,很容易想到解决方法,那就是少数服从多数,如果某个节点的账本数据被篡改了,那么只需要和全网其他节点的数据比对,就必然能发现异常。 但问题在于,随着时间的推移,记录的累积,数据量会越来越庞大,记得在13年的时候,笔者下载的比特币钱包,从网络同步下载下来的交易账本数据就已经多达几十GB,如果说要对这么大的数据进行逐一传输、比对,可以说是不现实的。
2. 账户所有权的证明 如果我要通过某个账户给另一个账户转账,必然需要证明我对此账户的所有权。对于中心化的货币系统,我们只需要向银行出示密码即可,但是对于去中心化的系统,如果我们也通过出示密码给其他节点,来证明我们对账户的所有权,那么我们的密码也就泄露给了其他节点(即用户)。
3. 事实上这是一个现代密码学中比较基础的问题,说白了就是如何在不暴露自己私钥的前提下,自证身份,也有很成熟的解决方法:利用非对称加密算法。关于算法的细节,计划在后面单独说说现代密码学的一些基础算法,这里我们就用类比的方法描述一下。
4. 记账问题:去中心化的前提就是,时刻需要有节点在线,否则就没有人处理记账、验证交易等工作,那么,比特币有什么机制,让人们心甘情愿的时刻保持在线呢? 我们之前说过,比特币_10分钟,会将这10分钟内的交易数据打包记录成一个区块,也就是记账。但是不是所有人都有权利去记账的,全网的每个节点,都会去计算一个问题,只有第一个解出符合要求的答案的节点,才有记账权,而作为奖励,该节点会得到一定数量的比特币。
5. 随着比特币的价格越来越高,越来越多的人参与到这种解题竞赛中去,并将这一过程戏称为“挖矿”,也正是这些“矿工”,维持着整个比特币网络的运转。而这也就是比特币的发行过程:_10分钟,通过奖励矿工的形式,产生新的比特币。

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