區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu),原來是這樣?

——你好,我是心態(tài),專注分享對區(qū)塊鏈的認知與投資思考。希望能幫到你。

區(qū)塊鏈的核心技術(shù)如下

給大家科普一下區(qū)塊鏈核心技術(shù)及架構(gòu)4點

1.非對稱加密算法

非對稱加密是相對于對稱加密算法來說。。對稱加密算法在加密和解密式用的是同一個鑰匙,可以加密又可以解密。

而非對稱加密算法,需要兩個密鑰來進行加密和解密,這兩個密鑰是公鑰與私鑰,公鑰加密過只能用私鑰解密,公鑰也不行。

簡單想象一個場景:

熊大和熊二要使用非對稱加密方式完成重要的信息的安全傳輸:首先熊大生成一對公鑰與私鑰。

熊大可以通過短信微信電話把公鑰告訴熊二,熊二得到公鑰后使用公鑰對重要信息進行加密,再發(fā)給熊大,最后熊大用自己保存的專用私鑰對加密信息進行解密。在傳輸過程中,即使攻擊者截獲了傳輸密文得到了公鑰,也無法破解密文,因為只有熊大的私鑰才能解密。

同樣熊大要給熊二傳輸密文,熊二生成公鑰與私鑰,發(fā)公鑰給熊大,自己保存好私鑰用于解密

去中心化

2。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

區(qū)塊鏈,是分為區(qū)塊與鏈

區(qū)塊;是記錄一段時間發(fā)生的交易和狀態(tài)結(jié)果,主要記載了區(qū)塊頭、交易詳情、交易計算器與區(qū)塊大小等數(shù)據(jù),是對當前賬本狀態(tài)一次共識。

鏈;是由一個一個區(qū)塊按照發(fā)生的時間順序串聯(lián)而成,通過時間戳機制,保證區(qū)塊按時間順序銜接成鏈

合起來叫“區(qū)塊鏈”

整個區(qū)塊里面也分成好幾部分:

(1)區(qū)塊頭。包含上一個區(qū)塊編號、該區(qū)塊產(chǎn)生的時間、隨機數(shù)(挖礦算出該區(qū)塊最終的答案)、挖礦難度系數(shù)。

(2)交易詳情。是每個區(qū)塊中主要的內(nèi)容,記錄了每筆交易的轉(zhuǎn)出方、轉(zhuǎn)出方數(shù)字簽名、收入方和金額

(3)交易計數(shù)器。顯示每個區(qū)塊中包含的交易的數(shù)值

(4)區(qū)塊大小。區(qū)塊的體積。比特幣目前體積不超過1MB。

3.分布式存儲。

傳統(tǒng)中都是中心化存儲,管理中心可以篡改存儲中的數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈采用的是去中心化分布式存儲數(shù)據(jù),所有的信息都在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中點對點進行傳播,信息的傳遞沒有中心化處理器,實現(xiàn)了“沒有中間商賺差價”的去中心化網(wǎng)絡(luò)。而點對點(P2P)技術(shù)起源于1997年,在2000年是技術(shù)基本成熟。

在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中,區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)庫由散布全球各節(jié)點進行更新和維護。所有節(jié)點都參加新數(shù)據(jù)的錄入過程。對于加入?yún)^(qū)塊鏈的新數(shù)據(jù),大多數(shù)節(jié)點必須達成一致才能成功寫入。這種機制保證了數(shù)據(jù)的安全,讓篡改內(nèi)容變得非常困難,除非篡改者掌握了大多數(shù)節(jié)點和算力,才有可能篡改數(shù)據(jù),這就是比特幣的51%攻擊原理

區(qū)塊鏈也被人說成是“去中心化分布式賬本”。分布式存儲簡單的來說:就是賬本數(shù)據(jù)每個全節(jié)點都有備份,因為該賬本是全網(wǎng)共同維護的。不會因中心化數(shù)據(jù)或者賬本。被中心篡改或者丟失。

4、共識機制

共識機制就是區(qū)塊鏈的靈魂。所謂共識機制,就是在一個時間段內(nèi)對事物的前后順序達成共識的一種算法,被稱為“共識機制”。共識機制是讓所有參與的節(jié)點,對所有新增的區(qū)塊信息(如發(fā)行數(shù)字貨幣歸宿達成共識。)。

使得去中心化體系能夠維護同一賬本,就像法律一樣,維系著區(qū)塊鏈世界的正常運轉(zhuǎn)。

目前各種共識機制的差異在于:進行驗證的方式與誰來主導驗證?

常見的3種共識機制如下:

第一種共識機制(POW)

工作量證明機制pow,意思就是誰的工作量越多,收益就越大。這里工作就是猜數(shù)字,誰能最快的猜出這個隨機而唯一的數(shù)字,誰就成為這一個區(qū)塊信息公示人與這個區(qū)塊token的擁有者。

POW是久經(jīng)考驗的共識機制,是目前所有共識機制中運行最久的,相對公平的機制。

第二種共識機制POS

權(quán)益證明機制POS,這種機制類似于股權(quán)憑證,因此也叫股權(quán)證明法。Pos機制是根據(jù)每個節(jié)點所占代幣的比例和時間等比例降低挖礦難度,從而加快挖礦的速度,而持有最多Token的人來公司最終信息,Token的人數(shù)越多的人獲得公示信息的幾率越高,公示人也會得到一定的Token做獎勵。

POS改進版:DPOS授權(quán)權(quán)益機制

DPOS是將記賬人專業(yè)化,先通過投票選出記賬人,類似選群眾代表,然后記賬人之間再輪流記賬,通過大幅度縮小參與驗證記賬節(jié)點的數(shù)量可以達到秒級共識驗證,商業(yè)化前景遠大。

DPOS不足之處就是中性化太明顯。

第三種拜占庭容錯PBFT

pBFT來源于拜占庭將軍問題,這是點對點通信中的基本問題。意思是全部成員在同一個戰(zhàn)略上達成一致時,才能迎來勝利。但是,這其中也許會有部分叛亂的、不靠譜的成員存在。

拜占庭容錯算法的基本算法可以用一句話來描述:系統(tǒng)中任何人都是不可靠的,一個人收到其他人發(fā)過來的消息后,并不立即做出判斷,而是把自己收到的消息再傳遞給其他人,因為系統(tǒng)中誠實的人是多數(shù),所以最終每個人可以根據(jù)總信息作出判斷。

聽起來有點繞,其中的關(guān)鍵點是:收到消息后不立即判斷,而是再傳遞給其它人,通過信息交換作出一致決定。


PBFT改進版:DBFT授權(quán)拜占庭容錯算法。

這是由權(quán)益來選出記賬人,然后記賬人之間通過拜占庭容錯算法來達成共識。

這個機制的優(yōu)點是:采用專業(yè)化的記賬人;可以容忍任何類型的錯誤;記賬由多人協(xié)同完成,每一個區(qū)塊都有最終性,不會分叉;算法的可靠性有嚴格的數(shù)學證明。缺點是當有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)。還有當有1/3及以上的記賬人聯(lián)合作惡,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。

目前區(qū)塊鏈主流共識機制大概就這三種。


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