一、区块链节点有多少
btc节点数量
据Bitnodes统计,比特币区块链上的“可达节点”目前为10208个。
在比特币节点数量排行中,美国所占数量最多,为2483个,达到24.32%。中国排名第五,数量为454个。
区块链网络中的节点包括
区块链网络中的节点包括手机、矿机和服务器等等。
节点指的是区块链网络中的计算机,由大量个人或者家庭用户参与的区块链,每个个人或者家庭都是区块链的节点。
区块链是由一个个小区块组成,形成一个区块节点的每个人互不相识,但彼此之间却相互信任,因为他们也有一个共同的目的,就是都想获得机制的奖励。
全球一共有多少条区块链公链?全球的区块链公链有:
1、BTC:
与大多数货币不同,比特币不依靠特定货币机构发行,它依据特定算法,通过大量的计算产生,比特币经济使用整个p2p网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为,并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。
2、ETH:
Ethereum(以太坊)是一个用于分布式应用程序的全球性开源平台,是为了解决比特币网络所存在的问题应运而生的区块链系统,它为开发者提供在区块链上搭建和发布应用的平台。
以太坊可以用来编程、分散、担保和交易任何事物包括投票、域名、金融交易所,众筹、公司管理、合同和大部分的协议、知识产权,智能资产等。发行于2014年7月24日,众筹时首次发行总量大约在7200万枚ETH。
3、ICP:
DFINITY团队自2015年起就致力于区块链底层技术研究,致力于开发一种基于区块链的,安全、强大的下一代应用级区块链全球计算机。DFINITY正在构建一款全新的去中心化的公共云计算服务。
4、ADA:
Cardano以同行评审的学术研究为基础,体现了开放性和透明性精神。支持Cardano的所有研究和技术规范都是公开发布的,并且所有Cardano开发活动都向公众开放。它由一支全球专家团队设计,这些专家是各个领域的领导者,并由IOHK及其合作伙伴共同开发,IOHK负责开发技术,Cardano基金会负责监督开发和推广,而Emurgo则负责推动商业应用。
5、VET:
VET是VEN按照1VEN:100VET比例转换而来。Vechain平台是一个基于区块技术的全球账本型信息交互协作云平台。通过API与应用层对接,把现实世界中的人、事或物数字化,实现信息的互通互联。
2018-09-05小白学区块链——21个超级节点1,什么是超级节点
所谓超级节点,就是指EOS网络中,那些收集交易信息并打包到区块里的节点,也可以简单理解为打包区块的“矿工”。
2,为什么是21个超级节点
我们知道中心化的效率很高,但是安全性很低;去中心化安全性高,但是效率很低。所以区块链世界一直想在中心化和去中心化之间寻找一个平衡点,来兼顾安全与效率。EOS正是基于此,为了提高网络运转效率,通过减少节点来应对,采取投票的方式来确定21个节点,此之外还有100个备选节点见证人,这些节点或许在BM看来是对效率与安全的一个很好的平衡。
3,?成为超级节点的利益
皮书中提到,EOS的每年会增发代币的5%给维持节点的人。这笔钱什么概念呢?EOS总量十亿,5%也就是五千万;EOS现价按40RMB来算,分给21个节点,每个节点每年仍有接近1亿的收益。EOS的价格一旦飞涨,那么这些超级节点们在未来的收益是不可估量的,在这么大的好处面前,各国的各路大佬都来竞选节点分一杯羹。
4,超级节点对于持币人的意义
争超级节点的团队为了获得票数,要么大量买入EOS,要么拿出比较诱人的奖励来拉票,有的团队会拿收益给大家分红(BM不支持这样的贿选),有的是另外的利益。其次投票必须使用EOS,这就相对于EOS币的价值注入,使其成为更有价值的币。
二、区块链的大小是多少
区块链是什么?
区块链是分布式数据存储、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)是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。
含义
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
区块链
广义来讲,区块链技术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方式??。
基础架构模型
区块链基础架构模型
一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点?。
区块链核心技术简介
区块链主要解决的交易的信任和安全问题,因此它针对这个问题提出了四个技术创新:
第一个叫分布式账本,就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目,因此它们都可以参与监督交易合法性,同时也可以共同为其作证。
跟传统的分布式存储有所不同,区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面:一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。
没有任何一个节点可以单独记录账本数据,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。
第二个叫做非对称加密和授权技术,存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。
第三个叫做共识机制,就是所有记账节点之间怎么达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。
区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点,其中“少数服从多数”并不完全指节点个数,也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时,所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。
以比特币为例,采用的是工作量证明,只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下,才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候,这基本上不可能,从而杜绝了造假的可能。
最后一个技术特点叫智能合约,智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例,如果说每个人的信息(包括医疗信息和风险发生的信息)都是真实可信的,那就很容易的在一些标准化的保险产品中,去进行自动化的理赔。
在保险公司的日常业务中,虽然交易不像银行和证券行业那样频繁,但是对可信数据的依赖是有增无减。因此,笔者认为利用区块链技术,从数据管理的角度切入,能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。
区块链的发展历程
区块链–原始区块链,是一种去中心化的数据库,它包含一张被称为区块的列表,有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接:设计区块链使得数据不可篡改—一旦记录下来,在一个区块中的数据将不可逆。
区块链的设计是一种保护措施,比如(应用于)高容错的分布式计算系统。区块链使混合一致性成为可能。这使区块链适合记录事件、标题、医疗记录和其他需要收录数据的活动、身份识别管理,交易流程管理和出处证明管理。区块链对于金融脱媒有巨大的潜能,对于引导全球贸易有着巨大的影响。
2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念,在随后的几年中,成为了电子货币比特币的核心组成部分:作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器,区块链数据库能够进行自主管理。为比特币而发明的区块链使它成为第一个解决重复消费问题的数字货币。比特币的设计已经成为其他应用程序的灵感来源。
1991年,由StuartHaber和W.ScottStornetta第一次提出关于区块的加密保护链产品,随后分别由RossJ.Anderson与BruceSchneierJohnKelsey分别在在1996年和1998年发表。与此同时,NickSzabo在1998年进行了电子货币分散化的机制研究,他称此为比特金。2000年,StefanKonst发表了加密保护链的统一理论,并提出了一整套实施方案。
区块链格式作为一种使数据库安全而不需要行政机构的授信的解决方案首先被应用于比特币。2008年10月,在中本聪的原始论文中,“区块”和“链”这两个字是被分开使用的,而在被广泛使用时被合称为区块-链,到2016年才被变成一个词:“区块链”。在2014年8月,比特币的区块链文件大小达到了20千兆字节。
到2014年,“区块链2.0”成为一个关于去中心化区块链数据库的术语。对这个第二代可编程区块链,经济学家们认为它的成就是“它是一种编程语言,可以允许用户写出更精密和智能的协议,因此,当利润达到一定程度的时候,就能够从完成的货运订单或者共享证书的分红中获得收益”。区块链2.0技术跳过了交易和“价值交换中担任金钱和信息仲裁的中介机构”。它们被用来使人们远离全球化经济,使隐私得到保护,使人们“将掌握的信息兑换成货币”,并且有能力保证知识产权的所有者得到收益。第二代区块链技术使存储个人的“永久数字ID和形象”成为可能,并且对“潜在的社会财富分配”不平等提供解决方案。14-15截至2016年,区块链2.0链下交易仍旧需要通过Oracle,使任何“基于时间或市场条件[确实需要]的外部数据或事件与区块链交互”。
在2016年,俄罗斯联邦中央证券所(NSD)宣布了一个基于区块链技术的试点项目。许多在音乐产业中具有监管权的机构开始利用区块链技术建立测试模型,用来征收版税和世界范围内的版权管理。2016年7月,IBM在新加坡开设了一个区块链创新研究中心。2016年11月,世界经济论坛的一个工作组举行会议,讨论了关于区块链政府治理模式的发展。据Accenture的一份关于创新理论发展的调查中显示,2016年区块链在经济领域获得的13.5%使用率,使其达到了早期开发阶段。在2016年,行业贸易组织共创了全球区块链论坛,这就是电子商业商会的前身。
该概念在中本聪的白皮书中提出,中本聪创造第一个区块,即“创世区块”。
2009年1月3日,比特币的创始人中本聪在创世区块里留下一句永不可修改的话:
“TheTimes03/Jan/2009Chancelloronbrinkofsecondbailoutforbanks(2009年1月3日,财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘)。”
当时正是英国的财政大臣达林被迫考虑第二次出手纾解银行危机的时刻,这句话是泰晤士报当天的头版文章标题。
区块链的时间戳服务和存在证明,第一个区块链产生的时间和当时正发生的事件被永久性的保留了下来。
比特币公司BTCC于2015年推出了一项服务“千年之链”即区块链刻字服务,就是采用的以上原理。用户可以将通过这项服务将文字刻在区块链上,永久保存。
数字货币的现状是百花齐放,列出一些常见的:bitcoin、litecoin、dogecoin、dashcoin,除了货币的应用之外,还有各种衍生应用,如Ethereum、Asch等底层应用开发平台以及NXT,SIA,比特股,MaidSafe,Ripple等行业应用。
2016年1月20日,中国人民银行数字货币研讨会宣布对数字货币研究取得阶段性成果。会议肯定了数字货币在降低传统货币发行等方面的价值,并表示央行在探索发行数字货币。中国人民银行数字货币研讨会的表达大大增强了数字货币行业信心。这是继2013年12月5日央行五部委发布关于防范比特币风险的通知之后,第一次对数字货币表示明确的态度。
可以用区块链的一些领域可以是:
??智能合约
??证券交易
??电子商务
??物联网
?社交通讯
??文件存储
??存在性证明
??身份验证
??股权众筹
我们可以把区块链的发展类比互联网本身的发展,未来会在internet上形成一个比如叫做finance-internet的东西,而这个东西就是基于区块链,它的前驱就是bitcoin,即传统金融从私有链、行业链出发(局域网),bitcoin系列从公有链(广域网)出发,都表达了同一种概念——数字资产(DigitalAsset),最终向一个中间平衡点收敛。
区块链的进化方式是:
?区块链1.0——数字货币
?区块链2.0——数字资产与智能合约
?区块链3.0——各种行业分布式应用落地
区块链到底是不是骗局区块链技术本身不是骗局,但是不排除有人拿区块链做幌子去做骗局。区块链存在的几个问题:1、区块链体积过大问题随着区块链的发展,节点存储的区块链数据体积会越来越大,存储和计算负担将越来越重。以比特币区块链为例,其完整数据的大小当前已达约71GB,用户如果使用比特币核心客户端进行数据同步的话,可能三天三夜都无法同步完成,并且,区块链的数据量还在不断地增加,这给比特币核心客户端的运行带来了很大的门槛。2、区块链数据确认时间的问题目前的区块链系统,尤其是金融区块链系统中,存在数据确认时间较长的问题。以比特币区块链为例,当前比特币交易的一次确认时间大约需要10分钟,6次确认的情况下,需要等待约1小时,当然对于信用卡动则2至3天的确认时间来说,比特币已经有了很大的进步了,但距离理想状态仍有较大距离。3、处理交易频率问题区块链系统面临交易频率过低的问题。还是以比特币区块链为例,每条交易的平均大小约为250个字节(Byte),如果区块大小限制在1MB,那么可以容纳的交易数量为4000条。按照每10分钟产生一个区块的速度计算,每天可以产生144个区块,也就是能容纳576000条交易,再除以每天的秒数86400,比特币区块链最高每秒处理6.67笔交易。目前,比特币区块链上每天的实际交易量已经接近系统瓶颈(图),如果扩容问题没有得到解决,可能造成大量交易的堵塞延迟。比特币区块平均交易数(来源:区块元)相比之下,Paypal在2013年第三季度的总体交易笔数为7.29亿笔,平均每秒为93.75笔交易。全球最大的支付卡VISA的官网信息显示,VisaNet在2013年的测试中,实现了处理每秒47000笔交易。比特币区块链比起支付宝等几大支付网络,从交易处理频率来看,更像是一个刚出生的婴儿。当然,这也是中本聪早期故意为之的设计,比特币区块大小被限制在了1MB,以此避免流氓矿工的恶意行为,对人们造成不良的影响,比特币区块链支付网络之所以能够成长到如今价值数十亿美元,就在于它的去中心化。4、区块链发展受到现行制度的制约一方面,区块链去中心、自治化的特性淡化了国家监管的概念,对现行体制带来了冲击。比如,以比特币为代表的数字货币不但对国家货币发行权构成挑战,还影响到货币政策的传导效果,削弱央行调控经济的能力,导致货币当局对数字货币的发展保持谨慎态度。另一方面,监管部门对这项新技术也缺乏充分的认识和预期,法律和制度建立可能会滞后,导致与运用区块链相关的经济活动缺乏必要的制度规范和法律保护,无形中增大了市场主体的风险。5、区块链技术与现有制度的整合成本较大对于任何创新,现有机构都要保证既能创造经济效益,又要符合监管要求,还要与传统基础设施衔接。特别是当部署一个新型基础系统时,耗费的时间、人力、物力成本都非常大,现有传统机构内部遇到的阻力也不小。当然,问题的存在并不能阻碍区块链的发展步伐,诸如简单支付验证、侧链、闪电网络协议等技术的提出和深入研究,已经为上述问题的解决提出了思路。
法律依据:《刑法》
第二百六十六条【诈骗罪】诈骗公私财物,数额较大的,处三年以下有期徒刑、拘役或者管制,并处或者单处罚金;数额巨大或者有其他严重情节的,处三年以上十年以下有期徒刑,并处罚金;数额特别巨大或者有其他特别严重情节的,处十年以上有期徒刑或者无期徒刑,并处罚金或者没收财产。本法另有规定的,依照规定。
区块链信息越来越大怎么办?
当初中本聪也考虑了这个问题,他认为技术也在不断发展中,更好的存储和网络技术有能力存储和传输日益增长的区块链。即使如此,中本聪还是设置了每个区块1M大小的限制,防止区块链过度膨胀。让我们做一个计算:每十分钟产生一个区块链,那么比特币诞生10年以后,也就是到2019年,区块链的大小可能会有多大:10*365*24*6≈525G。再过10年到2029年,差不多1T。即使在现在看来,问题也不大。所以倒是不必太担心。
但区块链的空间,不仅仅会随着时间增长。现在每个区块1M的空间,已经有些不能够满足比特币的发展了。为什么?因为交易量大了,每个区块空间只有1M,能容纳的交易数量有限,所以就要考虑扩容区块链来突破这个限制。2015年,社区对区块链的扩容讨论了多次。最终,仍然保持1M大小的区块链空间,但可以容纳更多交易的“隔离见证”技术生出,可能会作为区块链扩容的第一步。后续还会有“闪电网络”其他技术来缓解区块链空间紧张的问题。但无论如何,比特币区块链也不可能无限扩容。在我的思考中,比特币区块链最终会成为一个锚,其他应用有自己的数据保存方式,不必都保存在比特币区块链上,但可以把数据的Merkle根保存在比特币区块链,一次来保证数据的安全性。
区块链扩容是什么?1分钟了解比特币扩容问题的前世今生。
在比特币诞生之初,比特币的创始人中本聪并没有特意限制区块的大小,区块最大可以达到32MB。
当时,平均每个区块大小为1-2KB,有人认为区块链上限过高容易造成计算资源的浪费,还容易发生DDOS攻击。因此,为了保证比特币系统的安全和稳定,中本聪决定临时将区块大小限制在1MB。
那时比特币的用户数量少,交易量也没有那么大,并不会造成区块拥堵。2013年至今,比特币价格直线飙升,用户越来越多,比特币网络拥堵、交易费用上升的问题逐渐涌现出来。
比特币社区开始探索如何给比特币“扩容”,即通过修改比特币底层代码,从而达到提高交易处理能力的目的。
新比特币(NBTC):大受追捧的根本原因在哪比特币区块链的大小维持在1M是BitcoinCore团队自己的意愿,并不是必须,要维持在1M。
在比特币刚诞生的时候中本聪并没有把区块链大小设置为1M,但当时比特币交易是非常少的,不存在拥堵的问题,也为了防止比特币网络被攻击而把区块链大小设置成了1M。在2013年年底,比特币拥堵问题就已经非常明显了,因此扩容逐渐提上了日程,也已经成为了共识,但是对如何去扩容却没有达成共识。
Core之所以坚持1m不变,可能是有私心的,把比特币当做了自己的孩子,想怎么样就怎么样,但是比特币社区反对声音是非常大。因为,其拒绝其签署的香港共识,因此,在国内也是不受欢迎的。国内更多支持的是大区块,BU方案也是受追捧的方案之一。
三、区块链共计多少轻节点(区块链最少几个节点)
区块链中的节点是什么?
节点就是一个区域的服务器。在互联网区域,一个企业所有运行的数据都在一个服务器里,那么这个服务器就是节点。
就像是我们每天使用的微信,每天处理着这么多的聊天信息、转账等。这些数据的存储和运行都在腾讯的公司的服务器里面。那么这个处理数据的服务器,我们就可以称之为“节点”。
再说区块链的世界,大家都已经知道区块链是去中心化的分布式数据库,它不依托于哪一个中心化的服务器,是由千千万万个“小服务器”组成。只要我们下载一个区块链客户端,我们就变成了那千千万万个“小服务器”中的一员。
这样来说,如果我们要玩区块链的话,我们自己就相当于是一个节点。
节点也分轻节点和全节点。全节点就是拥有全网所有的交易数据的节点,那么轻节点就是只拥有和自己相关的交易数据节点。
而且节点分布越多、越广泛,区块链网络就更加的去中心化,网络运行也就越安全稳定。节点的存在就是区块链分布式的表征,也是区块链的魅力所在
区块链技术可以连接多少个491个。区块链技术可以连接491个。全国491个城市的公积金管理借助区块链技术,相当于实现了491个节点的点对点连接。“任何城市的公积金、任何公积金所管辖的个人,都可以异地进行相关业务操作。”
区块链总共有哪些1、公有区块链
世界上任何个体或者团体都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链,也是应用最广泛的区块链,各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链,世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。
2、联合(行业)区块链
由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定(预选节点参与共识过程),其他接入节点可以参与交易。
但不过问记账过程(本质上还是托管记账,只是变成分布式记账,预选节点的多少,如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点),其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。
3、私有区块链
仅仅使用区块链的总账技术进行记账,可以是一个公司,也可以是个人,独享该区块链的写入权限,本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。传统金融都是想实验尝试私有区块链,而公链的应用例如bitcoin已经工业化。
扩展资料:
跟传统的分布式存储有所不同,区块链的分布式存储的独特性主要体现在区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。
区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。
没有任何一个节点可以单独记录账本数据,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。
以太坊技术系列-以太坊数据结构本篇文章和大家介绍一下以太坊的数据结构,上篇文章我们提到,以太坊为了实现智能合约这一功能,使用了基于账户的模型。我们来看看以太坊中数据结构。
既然是基于账户的模型,我们需要通过账户地址找到账户的状态。就像通过银行卡号可以找到你在银行中的各种信息一样。最简单的想法当然是一个简单的哈希表key是账户地址value是账户状态。但这里有个问题解决不了。
轻节点如何校验账户合法性?
上篇我们说过,区块链中有2类节点,全节点和轻节点,轻节点只会存储blockheader,所以轻节点如何才能校验账号是否合法呢?
这个思路和我们平时用的md5校验一致,我们会对区块内的信息进行hash运算从而得出区块内信息唯一确定的值,区块链所有节点中这个值都是相同的。
在这个过程中我们用到了一种数据结构MerkleTree(哈希树),我们先看下MerkleTree(哈希树)的示意图。
上篇文章说到区块链中的链表(哈希链)和我们平时常见链表不同的是将指针从地址改为了hash指,这里也一样,哈希树和二叉树的区别有2个
1.将地址改为了哈希值
2.只有叶子节点存储数据
回到之前的问题轻节点是如何校验1个账户或交易是否是在链上的呢?
整个流程如上图所示
1.轻节点需要判断1个账号是否合法
2.轻节点由于只存储blockheader,所以拿到1个账号的时候会向全节点发出请求
3.全节点存储了所有账户状态,将账户路径中的需要计算用到的hash值返回给轻节点
4.轻节点本地进行计算根hash值,如果计算结果和自己存储一致则账户合法,不一致则不合法。
那以太坊中的账户信息的数据结构就是这样吗?
直接用这样的数据结构来存储账户信息会有2个问题
查找困难
生成hash值不确定
第1个问题应该比较容易发现,在这个树中寻找1个账号需要的复杂度是O(n),因为没有任何顺序。
第2个问题其实也是因为无序导致的,无序的组合每个节点针对同一批账户生成的hash值不一致,这就导致无法达成共识。
既然2个问题都和顺序有关,那我们类似二叉排序树一样,使用哈希排序树是不是就可以解决问题了呢?
使用排序树后会带来另外1个问题
插入困难
因为要维持树是有序的,很可能带来树结构的很大变动。
以太坊中使用了另外一种数据结构字典树。和哈希树不同,字典树应该是很多地方都有使用。我们简单来看下字典树的结构。
字典树能够较好地解决哈希树的2个缺点1.查找困难2.生成的hash值不确定以及排序二叉树的1个缺点插入困难。
但字典树我们可以看到可能树的深度可能由于部分元素导致整棵树深度非常深。
这时我们可以进一步优化,将相同路径进行压缩。这就是压缩字典树。
将哈希树和压缩字典树结合,就可以得到以太坊存储账户的最终数据结构-MPT。
将压缩字典树里面的指针从地址改为指针,并且将数据存储在叶子节点中即可。
介绍完状态树的数据结构,我们接下来讨论1个问题,区块中存储的账户状态是什么样的范围。有2种选择。
只保存当时区块中产生交易的账户状态。
保存全局所有的账户。
我们可以看下这2种方式,无非就是空间和时间的平衡,只保存当前区块产生的交易意味着是做懒加载(需要的时候才去寻找账户),在区块链中这个代价是非常大的,因为寻找的账户之前从未交易过,这样会遍历整个区块链。另外一种保存全局的账户方式虽然看起来空间消耗较大,但查找快捷,而且空间的问题我们可以通过其他方式优化。所以最终以太坊选择了第2种每个区块都报错全局所有账户的方式。
我们来看下以太坊中是如何保存状态树的。
可以看到以太坊中虽然每个区块都保存了全部账户,但是会将未发生变化的账户状态指向前1个节点,本身只存储发生变化的状态,这样可以较大程度优化空间占用。
介绍完以太坊中比较复杂的状态树后,我们继续来看看以太坊中的另外两棵树,交易树和收据树。
首先介绍一下,为什么需要交易树收据树。
1.交易树
虽然以太坊是基于账户的模型,但是就像银行不仅会存储银行卡的余额,还会存储卡中的每笔钱怎么来的以及怎么花的。交易树中就存储着当前区块中的包含的所有交易。
2.收据树
由于智能合约的引入增加了不少复杂性,所以以太坊用收据树存储着一些交易操作的额外信息。比如交易过程中执行日志就包含在收据树中方便查询。收据树和交易树是一一对应的。每发生一次交易就会有一次收据。
和状态树不同交易树和收据树只维护当前区块内发生的交易,因为当时区块发生交易时不需要再去查找另外1个交易,也就之前需要可能遍历整个区块链的查找操作了。
由于以太坊中的出块速度较快,我们进行一些查询一些符合条件交易的时候会面临大量数据遍历困难的问题。收据树中引入了布隆过滤器可以帮助我们有效缓解这一困难。
布隆过滤器将大集合中每个元素进行hash运算映射到1个较小的集合,这时再来1个元素要判断是否在大集合的时候,不需要遍历整个大集合,而是去进行hash运算去小集合中寻找是否存在,如果不存在,肯定不在大集合中,如果存在则不能说明任何问题。
如上图所示,布隆过滤器只能证明某1个元素不在集合中,不能证明1个元素在结合中。
以太坊中如果我们要在较多区块中寻找某1个交易,则可以利用布隆过滤器,过滤掉肯定不存在目标交易的区块,然后进入收据树内继续利用布隆过滤器筛选,剩下的才是可能的目标交易的交易,进行一一比对即可。
我们介绍了以太坊的核心数据结构,状态树交易树收据树,他们都是使用相同的数据结构-哈希压缩字典树。但状态树是维护1颗全局账户树,交易树和收据树则是维护本区块内的交易或收据。
介绍完数据结构后,后面我们会用几篇文章来介绍以太坊中的一些核心算法,比如共识机制,挖矿算法等。
什么是区块链的全节点与轻节点?包含钱包、矿工、完整区块链、网络路由节点,可以独立验证交易,维持与对等节点的连接。
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