以太坊节点,区块链货币核心是什么,区块链的核心技术是什么

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以太坊节点,区块链货币核心是什么,区块链的核心技术是什么

一、有什么可以投资的虚拟货币

新一代比特币-比特盛世诞生

大背景:区块链技术的金融应用带来极高投资价值

2018中国国际大数据产业博览会26日在贵州省贵阳市开幕,会上指出我国未来会大力发展数字经济,深入实施大数据和云计算发展行动计划,深入研究区块链技术及应用。尤其在金融领域的落地应用,更是成为科技界和金融界共同关注的焦点。

1、区块链的价值来源在于其能完美解决当下金融行业痛点:

当今资产证券化、保险、供应链金融、大宗商品交易、资产托管等多个金融场景中,由于参与主体众多、信用评估代价高昂、中介机构结算效率低下等原因,传统的金融服务手段难以有效解决行业长期存在的诸如信息不对称、流程繁复冗余、信息验真成本高等核心痛点。

2、区块链为什么能解决上述痛点:

区块链技术集成了分布式记账、不可篡改、内置合约等多项基础技术,构建了一种以更低成本建立信任的机制。基于区块链技术的金融应用,可以实现所有市场参与人无差别获取市场中所有交易信息和资产归属记录的能力,有效解决了信息不对称问题;智能合约嵌入减少了支付结算环节的出错率,简化了流程并提高效率;同时各参与方之间基于透明的信息和全新的信任机制无需再耗费人力、物力、财力去进行信息确认,这将大大降低各机构之间的信任成本进而降低金融服务价格和交易成本。

3、区块链技术在金融领域的应用主要有以下方面:

①数字货币

其中以比特币最为出名。而在比特币基础上,又衍生出了大量其他种类的去中心化数字货币。如:比特盛世。

②支付清算

与传统支付体系相比,区块链支付可以为交易双方直接进行端到端支付,无需借助银行体系,在提高速度和降低成本方面能得到大幅的改善。

③数字票据

④银行征信管理:区块链的优势在于可依靠程序算法自动记录信用相关信息,并存储在区块链网络的每一台计算机上,信息透明、不可篡改、使用成本低。

⑤权益证明和交易所证券交易

欧美各大金融机构和交易所纷纷探索以区块链技术为蓝本打造下一代金融资产交易平台的应用研究。

4、区块链发展前景

区块链技术与金融领域结合的深度和广度还远未饱和,应用前景广阔。未来发展区块链技术以联盟链为切入点将最具生命力,并对传统金融行业痛点的改造产生重大效果和深远影响。

响应区块链的良好投资前景,国内企业阿里巴巴、京东、百度均已入局。以区块链技术为依托的金融场景应用带给我们安全与便利的同时,更会提供给我们更广阔的投资空间。以比特币为代表的数字货币的兴起和价格暴涨(比特币2009年刚上市时约人民币2角钱,现今价格7300美元左右!)就是最好的证明,嗅觉敏锐的人已从中获利颇丰。

新一代比特盛世币的理念及技术实现

摘要:这是一款以中本聪所开发的比特币为基础,改进并添加了诸如双层奖励制网络—也称为主节点网络,等多项新功能的加密数字货币。其中还包含为提高可互换性的匿名支付(比特盛世),和在不依赖中心权威下实现即时交易确认的即时支付功能对接(p2p商城)。

1.介绍

2009年,中本聪提出比特币的概念,自那以后,比特币已迅速在主流应用和商业用途中传播开来,成为首个吸引大量用户的数字货币,是数字货币史上的里程碑。不过从完成交易的角度来看比特币接收的情形,我们可以发现一个重要问题,就是比特币区块确认交易的时间过长,而传统的支付公司已找出使买卖双方实现比特币交易零确认的解决方案,但这一解决方案通常是要在协议之外采用可信赖的第三方完成交易。

比特币提供假名交易,实现发送者和接受者之间一对一交易的关系,并能永远记录全网发生过的交易。比特币只提供低层次的隐私保护,这点在学术界众所周知,尽管有此不足,许多人仍然相信区块链记录的转账历史。

基于中本聪成果,比特盛世以保护隐私为要旨的加密数字货币。我们在比特币概念的基础上进行了一系列的改进,由此诞生出一个去中心化的和具备良好匿名性的加密数字货币,它支持防篡改的即时交易,又有能为比特盛世网络提供服务奖励制的点对点次级网络。

2.主节点网络

全节点是运行在 p2p网络上的服务器,让小节点使用它们来接受来自全网的动态变化。这些全节点需要显著的流量和要消耗大量成本的其它资源,由此在一段时间内会观察到比特币网络上的这些节点数量呈现稳步下降的趋势,使区块广播的时间需要额外增加40秒。为解决这问题,提出了许多方案,例如引入微软研究的新奖励计划和 Bitnodes激励计划。

表1: 2017年春的全节点

这些节点对网络的健康而言十分重要,它们能让客户端同步和通过全网快速广播信息。我们提议增加次级网络,名为达世主节点网络。这些节点将具有高可用性,而且在为网络提供符合一定要求的服务后能够得到主节点服务奖励。。

2.1主节点奖励计划——成本和奖励

比特币网络全节点锐减的主要原因是缺乏对运行节点的奖励。随着时间的推移,全网接入的用户会更多,对带宽的需求会更高,对节点运行者的资金需求也更多,结果使运行全节点的成本提高。考虑到成本的上升,节点运行者必须要降低他们的运行成本或者运行轻客户端,但这样完全不利于网络健康。

正如比特币网络一样,主节点是全节点,但不同的是主节点必须对全网提供一定的服务,并需要一定量的押金才能加入。押金不会丢失,在主节点运行时也是安全的。这可让投资者为全网提供服务的同时,赚取一定的投资收益,减少了价格的波动性。

运行一个主节点,需要存储1000DASH。当主节点生效时,它可为全网的客户端提供服务,并以利息的形式获取奖励。这就使得用户为这项服务投资,但同时得到一定的回报。主节点获取的收益是来自同一个矿池,大约有45%的区块奖励纳入到这个计划中。

考虑到主节点奖励计划的奖励率是固定的百分比,还有主节点网络节点存在波动的事实,预计主节点奖励会根据当前生效的主节点总数作出变化。通过以下的计算公式可计算出运行主节点一整天的收益:

(n/t)* r* b* a

n:运行者控制的主节点数

t:主节点的总数

r:当前的区块奖励(当前平均奖励是5DASH)

b:平均每天的区块数,当前DASH网络每天区块通常是576个

a:主节点的平均奖励(平均每个区块奖励的45%)

运行主节点的收益公式:((n/t)* r* b* a* 365)/ 1000(式子中的变量与上述相同)

运行主节点需要成本,这在网络上创建了生效节点的硬限制和软限制。目前有530万DASH流通,只有5300个节点可能可以在网络上运行。软限制由配置节点所花的成本和平台的滞留量所致,因为DASH是流通的货币,而不仅仅是为投资所用。

2.2确定顺序

使用特定的确定算法创建主节点的伪随机排序。使用为每个区块设计的工作量证明机制的哈希算法,挖矿网络可以提供支持这个排序的安全性。

选择主节点的代码:

示例代码还可以进一步扩展为主节点排序,“第二”,“第三”和“第四”个主节点的计算依此类推。

2.3非信任制的Quorum

当前 DASH网络大约具有2400个生效的主节点,而需要1000 DASH担保才可成为一个生效的主节点。我们创建了一个系统,其中没有一人能控制整个主节点网络。例如,如果有人想控制50%的主节点网络,他们将不得不从公开市场上购买230万个DASH。这将极大提高币价,所以获得如此多DASH是不可能的。

在拥有主节点网络和担保条件的前提下,我们以非信任制的方式使用该次级网络进行高度敏感的任务,其中没人能控制网络的演变结果。从总池中选择N个伪随机主节点来执行相同的任务,这些节点可以充当裁判,过程无需整个网络的参与。

例如,一个非信任制的Quorum发现InstantX,InstantX会使用Quorum确认交易和锁定输入。

另一个例子是,非信任制的Quorum可以利用主节点网络作为金融市场的去中心化预言者,这让实现去中心化的合同成为可能。例如苹果公司的股价在2016年12月31日超过300美元的话,就提交公约A,否则提交公约B。

2.4角色和服务量证明机制

主节点可以向网络提供任意的额外服务。正如在概念中指出,我们的首个成功应用是 Darksend(匿名发送)和 InstantX(即时支付)。使用我们称之为“服务量证明”的机制,可以要求这些节点处于在线状态,即使在正确的区块高度上也要作出响应。

恶意者也可以运行主节点,但不会对网络提供任何实质性的服务。为了减少这些人使用系统做出对自己节点有利事情的概率,必须ping剩余网络以确保它们保持活跃。这项工作通过主节点网络在每个区块选择2个Quorum来完成。Quorum A检查Quorum B每个区块的服务。Quorum A是与当前区块哈希最接近的节点,而Quorum B是远离所说区块哈希最远的节点。

主节点A(1)检查主节点B(2300)

主节点A(2)检查主节点B(2299)

主节点A(3)检查主节点B(2298)

检查网络就是要验证节点是生效的,这由主节点自身完成。全网区块的1%会受到检查。这使整个网络在一天中会被检查大约6次。为了保持这个系统是非信任制的,我们使用Quorum系统中随机选择节点,但我们最少也需要六次检查来排查一个恶意节点。

为达到欺骗系统的目的,攻击者需要在一轮中被选中六次。否则,欺骗的目的就被系统发现,使其不会得逞,其它节点也是这样。

表1在服务性证明机制失衡的情况下,一个独立的主节点欺骗系统的概率

n:攻击者控制的主节点数

t:全网主节点总数

r:区块链深度

基于Quorum系统,主节点的选择是伪随机的。

2.5主节点协议

主节点使用一系列扩展协议在全网进行广播,包括主节点消息announce机制和主节点消息ping机制。这两类机制用来确认全网节点处于生效状态,除了它们,执行服务量证明机制需求的还有Darksend和InstantX。

在钱包中发送1000DASH到特定地址,就激活代码自然生成能在全网进行广播的主节点,随之次级私钥生成,它是用来对其它所有信息进行签名,另外在运行单机模式时还可用来完全锁定钱包。

在两台独立的机器上使用次级私钥让冷模式成为可能。主要的“热”客户端对1000 DASH的输入进行签名,此过程包含使用二级私钥对信息进行签名。之后,“冷”客户端能发现包含次级私钥的信息并将主节点激活。这让“热”客户端失效(客户端关闭),这样攻击者访问激活后的主节点也不可能获得窃取其中的1000DASH。

主节点开始运行时,会向全网发送“主节点广播”信息,

包含有:

信息:(1000DASH输入,可访问的IP地址,签名,签名时间,含有1000Dash的公钥,次级公钥,用于捐赠的公钥,捐赠的百分比)

此后每隔15分钟,一条ping信息会对外发送,证明节点生效中。

信息:(1000DASH的输入,签名(使用次级私钥),签名时间)

随着时间的推移,网络会移除失效的节点,让该节点不再被客户端利用或再用于支付。节点也可以不停地ping网络,但如果它们的端口不打开,最终会被标记为失效状态,不再用于支付。

2.6主节点列表的广播

进入DASH网络的新客户端必须发现当前全网活跃的主节点,这样才可以使用它们的服务。一旦它们加入网状网络,它们的节点就会收到请求主节点列表的指令。设置缓存的目的是让客户端记录主节点及其当前状态,因此当客户端重新启动时,他们只需简单加载该文件,不需重新请求主节点的完整列表。

2.7使用挖矿进行支付和强制规定

为了确保每个主节点都获得应有的区块奖励,网络必须强制每个区块支付奖励给正确的主节点。如果矿工不愿意的话,他们的区块必须被网络拒绝,否则作弊就会产生。

我们提出一个策略,就是一个主节点代表一个Quorum,选择其中优胜的主节点然后广播它们的信息。信息得到N次广播后,会选择同一目标接收者,这样达成共识后选中的区块要对该主节点支付奖励。

在网上挖矿时,矿池(矿池的作用是将单独的矿工整合起来)使用RPC API接口获取生成有关区块的信息。为了向主节点支付奖励,必须添加次级接收者到GetBlockTemplate来扩展接口。矿池之后广播自己的成功开采的区块,使自己和主节点之间保持同步。

3.匿名支付

我们相信,为了能在客户端提高强度保护用户隐私,实现标准的非信任制是很重要的。例如electrum,Android和iPhone这些客户端,也会直接嵌入相同的匿名层和很好利用协议扩展性。这让用户使用坚实稳固的系统匿名发送资金时有着相同的体验。

Darksend是 CoinJoin(提供匿名技术的软件)的改进和扩展版本。除了拥有CoinJoin的核心理念,我们还进行一系列的改进,例如去中心化、使用链接实现强匿名、相同面值和被动先进的混币技术。

在提高隐私和加密数字货币的可互换性时,最大的挑战是,无法做到加密整个区块链。在以比特币为基础的加密数字货币体系内,能看到哪些输出是没发送,哪些是已发送,通常将其称为UTXO,全称是未使用交易输出。这让每个用户在公共帐本中都可充当诚实交易保证者的角色。比特币的协议是在不依赖第三方参与的前提下设计的,没有第三方的参与,仍能通过公共区块链随时读取用户信息实现审计是至关重要的。我们的目标是在不失去这些要素的前提下提高保密性和可互换性,我们坚信这是创建成功数字货币的关键。

使用数字货币范围内去中心化的混币服务,我们能让货币本身具备完全可互换的能力。可互换性是金钱的属性,决定货币的各单位要保持平等。当你以通货的形式接收资金时,资金不应该保留之前用户的使用记录,或者用户能很轻易地与之前的使用历史撇清开来,从而做到所有货币是平等的。与此同时,任何用户在不影响他人隐私的情况下,保证公共账本的每笔交易都是诚实的。

为了提高可互换性和保持公共区块链的诚实性,我们提议使用先进的非信任制去中心化混币技术,为了保持通货的可互换性,这项服务直接整合到这个货币体系中,对于每个用户而言都可容易和安全使用。

3.1 Coinjoin通过账户可追踪资金流向

一个简单的策略是在现有的比特币基础上整合Coinjoin,就是单纯将交易合并在一起。通过追踪联合交易的用户资金流向就会将用户的身份暴露出来。

图2:例如将2个用户的交易整合为Coinjoin交易

在这项交易里,0.05个比特币使用混币技术对外发送,为了追踪这笔资金的来源,仅需要把右边的数额加起来再和左边的数额匹配就可得知。

重新组合交易

0.05+0.0499+0.0001(fee)= 0.10BTC.

0.0499+0.05940182+0.0001(fee)= 0.10940182BTC.

随着更多用户加入到混币的过程中,获得结果的难度会以指数级增长。然而,在以后某个时间点结果还是可以被追踪出来,匿名性失效。

3.2直接链接和中继链接

在Coinjoin其它实现的应用里,用户先把资金匿名化,最后把交易发送到知道发送者身份的平台或个体,这点是有可能实现的。但这打破了匿名性,能让其它人往前追踪用户的交易,我们称这类型的攻击为“中继链接”。

图3:中继转换链接

在这个例子中,Alice匿名发送1.2BTC,分别以1BTC和0.2BTC对外输出,然后从1BTC的输出中再对外输出0.7BTC,剩余0.3BTC,这0.3BTC输出发送到可识别对象去,但实质上Alice已经将0.7BTC成功匿名发送出去。

为了确定匿名交易的发送者身份,要从“交换交易”环节开始,通过区块链往前追溯,直至找到“Alice匿名发送0.7个BTC”。一旦找到的话,你会发现那是你的用户最近匿名购买了东西,从而看透这个匿名交易。我们称这种类型的攻击为“中介转换链接”。

图4:中介转换链接

在第二个例子中,Alice在coinbase处花费了1.2BTC,然后将这数额匿名化再以1BTC输出。接着,她又花费1BTC,剩余0.3BTC再结合之前的0.2BTC,组成为0.5BTC对外输出。

结合匿名交易和CoinJoin交易,将前后的整个交易历史整理一遍,从而可彻底看穿这个匿名功能。

3.3增强的隐私和DOS防护

多方的交易可以合并为一个交易,Darksend很好地利用了这点,它将多方的资金合并在一起对外发送,这样一旦整合后就无法再次拆分。考虑到Darksend交易是专门为用户支付设置的,这个系统是高度安全防盗窃,用户的货币是十分安全的。目前,使用Darksend的混币技术至少需要3方参与。

图5:三个用户的资金合并到一个共同交易,用户会以新的打乱过的形式对外输出资金。

为了从整体上增强系统的隐私性,我们提以使用0.1DASH,1DASH,10DASH和100DASH的相同面值。在每轮混币过程中,所有用户应该以相同面值的形式输入和输出资金。除了使用相同面值外,交易手续费会被移除,而且所有交易会分解成分散的、独立的、前后没有关联的小交易。

接下是应对可能的DOS攻击,我们提议所有用户在加入时把交易以押金的形式提交到矿池去,交易最后还是输出到用户,同时又可向矿工支付一笔高的报酬。也就是说,用户向混币池提高请求时,交易一开始就要提供押金。如果某个时候用户不合作了,例如拒绝签名,押金交易会自动在全网广播,若要在匿名网络上进行持续攻击,所付出的代价是极其高昂的。

3.4被动的资金和区块链匿名

Darksend每轮的混币限制为1000DASH,并多轮混币才能匿名混合相当数量的资金。为了让用户体验方便和攻击变得困难,Darksend以被动的模式运行。同时设定时间间隔,用户的客户端要通过主节点连接其它客户端。一旦进入主节点,用户要求需要匿名的面值数额会在全网依次排队广播,但是没有信息会将用户的身份暴露出来。

每轮的Darksend过程可视为增强用户资金匿名性的独立事件,然而每轮只限制3个参与者,因此观察者有三分之一的机会追踪交易,为了提高匿名的质量,会采用链接的方法,将资金通过多个主节点依次发送出去。

3.5安全性考虑

由于交易合并在一起,主节点在用户资金流过时有可能进行“窥探”。由于每个主节点都被要求持有1000 DASH和用户选用随机主节点来部署他们的资金,所以“窥探”的影响性不大。通过区块链追踪交易的概率计算如下所示。

表3.考虑到攻击者控制N个节点时,在全网追踪Darksend交易的概率

n攻击者控制总的节点数

t:全网主节点总数

r:区块链深度

主节点的选择是随机的

考虑到DASH的有限供应(此时此刻撰写白皮书时有530万个DASH在流通)和市场上低的流动性,在一次攻击中控制如此之多的主节点是不可能的。

通过遮掩主节点上发生的交易来扩展系统,也会大大提高系统的安全性。

3.6使用中继系统遮掩主节点

在3.4一节,我们描述了使用Darksend多轮混币技术追踪单一交易的概率。这可以进一步通过遮掩主节点加以强化,使他们不能看到用户输入/输出方向。要做到这一点,我们提出一个简单的可让用户保护自己的身份的中继系统。

我们不让用户向矿池直接提交输入和输出的交易,而是让他们从全网随机选择主节点然后要求它将输入/输出/的签名中继传输到目标主节点。这意味着,主节点将接收N次的输入/输出和N组签名。每轮混币只为其中一个用户服务,但主节点无法知道究竟是哪个用户。

4.使用InstantX进行即时交易

使用主节点的Quorum,用户能够发送和接收即时不可逆转交易。一旦Quorum形成,该交易的输入被锁定到对应的特定交易去,而目前全网交易锁定的时间是大约4秒。如果在主节点网络达成锁定的共识,所有与之冲突的交易和区块将被永远拒绝,除非它们能匹配当时锁定的交易对应ID。

这将允许商家在现实商业中使用移动设备来替换传统POS机器,用户可像使用传统纸币一样快速进行面对面的非商业交易。这过程是没有中心权威的干预。此功能的广泛综述可以在InstantX白皮书中找到。

5.其他改进

5.1 x11算法

X11是一种广泛使用的哈希算法,其与其它算法不同,称为链接运算。 X11由11轮SHA3算法组成,每轮哈希计算的结果都被提交到区块链的下一轮计算去。使用多轮算法,可以减少专门为数字货币挖矿设计的ASIC使用的概率。

在比特币的生命周期,在挖矿开始时它的爱好者是使用CPU的,不久之后是使用GPU软件,而GPU快速取代了CPU。几年后属于GPU的周期结束,ASIC即是专用集成电路被研发出来,其也迅速取代了GPU。

考虑到专门为X11算法而设计的ASIC矿机的复杂性和机器制造的困难性,我们预计这将需要比比特币更多的时间进行研发,这就允许爱好者有更长的时间参与挖矿。我们深信这对均与的分配和数字货币的成长起着极其重要的作用。

跨链哈希运算的另一个好处是高端的CPU有着跟同级GPU接近的平均回报。GPU消耗的功率已有30-50%的下降,比大多数加密数字货币使用的Scrypt算法的功率少得多。

5.2挖矿供应

DASH采用另一种可降低挖矿引起的通胀的方法,就是每年的供应进行7%的减产,这不同于其它数字货币的减半。另外,每个区块的供应量与全网的矿工数直接相关,更多矿工的参与意味着更少的挖矿奖励。

DASH的开取计划会在本世纪持续,慢慢直至到下世纪中叶,最终在2150年左右挖矿才会停止。

图6:挖矿奖励模型

二、区块链货币核心是什么,区块链的核心技术是什么

区块链的核心技术是什么?

简单来说,区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库;从数据结构上看,它是基于时间序列的链式数据块结构;从节点拓扑上看,它所有的节点互为冗余备份;从操作上看,它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。

或许以上概念过于抽象,我来举个例子,你就好理解了。

你可以想象有100台计算机分布在世界各地,这100台机器之间的网络是广域网,并且,这100台机器的拥有者互相不信任。

那么,我们采用什么样的算法(共识机制)才能够为它提供一个可信任的环境,并且使得:

节点之间的数据交换过程不可篡改,并且已生成的历史记录不可被篡改;

每个节点的数据会同步到最新数据,并且会验证最新数据的有效性;

基于少数服从多数的原则,整体节点维护的数据可以客观反映交换历史。

区块链就是为了解决上述问题而产生的技术方案。

二、区块链的核心技术组成

无论是公链还是联盟链,至少需要四个模块组成:P2P网络协议、分布式一致性算法(共识机制)、加密签名算法、账户与存储模型。

1、P2P网络协议

P2P网络协议是所有区块链的最底层模块,负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。

通常我们所用的都是比特币P2P网络协议模块,它遵循一定的交互原则。比如:初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态,在握手之后开始请求Peer节点的地址数据以及区块数据。

这套P2P交互协议也具有自己的指令集合,指令体现在在消息头(MessageHeader)的命令(command)域中,这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能,这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解,可以参考比特币开发者指南中的PeerDiscovery的章节。

2、分布式一致性算法

在经典分布式计算领域,我们有Raft和Paxos算法家族代表的非拜占庭容错算法,以及具有拜占庭容错特性的PBFT共识算法。

如果从技术演化的角度来看,我们可以得出一个图,其中,区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。

在图中我们可以看到,计算机应用在最开始多为单点应用,高可用方便采用的是冷灾备,后来发展到异地多活,这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术,随着分布式系统技术的发展,我们过渡到了Paxos和Raft为主的分布式系统。

而在区块链领域,多采用PoW工作量证明算法、PoS权益证明算法,以及DPoS代理权益证明算法,以上三种是业界主流的共识算法,这些算法与经典分布式一致性算法不同的是,它们融入了经济学博弈的概念,下面我分别简单介绍这三种共识算法。

PoW:通常是指在给定的约束下,求解一个特定难度的数学问题,谁解的速度快,谁就能获得记账权(出块)权利。这个求解过程往往会转换成计算问题,所以在比拼速度的情况下,也就变成了谁的计算方法更优,以及谁的设备性能更好。

PoS:这是一种股权证明机制,它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权(所有权占比)成比例,它实现的核心思路是:使用你所锁定代币的币龄(CoinAge)以及一个小的工作量证明,去计算一个目标值,当满足目标值时,你将可能获取记账权。

DPoS:简单来理解就是将PoS共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子,而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是21个节点,也有可能是101个节点,这一点取决于设计,只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量,因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。

3、加密签名算法

在区块链领域,应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。

其中,难题友好性正是众多PoW币种赖以存在的基础,在比特币中,SHA256算法被用作工作量证明的计算方法,也就是我们所说的挖矿算法。

而在莱特币身上,我们也会看到Scrypt算法,该算法与SHA256不同的是,需要大内存支持。而在其他一些币种身上,我们也能看到基于SHA3算法的挖矿算法。以太坊使用了Dagger-Hashimoto算法的改良版本,并命名为Ethash,这是一个IO难解性的算法。

当然,除了挖矿算法,我们还会使用到RIPEMD160算法,主要用于生成地址,众多的比特币衍生代码中,绝大部分都采用了比特币的地址设计。

除了地址,我们还会使用到最核心的,也是区块链Token系统的基石:公私钥密码算法。

在比特币大类的代码中,基本上使用的都是ECDSA。ECDSA是ECC与DSA的结合,整个签名过程与DSA类似,所不一样的是签名中采取的算法为ECC(椭圆曲线函数)。

从技术上看,我们先从生成私钥开始,其次从私钥生成公钥,最后从公钥生成地址,以上每一步都是不可逆过程,也就是说无法从地址推导出公钥,从公钥推导到私钥。

4、账户与交易模型

从一开始的定义我们知道,仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库,那么,多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢?

我在设计元界区块链时,参考了多种数据库,有NoSQL的BerkelyDB、LevelDB,也有一些币种采用基于SQL的SQLite。这些作为底层的存储设施,多以轻量级嵌入式数据库为主,由于并不涉及区块链的账本特性,这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。

区块链的账本特性,通常分为UTXO结构以及基于Accout-Balance结构的账本结构,我们也称为账本模型。UTXO是“unspenttransactioninput/output”的缩写,翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。

这个区块链中Token转移的一种记账模式,每次转移均以输入输出的形式出现;而在Balance结构中,是没有这个模式的。

时过境迁,区块链经济的核心究竟是什么呢?

自比特币诞生以来,目前全球已陆续出现了1600多种虚拟货币,围绕着虚拟货币的生成、存储、交易等形成了庞大的产业链生态。但整体而言,行业尚处于初创期,离真正的价值应用区域还有很大距离。

区块链经济的核心在于商业逻辑和组织形态的重构,因此需要在多个行业获得应用落地的实例来表明其价值。本文将从区块链与行业需求相结合的角度,探讨区块链在各行业应用的商业模式。

首先,区块链的核心是解决了信用的问题:

信用是一切商业活动与金融的基础。美国自2011年起实行可信身份识别,而中国则通过实名制实现可监管的信息传播。区块链的意义在于第一次从技术层面建立了去中心化的信任,实现了完全分布式的信用体系。

其次,区块链解决了价值交换的问题:

传统网络可以实现信息的点到点传递,但无法实现价值的点到点传递。因为信息是允许复制的,而价值必须确权且具有唯—性,因此必须依赖一个中心化机构才能做到价值传递。区块链完美地解决了此问题,提供了一个实现价值点到点传递的方法,在价值传递过程中,由网络来实现记帐而不依赖某个中心化的机构。所以区块链有望成为构建新型金融的基础设施,成为未来价值互联网的基石。

区块链的应用

目前区块链的应用,主要有两种模式:

1)原生型的区块链应用:直接基于去中心化的区块链技术,实现价值传递和交易等应用,例如数字货币;

2)“区块链+”模式:将传统的场景和区块链底层协议相结合,以便提高效率,降低成本。预计区块链在各行业的应用,将以第二种模式为主。

区块链具有五大核心属性,即:交易属性(价值属性)、存证属性、信任属性、智能属性、溯源属性。如上核心属性与行业的需求相结合,解决行业痛点问题,成为了区块链在各行业应用的商业模式。

区块链+银行

1、跨境支付

跨境支付是长期以来困扰银行业的痛点问题。传统跨境支付手段包括两大类:一是网上支付,包括电子账户支付和国际信用卡支付,适用于零售小金额;二是银行汇款模式,适用于大金额的交易;二者均存在到账周期长、费用高、交易透明度低等问题。尤其是近年来随着跨境电商的兴起,方便、快捷、安全、低成本的跨境支付更成为行业的迫切需求。

区块链的作用:

区块链去中介化、交易公开透明的特点,没有第三方支付机构加入,缩短了支付周期、降低费用、增加了交易透明度。例如,2017年12月,招商银行联手永隆银行、永隆深圳分行,成功实现了三方之间使用区块链技术的跨境人民币汇款。其清算流程安全、高效、快速,大幅提升客户体验。

2、供应链金融

该领域的痛点在于融资周期长、费用高。以供应链核心企业系统为中心,第三方增信机构很难鉴定供应链上各种相关凭证的真伪,造成人工审核的时间长、融资费用高。

区块链的作用:

区块链将共识机制、存在性证明、不可篡改、可追溯等特性引入供应链金融,不需要第三方增信机构鉴定供应链上各种相关凭证的真实性,从而降低融资成本、缩短融资周期。例如,2017年4月,上市公司易见股份与IBM中国研究院联合发布了区块链供应链金融服务系统“易见区块”,该系统主推医药场景,目前己有30余家医药流通企业在“易见区块”注册成功,截至7月底交易数量己接近8000笔,投放总金额超过一亿元。

3、数字票据

数字票据行业的痛点在于长期存在“虚假票据”、“一票多卖”等问题,为银行业的票据融资业务带来了风险。

区块链的作用:

区块链的存在性证明、不可篡改的特性,有效解决了虚假数字票据的问题;同时,区块链解决了双花问题,可避免"一票多卖"。例如,深圳区块链金融服务有限公司发行票链产品,基于区块链提供票据的融资服务,解决中小微企业的票据融资需求。合作银行包括赣州银行、贵阳银行、苏州银行、石嘴山银行、廊坊银行、乌海银行、吉林九台农商银行、尧都农商银行、深圳农村行业银行、潍坊银行、中原银行等。此外,浙商银行、京东金融、恒生电子、海航等也在验证区块链数字票据服务。

区块链+证券

1、资产证券化

资产证券化是以未来的收入作为保证,以获得现在的融资。该领域的痛点在于:参与主体多,操作环节多,交易透明度低,信息不对称,底层资产真伪无法保证。

区块链的作用:

区块链为资产证券化引入了存在性证明、不可篡改、共识机制等属性,能够实时监控资产的真实情况,解决了交易链条各方机构对底层资产的信任问题。各类资产如股权、债券、票据、收益凭证、仓单等均可被整合进区块链中,成为链上数字资产,提升资产流转效率,降低成本。例如,2017年5月,百度金融与佰仟租赁、华能信托等在内的合作方联合发行区块链技术支持的资产证券化ABS项目,发行规模达4.24亿元。

区块链+保险

1、保险业务

保险行业存在着信息不对称,客户与保险机构之间缺乏信任等问题:用户难以选择适合自己的保险产品,而保险机构则面临骗保的风险。

区块链的作用:

区块链的去中心化、开放透明、可追溯的特点,为保险机构和用户间建立良好的沟通渠道;保险标的信息在区块链上统一管理,不可篡改,帮助保险机构规避骗保风险;同时,通过智能合约可提升工作效率,降低成本。例如,法国保险巨头安盛保险(AXA)正在使用以太坊公有区块链为航空旅客提供自动航班延迟赔偿。如果航班延迟超过2小时,“智能合约”保险产品将会向乘客进行自动理赔。

2、征信管理

该领域的痛点在于征信机构的数据采集渠道有限,数据缺乏共享,导致难以准确表征个人或机构的信用情况;此外,数据收集过程中也存在如何保障用户隐私的问题。

区块链的作用:

区块链具有去信任、共识、不可篡改的特征,在技术层面保证了可以在有效保护用户隐私的基础上实现有限度、可管控的信用数据共享和验证。例如,目前中国平安的区块链征信业务已上线运行,此外国内的创业公司如上海矩真、LinkEye、布比区块链等也在进行联合征信、安全存证等方面的探索。

作为一种基础性技术,区块链在众多具有分布式处理、点对点交易、快速建立信任关系等需求的行业领域具有极大的应用价值,其核心是解决了信用的问题,实现了价值的点到点传递。因此被认为是未来价值互联网的基石。

区块链商业模式的核心在于,利用区块链引入的创新属性,与传统行业应用相结合,实现商业逻辑的重构,以便创造新的应用场景,或提升效率,降低成本。

区块链也将延伸到社会生活的各个领域:区块链解决了数字化资产的管理、交易、转移等问题,因此将在资产数字化的浪潮中发挥重要作用,如供应链管理、数据服务、资产管理、公共服务、物联网等应用正在各个领域逐步落地,“区块链+”正在成为现实。

什么是区块链技术?区块链技术的核心构成是什么?

从技术的角度,架构的角度,用通俗的语言来跟大家讲讲,我对区块链的一些理解。

究竟啥是区块链?Blockchain,一句话来说,区块链是一个存储系统,存储系统更细一点,区块链是一个没有管理员,每个节点都拥有全部数据的分布式存储系统。

那常见的存储系统,是什么样子的呢?

如上图所示,底部是数据,上面可以写入数据。一个空间存储数据,一个软件管理数据,提供接口写入数据,这就是存储系统。比如MySQL就是最常见的存储系统。

普通的存储系统,容易存在什么问题呢?至少有两个常见的问题

第一个是非高可用的问题,数据存在一个地方很危险。用技术的话说,就是数据不高可用。

第二个问题是,它存在写入的单点,写入点只有一个。用技术的话说,就是它是一个单点控制。

那普通的存储系统通常是如何解决这两个问题的呢?

首先看一下如何保证高可用?

普通的存储系统通常是用“冗余”的方式来解决高可用问题的。图上图所示如果能够把数据复制成几份,冗余到多个地方,就能够保证高可用。一个地方的数据挂了,另外的地方还存有数据,例如MySQL的主从集群就是这个原理,磁盘的RAID也是这个原理。

这个地方需要强调的两点是:数据冗余,往往会引发一致性的问题

1、例如MySQL的主从集群中中其实读写会有延时的,它其实就是有一个短的时间内读写不一致。这个是数据冗余,带来的一个副作用。

2、第二个点是数据冗余往往会降低写入的效率,因为数据同步也是需要消耗资源的。你看单点写入,如果加了两个从库之后,其实写入的效率会受影响。普通的存储系统,就是采用冗余的方式,保证数据的高可用的。

那么第二个问题,普通的存储系统,能否多点写入呢?

答案是可以的,比如说以这个图为例:

其实MySQL的话可以做一个双主的主从同步,双主的主从同步,两个节点,同时可以写入。如果要做多机房多活的数据中心,其实多机房多活也是进行数据同步的。这里要强调的是多点写入,往往会引发写写冲突的一致性问题,以MySQl为例,假设有一个表的属性是自增ID,那么现在数据库中的数据是1234,那么其中一个节点写入,插入了一条数据,那它可能变成5了,然后这5条数据,向另外一个主节点进行数据同步,同步完成之前,如果另外一个写入节点,也插入了一条数据,也生成了一条这个自增id为5的数据。那么,生成之后,往另外一个节点同步,然后同步数据到达之后会与本地的这两条5冲突,就会同步失败,会引发写写的一致性冲突问题。这个多点写入的话都会出现这个问题。

多点写入,如何保证一致?

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区块链技术的核心层是什么?

重庆金窝窝分析:共识机制是区块链技术的核心,共识机制很大程度上决定了整个区块链系统节点之间的相互信任程度,也决定了其他使用者对于区块链上数据的信任程度

区块链技术的核心是?

区块链技术

的核心是共识算法,共识算法的本质是在

分布式网络

中,各节点互不信任的条件下,通过举证

稀缺资源

的方式,形成了

纳什均衡

的博弈场,赢得各方的信任,快速在各个节点之间达成一致,并同步的完成任务。

三、区块链中的节点设置在哪里

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

区块链技术上的节点是什么?

一个区块不等于一个节点:一个节点实际上就是一台接入区块链的计算机(服务器),任何联网的计算机都可以接入区块链,所以区块链上的节点是无数的;但是区块链上的区块是有限的,即每10分钟产生一个区块,达到一定数量后便不再新增。

区块链节点上线的时候是怎么找到它的peer节点

本人浅见:应该是有个公共地址,大家(包括新加入的)访问这个地址,即可获取所有节点的地址信息。类似的,迅雷下载,bt下载等p2p传输,也离不开一个公共地址来存放所有节点的地址信息。

tbtcoin如何搭建主节点

租凭一个服务器服务器租凭网站:my.vultr.com选择10美金一月的服务器即可使用以下说明在UbuntuServer18.04masternode。服务器确保您具有以下要求。-设置主节点所需的硬币数量。-存放硬币的钱包。-服务器或VPS。说明分为三个部分。设置控制钱包(1/2)打开你的钱包,等到钱包下载了完整的区块链。转到“工具”。单击“调试控制台”。这是您将执行所有命令的控制台。创建一个masternode私钥。masternodegenkey示例输出75eqvNfaEfkd3YTwQ3hMwyxL2BgNSrqHDgWc6jbUh4Gdtnro2Wo显示您的抵押品地址。getaccountaddress"MN1"示例输出Nad4xtgdwf7c5y45ruy5MWtVY43zYMCvva记下masternode私钥和附属地址。设置VPS在VPS上安装UbuntuServer18.04。更新你的Ubuntu机器。sudoapt-getupdatesudoapt-getupgrade安装所需的依赖项。sudoapt-getinstallbuild-essentiallibtoolautotools-devautomakepkg-configlibssl-devlibevent-devbsdmainutilspython3libboost-system-devlibboost-filesystem-devlibboost-chrono-devlibboost-test-devlibboost-thread-devlibboost-all-devlibboost-program-options-devsudoapt-getinstalllibminiupnpc-devlibzmq3-devlibprotobuf-devprotobuf-compilerunzipsoftware-properties-common安装BerkeleyDB。sudoadd-apt-repositoryppa:bitcoin/bitcoinsudoapt-getupdatesudoapt-getinstalllibdb4.8-devlibdb4.8++-dev。从官方网站下载守护进程和工具。提取tar文件。tar-xzvftbtcoin-daemon-linux.tar.gztar-xzvftbtcoin-qt-linux.tar.gz安装守护程序和工具。sudomvtbtcoinndtbtcoin-clitbtcoin-tx/usr/bin/创建配置文件。mkdir$HOME/.tbtcoincd$HOMEcdtbtcoin.confTouchtbtcoin.confVitbtcoin.conf在examplecoin.conf中粘贴以下行。#----rpcuser=rpc_tbtcoinrpcpassword=kuw05sqio7bcm8z96o7redv17xws1lw6xpd1qf33rpcallowip=127.0.0.1#----listen=1server=1daemon=1maxconnections=64#----masternode=1masternodeprivkey=REPLACE_WITH_MASTERNODE_PRIVATE_KEYexternalip=REPLACE_WITH_EXTERNAL_IP_OF_VPS#----将文本“REPLACE_WITH_MASTERNODE_PRIVATE_KEY”替换为使用命令“masternodegenkey”创建的“masternode私钥”。例如masternodeprivkey=75eqvNfaEfkd3YTwQ3hMwyxL2BgNSrqHDgWc6jbUh4Gdtnro2Wo将文本“REPLACE_WITH_EXTERNAL_IP_OF_VPS”替换为VPS的外部IP地址。例如externalip=136.144.171.201使用以下命令启动节点。examplecoind设置控制钱包(2/2)使用命令“getaccountaddress”MN1“”将所需数量的硬币转移到您创建的“附属地址”。等到事务具有所需的masternode确认。转到工具。单击调试控制台。输入以下命令。masternodeoutputs示例输出[{"06e38868bb8f9958e34d5155437d009b72dff33fc28874c87fd42e51c0f74fdb":"0",}]转到“工具”。单击“打开Masternode配置文件”。修改以下行并将其粘贴到记事本中。MN1136.144.171.201:999975eqvNfaEfkd3YTwQ3hMwyxL2BgNSrqHDgWc6jbUh4Gdtnro2Wo06e38868bb8f9958e34d5155437d009b72dff33fc28874c87fd42e51c0f74fdb0MN1-您的masternode的别名。136.144.171.201-您的VPS的外部IP。9999-更换硬币的P2P端口。75eqvNfaEfkd3YTwQ3hMwyxL2BgNSrqHDgWc6jbUh4Gdtnro2Wo-来自命令“masternodegenkey”的Masternode私钥。06e38868bb8f9958e34d5155437d009b72dff33fc28874c87fd42e51c0f74fdb-来自命令“masternodeoutputs”的事务哈希。0-命令“masternodeoutputs”中的单个数字。保存文件并关闭记事本。关闭钱包并重新打开钱包。前往设置”。点击“解锁钱包”。输入您的钱包密码并解锁您的钱包。转到“工具”。单击“调试控制台”。使用该命令启动masternode。masternodestart-aliasMN1激活你的masternode需要+/-30分钟

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