區塊鏈hashprevblock
⑴ php能寫出區塊鏈來嗎
可以。
使用PHP代碼來定義區塊:
class Block {
public $prevHash;
public $hash;
public $timeStamp;
public $data;
}
prevHash:前一個區塊的Hash值;hash:當前區塊的Hash值;timeStamp:區塊生成的時間戳;data:區塊保存的數據;prevHash、hash和timeStamp這幾個欄位在區塊鏈中被稱為區塊頭,區塊的Hash值使用SHA-256演算法計算。
(1)區塊鏈hashprevblock擴展閱讀
區塊鏈的實際用途和意義:
區塊鏈就是去中心化的分布式賬本。何謂去中心化,就是沒有中心,或者說每個人都可以是中心,這是和傳統的中心化方式不同的。分布式賬本,意味著數據的存儲不只是在每一個節點上,而是每一個節點會復制並共享整個賬本的數據。
此外,區塊鏈還具有去中介化、信息透明的特點。舉個例子,比如我們在淘寶上購物,下單之後我們支付的費用是先打到支付寶中的,等我們收到快遞並確定確收貨之後錢才會轉入賣家賬戶中。而在區塊鏈中,買家和賣家可以直接交易,不用任何平台作為第三方認證機構來參與其中。
系統會以廣播的形式發布買賣雙方的交易信息。所有主機收到信息後會記錄並備份交易數據。一台機器產出的訂單發生錯誤,也不會影響其他機器的備份數據。
轉自: https://zhuanlan.hu.com/p/23558268
getblocktemplate協議誕生於2012年中葉,此時礦池已經出現。礦池採用getblocktemplate協議與節點客戶端交互,採用stratum協議與礦工交互,這是最典型的礦池搭建模式。
與getwork相比,getblocktemplate協議最大的不同點是:getblocktemplate協議讓礦工自行構造區塊。如此一來,節點和挖礦完全分離。對於getwork來說,區塊鏈是黑暗的,getwork對區塊鏈一無所知,他只知道修改data欄位的4個位元組。對於getblocktemplate來說,整個區塊鏈是透明的,getblocktemplate掌握區塊鏈上與挖礦有關的所有信息,包括待確認交易池,getblocktemplate可以自己選擇包含進區塊的交易。
挖礦有兩種方式,一種叫SOLO挖礦,另一種是去礦池挖礦。前文所述的在節點客戶端直接啟動CPU挖礦,以及依靠getwork+cgminer驅動顯卡直接連接節點客戶端挖礦,都是SOLO挖礦,SOLO好比自己獨資買彩票,不輕易中獎,中獎則收益全部歸自己所有。去礦池挖礦好比合買彩票,大家一起出錢,能買一堆彩票,中獎後按出資比率分配收益。理論上,礦機可以藉助getblocktemplate協議鏈接節點客戶端SOLO挖礦,但其實早已沒有礦工會那麼做,在寫這篇文章時,比特幣全網算力1600P+,而當前最先進的礦機算力10T左右,如此算來,單台礦機SOLO挖到一個塊的概率不到16萬分之一,礦工(人)投入真金白銀購買礦機、交付電費,不會做風險那麼高的投資,顯然投入礦池抱團挖礦以降低風險,獲得穩定收益更加適合。因此礦池的出現是必然,也不可消除,無論是否破壞系統的去中心化原則。
礦池的核心工作是給礦工分配任務,統計工作量並分發收益。礦池將區塊難度分成很多難度更小的任務下發給礦工計算,礦工完成一個任務後將工作量提交給礦池,叫提交一個share。假如全網區塊難度要求Hash運算結果的前70個比特位都是0,那麼礦池給礦工分配的任務可能只要求前30位是0(根據礦工算力調節),礦工完成指定難度任務後上交share,礦池再檢測在滿足前30位為0的基礎上,看看是否碰巧前70位都是0。
礦池會根據每個礦工的算力情況分配不同難度的任務,礦池是如何判斷礦工算力大小以分配合適的任務難度呢?調節思路和比特幣區塊難度一樣,礦池需要藉助礦工的share率,礦池希望給每個礦工分配的任務都足夠讓礦工運算一定時間,比如說1秒,如果礦工在一秒之內完成了幾次任務,說明礦池當前給到的難度低了,需要調高,反之。如此下來,經過一段時間調節,礦池能給礦工分配合理難度,並計算出礦工的算力。
礦池通過getblocktemplate協議與網路節點交互,以獲得區塊鏈的最新信息,通過stratum協議與礦工交互。此外,為了讓之前用getwork協議挖礦的軟體也可以連接到礦池挖礦,礦池一般也支持getwork協議,通過階層挖礦代理機制實現(Stratum mining proxy)。須知在礦池剛出現時,顯卡挖礦還是主力,getwork用起來非常方便,另外早期的FPGA礦機有些是用getwork實現的,stratum與礦池採用TCP方式通信,數據使用JSON封裝格式。
先來說一下getblocktemplate遺留下來的幾個問題:
礦工驅動:在getblocktemplate協議里,依然是由礦工主動通過HTTP方式調用RPC介面向節點申請挖礦數據,這就意味著,網路最新區塊的變動無法及時告知礦工,造成算力損失。
數據負載:如上所述,如今正常的一次getblocktemplate調用節點都會反饋回1.5M左右的數據,其中主要數據是交易列表,礦工與礦池需頻繁交互數據,顯然不能每次分配工作都要給礦工附帶那麼多信息。再者巨大的內存需求將大大影響礦機性能,增加成本。
Stratum協議徹底解決了以上問題。
Stratum協議採用主動分配任務的方式,也就是說,礦池任何時候都可以給礦工指派新任務,對於礦工來說,如果收到礦池指派的新任務,應立即無條件轉向新任務;礦工也可以主動跟礦池申請新任務。
現在最核心的問題是如何讓礦工獲得更大的搜索空間,如果參照getwork協議,僅僅給礦工可以改變nNonce和nTime欄位,則交互的數據量很少,但這點搜索空間肯定是不夠的。想增加搜索空間,只能在hashMerkleroot下功夫,如果讓礦工自己構造coinbase,那麼搜索空間的問題將迎刃而解,但代價是必要要把區塊包含的所有交易都交給礦工,礦工才能構造交易列表的Merkleroot,這對於礦工來說壓力更大,對於礦池帶寬要求也更高。
Stratum協議巧妙解決了這個問題,成功實現既可以給礦工增加足夠的搜索空間,又只需要交互很少的數據量,這也是Stratum協議最具創新的地方。
再來回顧一下區塊頭的6個欄位80位元組,這個很關鍵,nVersion,nBits,hashPrevBlock這3個欄位是固定的,nNonce,nTime這兩個欄位是礦工現在就可以改變的。增加搜索空間只能從hashMerkleroot下手,這個繞不過去。Stratum協議讓礦工自己構造coinbase交易,coinbase的scriptSig欄位有很多位元組可以讓礦工自由填充,而coinbase的改動意味著hashMerkleroot的改變。從coinbase構造hashMerkleroot無需全部交易,
如上圖所示,假如區塊將包含13筆交易,礦池先對這13筆交易進行處理,最後只要把圖中的4個黑點(Hash值)交付給礦工,同時將構造coinbase需要的信息交付給礦工,礦工就可以自己構造hashMerkleroot(圖中的綠點都是礦工自行計算獲得,兩兩合並Hash時,規定下一個黑點代表的hash值總是放在右邊)
。按照這種方式,假如區塊包含N筆交易,礦池可以濃縮成log2(N)個hash值交付給礦工,這大大降低了礦池和礦工交互的數據量。
Stratum協議嚴格規定了礦工和礦池交互的介面數據結構和交互邏輯,具體如下:
1. 礦工訂閱任務
啟動挖礦機器,使用mining.subscribe方法鏈接礦池
返回數據很重要,礦工需本地記錄,在整個挖礦過程中都用到,其中:
Extranonce1,和 Extranonce2對於挖礦很重要,增加的搜索空間就在這里,現在,我們至少有了8個位元組的搜索空間,即nNonce的4個位元組,以及 Extranonce2的4個位元組。
2. 礦池授權
在礦池注冊一個賬號 ,添加礦工,礦池允許每個賬號任意添加礦工數,並取不同名字以區分。礦工使用mining.authorize方法申請授權,只有被礦池授權的礦工才能收到礦池指派任務。
3. 礦池分配任務
以上每個欄位信息都是必不可少,其中:
有了以上信息,再加上之前拿到的Extranonce1 和Extranonce2_size,就可以挖礦了。
4. 挖礦
1) 構造coinbase交易
用到的信息包括Coinb1, Extranonce1, Extranonce2_size 以及Coinb2,構造很簡單:
為啥可以這樣,因為礦池幫礦工做了很多工作,礦池已經構建了coinbase交易,系列化後在指定位置分割成coinb1和coinb2,coinb1和coinb2包含指定信息,比如coinb1包含區塊高度,coinb2包含了礦工的收益地址和收益額等信息,但是這些信息對於礦工來說無關緊要,礦工挖礦的地方只是Extranonce2 的4個位元組。另外Extranonce1是礦池寫入區塊的指定信息,一般來說,每個礦池會寫入自己礦池的信息,比如礦池名字或者域名,我們就是根據這個信息統計每個礦池在全網的算力比重。
2) 構建Merkleroot
利用coinbase和merkle_branch,按照上圖方式構造hashMerkleroot欄位。
3) 構建區塊頭
填充餘下的5個欄位,現在,礦池可以在nNonce和Extranonce2 里搜索進行挖礦,如果嫌搜索空間還不夠,只要增加Extranonce2_size為多幾個位元組就可輕而易舉解決。
5. 礦工提交工作量
當礦工找到一個符合難度的shares時,提交給礦池,提交的信息量很少,都是必不可少的欄位:
礦池拿到以上5個欄位後,首先根據任務號ID找出之前分配任務前存儲的信息(主要是構建的coinbase交易以及包含的交易列表等),然後重構區塊,再驗證shares難度,對於符合難度要求的shares,再檢測是否符合全網難度。
6. 礦池給礦工調節難度
礦池記錄每個礦工的難度,並根據shares率不斷調節以指定合適難度。礦池可以隨時通過mining.set_difficulty方法給礦工發消息另其改變難度。
如上,Stratum協議核心理念基本解析清楚,在getblocktemplate協議和Stratum協議的配合下,礦池終於可以大聲的對礦工說,讓算力來的更猛烈些吧。
⑶ 漫畫圖解 什麼是區塊鏈
漫畫圖解:什麼是區塊鏈
什麼是區塊鏈?
區塊鏈,英文 Blockchain,本質上是一種去中心化的分布式資料庫。任何人只要架設自己的伺服器,接入區塊鏈網路,都可以成為這個龐大網路的一個節點。
區塊鏈既然本質是資料庫,裡面究竟存儲了什麼東西呢?讓我們來了解一下區塊鏈的基本單元:區塊(Block)。
一個區塊分為兩大部分:
1.區塊頭
區塊頭裡面存儲著區塊的頭信息,包含上一個區塊的哈希值(PreHash),本區塊體的哈希值(Hash),以及時間戳(TimeStamp)等等。
2.區塊體
區塊體存儲著這個區塊的詳細數據(Data),這個數據包含若干行記錄,可以是交易信息,也可以是其他某種信息。
剛才提及的哈希值又是什麼意思呢?
想必大家都聽說過MD5,MD5就是典型的哈希演算法,可以把一串任意長度的明文轉化成一串固定長度(128bit)的字元串,這個字元串就是哈希值。
而在我們的區塊鏈中,採用的是一種更為復雜的哈希演算法,叫做SHA256。最新的數據信息(比如交易記錄)經過一系列復雜的計算,最終會通過這個哈希演算法轉化成了長度為256bit的哈希值字元串,也就是區塊頭當中的Hash,格式如下:
區塊與Hash是一一對應的,Hash可以當做是區塊的唯一標識。
不同的區塊之間是如何進行關聯的呢?依靠Hash和PreHash來關聯。每一個區塊的PreHash和前一個區塊的Hash值是相等的。
為什麼要計算區塊的哈希值呢?
既然區塊鏈是一個鏈狀結構,就必然存在鏈條的頭節點(第一個區塊)和尾節點(最後一個區塊)。一旦有人計算出區塊鏈最新數據信息的哈希值,相當於對最新的交易記錄進行打包,新的區塊會被創建出來,銜接在區塊鏈的末尾。
新區塊頭的Hash就是剛剛計算出的哈希值,PreHash等於上一個區塊的Hash。區塊體的Data存儲的是打包前的交易記錄,這部分數據信息已經變得不可修改。
這個計算Hash值,創建新區塊的過程就叫做挖礦。
用於進行海量計算的伺服器,叫做礦機。
操作計算的工作人員,叫做礦工。
計算哈希值究竟難在哪裡?咱們來做一個最粗淺的解釋,哈希值計算的公式如下:
Hash = SHA-256(最後一個區塊的Hash + 新區塊基本信息 + 交易記錄信息 + 隨機數)
其中,交易記錄信息也是一串哈希值,它的計算涉及到一個數據結構 Merkle Tree。有興趣的小夥伴可以查閱相關資料,我們暫時不做展開介紹。
這里關鍵的計算難點在於隨機數的生成。猥瑣的區塊鏈發明者為了增大Hash的計算難度,要求Hash結果的前72bit必須都是0,這個幾率實在是太小太小。
由於(最後一個區塊的Hash + 新區塊基本信息 + 交易記錄信息)是固定的,所以能否獲得符合要求的Hash,完全取決於隨機數的值。挖礦者必須經過海量計算,反復生成隨機數進行「撞大運」一般的嘗試,才有可能得到正確的Hash,從而挖礦成功。
同時,區塊頭內還包含著一個動態的難度系數,當全世界的硬體計算能力越來越快的時候,區塊鏈的難度系數也會水漲船高,使得全網平均每10分鍾才能產生出一個新區塊。
小夥伴們明白挖礦有多麼難了吧?需要補充的是,不同的區塊鏈應用在細節上是不同的,這里所描述的挖礦規則是以比特幣為例。
區塊鏈的應用
比特幣(BitCoin)的概念最初由中本聰於2008年提出,而後根據這一思路設計發布了開源軟體以及建構其上的P2P網路。比特幣是一種P2P形式的數字貨幣。點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。
什麼是P2P網路呢?
傳統的貨幣都是由中央銀行統一發行,所有的個人儲蓄也是由銀行統一管理,這是典型的中心化系統。
而比特幣則是部署在一個全世界眾多對等節點組成的去中心化網路之上。每一個節點都有資格對這種數字貨幣進行記錄和發行。
至於比特幣底層的數據存儲,正是基於了區塊鏈技術。比特幣的每一筆交易,都對應了區塊體數據中的一行,簡單的示意如下:
交易記錄的每一行都包含時間戳、交易明細、數字簽名。
表格中只是為了方便理解。實際存儲的交易明細是匿名的,只會記錄支付方和收款方的錢包地址。
至於數字簽名呢,可以理解為每一條單筆交易的防偽標識,由非對稱加密演算法所生成。
接下來說一說比特幣礦工的獎勵:
比特幣協議規定,挖到新區塊的礦工將獲得獎勵,從2008年起是50個比特幣,然後每4年減半,目前2018年是12.5個比特幣。流通中新增的比特幣都是這樣誕生的,也難怪大家對挖掘比特幣的工作如此趨之若鶩!
區塊鏈的優勢和劣勢
區塊鏈的優勢:
1.去中心化
區塊鏈不依賴於某個中心節點,整個系統的數據由全網所有對等節點共同維護,都可以進行數據的存儲和檢驗。這樣一來,除非攻擊者黑掉全網半數以上的節點,否則整個系統是不會遭到破壞的。
2.信息不可篡改
區塊內的數據是無法被篡改的。一旦數據遭到篡改哪怕一丁點,整個區塊對應的哈希值就會隨之改變,不再是一個有效的哈希值,後面鏈接的區塊也會隨之斷裂。
區塊鏈的劣勢:
1.過度消耗能源
想要生成一個新的區塊,必須要大量伺服器資源進行大量無謂的嘗試性計算,嚴重耗費電能。
2.信息的網路延遲
以比特幣為例,任何一筆交易數據都需要同步到其他所有節點,同步過程中難免會受到網路傳輸延遲的影響,帶來較長的耗時。
幾點補充:
1.本漫畫部分內容參考了阮一峰的博文《區塊鏈入門教程》,感謝這位大神的科普。
2.由於篇幅有限,關於Merkle Tree 和 非對稱加密 的知識暫時沒有展開細講,有興趣的小夥伴們可以查閱資料進行更深一步的學習。
⑷ 區塊鏈的區塊是怎麼產生的
第一步:區塊鏈系統里交易雙方發起交易,比如A要轉一筆錢給B;
第二步:系統里參與的節點搶奪記賬權,系統里選擇最具代表性的記賬生成區塊;
第三步:該區塊被廣播給網路里的所有參與者;
第四步:參與者同意交易有效;
第五步:該區塊被添加到鏈上,這條鏈提供永久透明的交易記錄;
第六步:資金從A轉移到B
⑸ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈技術的核心構成是什麼
從技術的角度,架構的角度,用通俗的語言來跟大家講講,我對區塊鏈的一些理解。
究竟啥是區塊鏈?Block chain,一句話來說,區塊鏈是一個存儲系統,存儲系統更細一點,區塊鏈是一個沒有管理員,每個節點都擁有全部數據的分布式存儲系統。
那常見的存儲系統,是什麼樣子的呢?
首先看一下如何保證高可用?
普通的存儲系統通常是用「冗餘」的方式來解決高可用問題的。圖上圖所示如果能夠把數據復製成幾份,冗餘到多個地方,就能夠保證高可用。一個地方的數據掛了,另外的地方還存有數據,例如MySQL的主從集群就是這個原理,磁碟的RAID也是這個原理。
這個地方需要強調的兩點是:數據冗餘,往往會引發一致性的問題
1、例如MySQL的主從集群中中其實讀寫會有延時的,它其實就是有一個短的時間內讀寫不一致。這個是數據冗餘,帶來的一個副作用。
2、第二個點是數據冗餘往往會降低寫入的效率,因為數據同步也是需要消耗資源的。你看單點寫入,如果加了兩個從庫之後,其實寫入的效率會受影響。普通的存儲系統,就是採用冗餘的方式,保證數據的高可用的。
那麼第二個問題,普通的存儲系統,能否多點寫入呢?
答案是可以的,比如說以這個圖為例:
其實MySQL的話可以做一個雙主的主從同步,雙主的主從同步,兩個節點,同時可以寫入。如果要做多機房多活的數據中心,其實多機房多活也是進行數據同步的。這里要強調的是多點寫入,往往會引發寫寫沖突的一致性問題,以MySQl為例,假設有一個表的屬性是自增ID,那麼現在資料庫中的數據是1234,那麼其中一個節點寫入,插入了一條數據,那它可能變成5了,然後這5條數據,向另外一個主節點進行數據同步,同步完成之前,如果另外一個寫入節點,也插入了一條數據,也生成了一條這個自增id為5的數據。那麼,生成之後,往另外一個節點同步,然後同步數據到達之後會與本地的這兩條5沖突,就會同步失敗,會引發寫寫的一致性沖突問題。這個多點寫入的話都會出現這個問題。
多點寫入,如何保證一致?
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⑹ php能寫出區塊鏈來嗎
可以。
使用PHP代碼來定義區塊:
class Block {
public $prevHash;
public $hash;
public $timeStamp;
public $data;
}
prevHash:前一個區塊的Hash值;hash:當前區塊的Hash值;timeStamp:區塊生成的時間戳;data:區塊保存的數據;prevHash、hash和timeStamp這幾個欄位在區塊鏈中被稱為區塊頭,區塊的Hash值使用SHA-256演算法計算。
(6)區塊鏈hashprevblock擴展閱讀
區塊鏈的實際用途和意義:
區塊鏈就是去中心化的分布式賬本。何謂去中心化,就是沒有中心,或者說每個人都可以是中心,這是和傳統的中心化方式不同的。分布式賬本,意味著數據的存儲不只是在每一個節點上,而是每一個節點會復制並共享整個賬本的數據。
此外,區塊鏈還具有去中介化、信息透明的特點。舉個例子,比如我們在淘寶上購物,下單之後我們支付的費用是先打到支付寶中的,等我們收到快遞並確定確收貨之後錢才會轉入賣家賬戶中。而在區塊鏈中,買家和賣家可以直接交易,不用任何平台作為第三方認證機構來參與其中。
系統會以廣播的形式發布買賣雙方的交易信息。所有主機收到信息後會記錄並備份交易數據。一台機器產出的訂單發生錯誤,也不會影響其他機器的備份數據。
⑺ 區塊鏈最直白的解釋
近幾年,「區塊鏈」一詞成了大熱門,新聞媒體競相報道,但大家或許對於區塊鏈的認知還停留在霧里看花的階段,今天我們就來揭開它的神秘面紗。
其實區塊鏈的本質特別簡單,一句話就可以解釋:去中心化分布式資料庫。
區塊鏈的主要作用是用於存儲信息,任何人都可以將信息寫入,同時也可以讀取,所以它是一個公開的資料庫。
區塊鏈的特點
要說分布式資料庫這種技術,市場上早有存在,可不同的是,區塊鏈雖然同為分布式資料庫,但它沒有管理員,是徹底去中心化的。
去中心化是區塊鏈技術的顛覆性特點,它無需中心化代理,實現了一種點對點的直接交互,使得高效率、大規模、無中心化代理的信息交互方式成為了現實。
但是,沒有了管理員,人人都可以往裡面寫入數據,怎麼才能保證數據是可信的呢?被壞人改了怎麼辦?設計者早已想到了這些,這也證明了區塊鏈是真正劃時代的產物。
區塊
區塊鏈由一個個區塊(block)組成。區塊很像資料庫的記錄,每次寫入數據,就是創建一個區塊。
每個區塊包含兩個部分:
區塊頭(Head):記錄當前區塊的特徵值
區塊體(Body):實際數據
區塊頭包含了當前區塊的多項特徵值。
生成時間
實際數據(即區塊體)的哈希
上一個區塊的哈希
...
系統中每一個節點都擁有最新的完整資料庫拷貝,修改單個節點的資料庫是無效的,因為系統會自動比較,認為最多次出現的相同數據記錄為真。同時數據的每一步記錄都會被留存在區塊鏈上,可以溯源每一步的往來信息。
這里,你需要理解什麼叫哈希(hash),這是理解區塊鏈必需的。
所謂"哈希"就是計算機可以對任意內容,計算出一個長度相同的特徵值。區塊鏈的 哈希長度是256位,這就是說,不管原始內容是什麼,最後都會計算出一個256位的二進制數字。而且可以保證,只要原始內容不同,對應的哈希一定是不同的。
舉例來說,字元串123的哈希是(十六進制),轉成二進制就是256位,而且只有123能得到這個哈希。(理論上,其他字元串也有可能得到這個哈希,但是概率極低,可以近似認為不可能發生。)
因此,就有兩個重要的推論。
推論1:每個區塊的哈希都是不一樣的,可以通過哈希標識區塊。
推論2:如果區塊的內容變了,它的哈希一定會改變。
哈希的不可修改性
區塊與哈希是一一對應的,每個區塊的哈希都是針對"區塊頭"(Head)計算的。也就是說,把區塊頭的各項特徵值,按照順序連接在一起,組成一個很長的字元串,再對這個字元串計算哈希。
Hash = SHA256( 區塊頭 )
上面就是區塊哈希的計算公式,SHA256是區塊鏈的哈希演算法。注意,這個公式裡面只包含區塊頭,不包含區塊體,也就是說,哈希由區塊頭唯一決定。
前面說過,區塊頭包含很多內容,其中有當前區塊體的哈希,還有上一個區塊的哈希。這意味著,如果當前區塊體的內容變了,或者上一個區塊的哈希變了,一定會引起當前區塊的哈希改變。
這一點對區塊鏈有重大意義。如果有人修改了一個區塊,該區塊的哈希就變了。為了讓後面的區塊還能連到它(因為下一個區塊包含上一個區塊的哈希),該人必須依次修改後面所有的區塊,否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。由於後面要提到的原因,哈希的計算很耗時,短時間內修改多個區塊幾乎不可能發生,除非有人掌握了全網51%以上的計算能力。
正是通過這種聯動機制,區塊鏈保證了自身的可靠性,數據一旦寫入,就無法被篡改。這就像歷史一樣,發生了就是發生了,從此再無法改變。