區塊鏈點對點交易是什麼意思

㈠ 區塊鏈如何點對點(區塊鏈點對點交易怎麼保證安全)

點對點網路是區塊鏈中核心的技術之一，主要關注的方面是為區塊鏈提供一個穩定的網路結構，用於廣播未被打包的交易（交易池中的交易）以及共識過的區塊，部分共識演算法也需要點對點的網路支撐（如PBFT），另外一個輔助功能，如以太坊的消息網路，也需要點對點網路的支持。

P2P網路分為結構化和非結構化網路兩類。結構化網路採用類似DHT演算法來構建網路結構；非結構化網路是一種扁平的網路，每個節點都有一些鄰居節點的地址。

點對點網路的主要職責有維護網路結構和發送信息這兩個方面。網路結構要關注的是新節點的加入和網路更新這兩個方面，而發送信息包括廣播和單播兩個方面

如何建立並維護點對點的整個網路？節點如何加入、退出？

網路結構的建立有兩個核心的參數，一個是每個節點向外連接的節點數，第二個是最大轉發數。

新節點對於整個網路一無所知，要麼通過一個中心的服務獲取網路中的一些節點去連接，要麼去連接網路中的「種子」節點。

網路更新處理當有新節點加入或者節點退出，甚至原來一些節點網路不好，無法連接，過一段時間又活了，等等這些情況。一般通過節點已有的連接來廣播這些路由表的變化。需要注意的是，因為點對點網路的特殊性，每個節點的路由表是不一樣的（也叫partialview）

廣播一般採用泛洪協議，即收到轉發方式，使的消息在網路中擴散，一般要採用一些限制條件，比如一條消息要設置最大的轉發數，避免網路的過渡負載。

單播需要結構化網路結構支持，一般是DHT，類似於DNS解析的方式，逐跳尋找目標節點地址，之後進行傳輸，並且更新本地路由表。

要想快速檢索信息，有兩種數據結構可以使用，一種是樹類型，如AVL樹、紅黑樹、B樹等；另外一類是hash表。

哈希表的效率比樹更高，但是需要佔用更多的內存。

信息的表示採用鍵值對的方式，即一個鍵對應一個值，我們要查找的是key，值是附著的信息。

哈希表要解決的問題是如何均勻地為每一個key分配一個存儲位置。

這裡面有兩個重點：1.是為key分配一個存儲地點，這個分配演算法是固定的，保證存儲的時候和查找的時候使用同一個演算法，不然存進去之後會找不到；2.是均勻地分配，不能有點地方存放數據多，有點放存放數據少。

一般語言裡面的hashtable、map等結構使用這個技術來實現，哈希函數可以直接使用取模函數，key%n，這種方式，n代表有多少個地方，key是整數，如果key是其他類型，需要先進行一次哈希，將key轉為整數。這種方式可以解決上面的兩個需求，但是當n不夠大的時候（小於要存儲的數據），會產生沖突，一個地方一定會有兩個key要存儲，這時候，需要在這個地方放一個鏈表，將分配到同一地點、不同key，順序擺放。當一個地點放的key太多後，鏈表的查找速度太慢，要轉化為樹類型結構（紅黑樹或者AVL樹）。

上面說過，哈希表效率很高，但是佔用內容，使用多台機器就可以解決這個限制。在分布式環境中，可以將上述的地點理解為計算機（後面成為節點），即如何將一個key映射到一個節點上，每個節點有一個節點ID，即key-nodeid的映射，這個映射演算法也要固定。

這個演算法還有一個非常重要的要求，即scalebility,當新節點加入和退出時候，需要遷移的key要盡量少。

這個映射演算法有兩種典型結構，一個是環形，一個是樹形；環形的叫一致性哈希演算法，樹形的典型叫kademlia演算法。

選點演算法就是解決key-nodeid的映射演算法，形象的來說就是為一個key選擇它生命中的她（節點）。

假設我們使用32哈希，那麼總共能容納的key的數據量是2**32，稱之為hash空間，把節點的ID映射成整數，key也映射成整數。把key哈希和節點哈希值接的差值的叫做距離（負數的話要取模，不用絕對值），比如一個key的哈希是100（整數表示），一個節點的哈希是105，則這兩個的距離是105-100=5。當然使用其他距離表示也可以，比如反過來減，但是演算法要固定。我們把key映射（放到）距離他最近的節點上。距離取模的話，看起來就是把節點和key放到一個環上，key歸屬到從順時針角度離它最近的節點上。

kademlia演算法的距離採用的是key哈希與節點哈希異或計算之後的數值來表示（整數），從左往右，擁有越多的「相同前綴」，則距離越近，越在左邊位置不一樣，距離越遠。

樹結構的體現是，將節點和key看成樹的節點，這個演算法支持的位數是160bit，即20個8位元組，樹的高度為160，每個邊表示一位。

選點的演算法和一致性哈希相同，從所有節點中，選擇一個距離key距離最小的節點作為這個key的歸宿。

由於是在分布式環境中，為了保證高可用，我們假設沒有一個中心的路由表，沒有這個可以看到全貌的路由表，帶來了一些挑戰，比如如何發現節點、查找節點？

在P2P網路中，常用的方法是每個節點維護一個部分路由表，即只包含部分節點的路由信息。在泛洪演算法中，這些節點上隨機的；在DHT演算法中，這個路由表是有結構的，維護的節點也是有選擇性的。那麼如何合理的選擇需要維護路由信息的節點呢？

一個樸素的做法是，每一個節點保存比他大的節點的信息，這樣可以組成一個環，但是這樣做的話，有一個大問題和一個小問題。大問題是，每個節點知道的信息太少(只有下一個節點的哈希和地址)，當給出一個key時，它不知道網路中還有沒有比它距離這個key距離還短的節點，所以它首先判斷key是否屬於自己和下一個節點,如果是，那麼這個key就屬於下一個節點，如果不是就調用下一個節點同樣的方法，這個復雜度是N(節點數)。一個優化的方法是，每個節點i維護的其他節點有：i+21,i+22,....i+2**31,通過觀察這個數據，發現由近到遠，節點越來越稀疏。這樣可以把復雜度降低到lgN

每個節點保存的其他節點的信息，包括，從左到右，每一位上與本節點不同的節點，最多選擇k個（演算法的超參數）。比如在節點00110上（為演示起見，選擇5位），在要保存的節點路由信息是：

1****:xxx,....,xxx(k個)

01:xxx,....,xxx(k個)

000:xxx,....,xxx(k個)

0010:xxx,....,xxx(k個)

00111:xxx,....,xxx(k個)

以上為一行稱為k-bucket。形象的來看，也是距離自己越近，節點越密集，越遠，節點越稀疏。這個路由查找、節點查找的演算法也是lgN復雜度。

點對點技術其實就是P2P的一種叫法，又叫對等互聯網技術，是一種網路新技術。跟區塊鏈也有密切關系，想了解得更清楚，可以去鏈派社區app上看下他們的課程，看完你會對區塊鏈有個更深入的認識。

區塊鏈是什麼

區塊鏈就是通過點對點的傳輸、進行加密演算法的新型技術，區塊鏈中有無數個點，每個點代表一個用戶，點和點之間發生了交易，交易記錄就會直接上傳到區塊中，區塊中的數據按照時間先後順序鏈接起來就是區塊鏈。

1、區塊鏈又叫分布式賬本，賬本中記錄著所有節點的交易記錄，每個節點都需要維護區塊鏈的發展，監督交易是否合法，也可以一起為交易作證。

2、加密技術，區塊鏈中的交易信息是公開的，但是個人信息是用過加密演算法的，不用擔心個人信息泄露，在個人授權的情況下，對方才可以查詢到個人信息，保障了個人信息的安全性。

3、共識機制，區塊鏈的每個節點都是相互信任的，每個用戶都可以放心交易，因為數據不能篡改，每條交易都必須是合法的，不會有造假的可能。

4、智能合約，區塊鏈技術應用的場景中，可以通過智能匹配，比如保險理賠可以實行自動化理賠。

如何簡單理解區塊鏈技術

區塊鏈技術可以這樣理解，小黑和小白都是區塊鏈中的節點，小黑向小白借錢了1000元，這就是一筆交易，數據會存儲在區塊中，這時候小白廣播對所有人說小黑向他借錢了1000元，小黑也廣播說自己向小白借錢了1000元，所有人都聽到了這個信息，到了還款日，小黑說並沒有向小白借錢1000元，這時候所有人聽到後出來給小白作證，說小黑確實是借錢了1000元。

上文舉例中，小黑和小白就相當於區塊鏈的兩個節點，借錢就是交易，只要交易就會產生交易數據，直接上傳到區塊中，區塊中的數據是公開的，不僅自己可以看到，區塊鏈中的所有人都可以看到，這樣就能保證小黑不會違約說自己沒有借錢，區塊的所有人都會監督小黑來還錢，來保障了交易合法性，保障了每個節點之間是相互信任。

1.點對點分布式技術（P2P）:點對點技術（peer-to-peer，簡稱P2P）又稱對等互聯網路技術，它依賴網路中參與者的計算能力和帶寬，而不是把依賴都聚集在較少的幾台伺服器上。P2P技術優勢很明顯。點對點網路分布特性通過在多節點上復制數據，也增加了防故障的可靠性，並且在純P2P網路中，節點不需要依靠一個中心索引伺服器來發現數據。在後一種情況下，系統也不會出現單點崩潰。

2.非對稱加密技術：非對稱加密（公鑰加密）指在加密和解密兩個過程中使用不同密鑰。在這種加密技術中，每位用戶都擁有一對鑰匙：公鑰和私鑰。在加密過程中使用公鑰，在解密過程中使用私鑰。公鑰是可以向全網公開的，而私鑰需要用戶自己保存。這樣就解決了對稱加密中密鑰需要分享所帶來的安全隱患。非對稱加密與對稱加密相比，其安全性更好：對稱加密的通信雙方使用相同的秘鑰，如果一方的秘鑰遭泄露，那麼整個通信就會被破解。而非對稱加密使用一對秘鑰，一個用來加密，一個用來解密，而且公鑰是公開的，秘鑰是自己保存的，不需要像對稱加密那樣在通信之前要先同步秘鑰。

3.哈希演算法：哈希演算法又叫散列演算法，是將任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。它的原理其實很簡單，就是把一段交易信息轉換成一個固定長度的字元串。

4.共識機制：由於加密貨幣多數採用去中心化的區塊鏈設計，節點是各處分散且平行的，所以必須設計一套制度，來維護系統的運作順序與公平性，統一區塊鏈的版本，並獎勵提供資源維護區塊鏈的使用者，以及懲罰惡意的危害者。這樣的制度，必須依賴某種方式來證明，是由誰取得了一個區塊鏈的打包權（或稱記帳權），並且可以獲取打包這一個區塊的獎勵；又或者是誰意圖進行危害，就會獲得一定的懲罰，這就是共識機制。通俗一點來講，如果中國一名微博大V、美國一名虛擬幣玩家、一名非洲留學生和一名歐洲旅行者互不相識，但他們都一致認為你是個好人，那麼基本上就可以斷定你這人還不壞。