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區塊鏈將軍問題

發布時間: 2021-04-01 03:05:08

① 如何理解拜占庭將軍問題

拜占庭將軍問題(以下簡稱「共識問題」)的正式表述是:如何在一個不基於信任的分布式網路中就信息達成共識?這個表述聽起來有些晦澀,但其本質並不復雜,下面的例子與共識問題雖然並不完全一致,但卻有助於我們的理解[9]。 想像一下在遙遠的拜占庭時代,有一個富饒的城邦,金銀珠寶綾羅綢緞應有盡有,它的領主哆啦A夢獨享著這一切奢華與榮耀。而在城邦的外圍,四位拜占庭將軍大雄、胖虎、小夫和靜香都覬覦著哆啦A夢的財富,於是他們決定聯手攻佔哆啦A夢的城邦。根據雙方的實力對比,必須有超過半數的將軍同時發起進攻方能克敵制勝,因此獲勝條件就是四人中至少三個人可以就進攻時間達成一致。那麼四位將軍的勝算有多少呢? 這個問題的答案就要取決於四個人的合作方式了,如果是集中式系統,有一個盟主,比如胖虎(相當於中央伺服器),那麼他們的勝利是毫無懸念的,因為就進攻時間達成一致非常簡單,只要胖虎召集大雄、小夫和靜香開個會討論一下就可以了,即使大家意見有分歧胖虎也可以在最後予以定奪。下面讓我們回到拜占庭將軍問題的假設里,在不基於信任的分布式網路中,四位將軍的勝算又如何呢? ? 首先由於四位將軍之間缺乏信任,因此聚到小黑屋裡開個密謀會的可能性被排除了(一旦在小黑屋裡被胖虎綁架了怎麼辦?);其次由於沒有盟主,四個人的意見都會被同等的看重。在這種情況下,四位將軍只能通過信使在各自營地之間傳遞消息,來商定進攻時間了。比如大雄覺得早上6點是發動進攻的好時機,他就會派信使將自己的意見告訴胖虎、小夫和靜香,與此同時,胖虎可能認為晚上9點發動突襲更好,小夫更喜歡下午3點出擊,而靜香希望是上午10點,他們三人也會在同一時間派出自己的信使。這樣一來,在第一輪通信結束後,四位將軍每個人都有了四個可供選擇的進攻時間,他們各自要在下一輪通信中把自己選定的時間告知另外三人。由於四個人的決策都是獨立做出的,因此最終的選擇結果就有256種可能,而只有當三人以上都恰好選擇了同一時間的時候,共識才被達成,而這樣的結果才64種,也就是說達成共識的概率僅為1/4。這還只是四位將軍的情況,如果將軍的人數是10人,100人,1000人呢?我們稍加計算就可以發現隨著人數的增加,達成共識的希望會變得越來越渺茫。 把上面例子中的將軍換成計算機網路中的節點,把信使換成節點之間的通信,把進攻時間換成需要達成共識的信息,你就可以理解共識問題所描述的困境了。達成共識的能力對於一個支付系統來說重要性不言而喻,如果你給家裡匯了一筆錢買車,第二天去銀行核實的時候櫃台告訴你「關於你匯了多少錢的問題,我們的系統里有三個版本的記錄」,這樣的銀行你顯然是不敢把錢存進去的。在比特幣出現之前共識問題是很難被完美解決的,要保證達成共識就需要採用集中式系統(除非節點滿足特定條件),要想去中心化共識就無法保證。那麼區塊鏈技術又是如何解決這一難題的呢?

② 區塊鏈技術,是將顛覆未來還是曇花一現

一種特殊的資料庫技術,它基於密碼學中的橢圓曲線數字簽名演算法來實現去中心化的P2P系統設計。但區塊鏈的作用不僅僅局限在比特幣上。現在,人們在使用「區塊鏈」這個詞時,有的時候是指數據結構,有時是指資料庫,有時則是指資料庫技術,但無論是哪種含義,都和比特幣沒有必然的聯系。

從數據的角度來看:區塊鏈是一種分布式資料庫,這里的「分布式」不僅體現為數據的分布式存儲,也體現為數據的分布式記錄(即由系統參與者來集體維護)。簡單的說,區塊鏈能實現全球數據信息的分布式記錄(可以由系統參與者集體記錄,而非由一個中心化的機構集中記錄)與分布式存儲(可以存儲在所有參與記錄數據的節點中,而非集中存儲於中心化的機構節點中)。

從效果的角度來看:區塊鏈可以生成一套記錄時間先後的、不可篡改的、可信任的資料庫,這套資料庫是去中心化存儲且數據安全能夠得到有效保證的。

區塊鏈技術的工作原理

如今的區塊鏈技術概括起來是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠資料庫的技術。其實,區塊鏈技術並不是一種單一的、全新的技術,而是多種現有技術(如加密演算法、P2P文件傳輸等)整合的結果,這些技術與資料庫巧妙地組合在一起,形成了一種新的數據記錄、傳遞、存儲與呈現的方式。簡單的說,區塊鏈技術就是一種大家共同參與記錄信息、存儲信息的技術。過去,人們將數據記錄、存儲的工作交給中心化的機構來完成,而區塊鏈技術則讓系統中的每一個人都可以參與數據的記錄、存儲。區塊鏈技術在沒有中央控制點的分布式對等網路下,使用分布式集體運作的方法,構建了一個P2P的自組織網路。通過復雜的校驗機制,區塊鏈資料庫能夠保持完整性、連續性和一致性,即使部分參與人作假也無法改變區塊鏈的完整性,更無法篡改區塊鏈中的數據。

區塊鏈技術原理的來源可歸納為一個數學問題:拜占庭將軍問題。拜占庭將軍問題延伸到互聯網生活中來,其內涵可概括為:在互聯網大背景下,當需要與不熟悉的對手方進行價值交換活動時,人們如何才能防止不會被其中的惡意破壞者欺騙、迷惑從而做出錯誤的決策。進一步將拜占庭將軍問題延伸到技術領域中來,其內涵可概括為:在缺少可信任的中央節點和可信任的通道的情況下,分布在網路中的各個節點應如何達成共識。區塊鏈技術解決了聞名已久的拜占庭將軍問題——它提供了一種無需信任單個節點、還能創建共識網路的方法。

區塊鏈技術應用

區塊鏈技術讓三個領域交叉重疊:
1,貨幣:發行機制,分配機制,調節機制
2,合約:股權,互助保險 ,權利登記和轉讓,智能合約等
3,治理:身份認證,健康管理,公證,司法仲裁,去中心化自治組織,投票等

區塊鏈猶如一台「創造信任的機器」,布比區塊鏈要做的是一項新的技術和產品——實現真正的價值流通,使得互聯網到達一個新的高度。

談及區塊鏈技術,便不得不提比特幣。很多人都知道,電子貨幣比特幣並不依靠特定的貨幣機構發行,而是通過特定演算法的大量計算產生。事實上,真正支持比特幣的核心便是區塊鏈技術。

看不見、摸不著的比特幣如何通過區塊鏈技術運作?業界流傳的解讀是:可以把區塊鏈看成是通過「去中心化」「去信任」的方式,集體維護可靠資料庫的技術方案。通俗來說,該技術可被理解為全體參與記賬的技術,過去人們使用一台台中心化的伺服器記賬,而在區塊鏈技術系統中,每個人都可以參與記賬,並共同認定記錄的真偽。

「通過這項技術,即使沒有中立的第三方機構,互不信任的雙方也能實現合作。簡而言之,區塊鏈類似一台『創造信任的機器』。「區塊鏈技術在大數據時代有著廣泛的應用。」目前除了互聯網金融領域,區塊鏈技術已在多個領域展開應用,並展現出了大好前景。

另外,區塊鏈技術在法律方面也具有重要意義。尤其在涉及資產領域,無論是房產、汽車等實物資產,還是健康、名譽等無形資產,都能利用該技術完成登記、交易、追蹤。可以這樣說,任何缺乏信任的生產生活領域,區塊鏈技術都將有用武之地。」

區塊鏈技術 概念股

建議關注具備區塊鏈技術和應用的IT 廠商。我們認為區塊鏈更像是一種機制或技術方案,未來能把這種機制結合到不同場景推廣應用的廠商有望獲得顛覆式的成功,區塊鏈技術可保證數據結構不被篡改和偽造,在金融支付領域應用前景廣闊。布比區塊鏈已圍繞數字貨幣成立專門工作團隊,很早就關注數字貨幣的發展趨勢,圍繞數字貨幣的行業發展需求,已成立專門團隊開展相關工作,包括區塊鏈技術的研究。

③ 區塊鏈企業服務主要解決的問題是什麼

人人鏈區塊鏈服務,讓用戶在彈性、開放的雲端上能夠快速構建自己的 IT基礎設施和區塊鏈服務。使用 BaaS 可以極大降低您實現區塊鏈底層技術的成本,簡化區塊鏈構建和運維工作,同時面對各行業領域場景,滿足用戶個性化需求,一站式快速交付定製 BaaS。

④ 區塊鏈共識機制,拜占庭將軍問題是什麼

POW完全依靠用經濟激勵的方式來大量增加記賬參與者, 從而稀釋作惡節點的比例, 或者說大幅增加作惡的成本, 做假賬者需要控制或者賄賂更多的節點。這是一種簡單粗暴的共識機制, 在演算法上沒有優化過,但是又非常可行, 現在體量最大的兩條區塊鏈, 比特幣和以太坊都是用POW挖礦的方式。
POW雖然不是最優,但是現在最最切實可行的共識演算法。例如比特幣、萊特幣、DECENT都是採用的POW證明機制。

⑤ 區塊鏈技術中的幾個要素是什麼

金窩窩網路分析要素如下幾點:

1-包含一個分布式資料庫

2-分布式資料庫是區塊鏈的物理載體,區塊鏈是交易的邏輯載體,所有核心節點都應包含該條區塊鏈數據的全副本

3-區塊鏈按時間序列化區塊,且區塊鏈是整個網路交易數據的唯一主體

4-區塊鏈只對添加有效,對其他操作無效

5-基於非對稱加密的公私鑰驗證

6-記賬節點要求拜占庭將軍問題可解/避免

7-共識過程(consensus progress)是演化穩定的,即面對一定量的不同節點的矛盾數據不會崩潰。

8-共識過程能夠解決double-spending問題

⑥ 公證區塊鏈是什麼

區塊鏈技術原理的來源可歸納為一個數學問題:拜占庭將軍問題。拜占庭將軍問題延伸到互聯網生活中來,其內涵可概括為:在互聯網大背景下,當需要與不熟悉的對手方進行價值交換活動時,人們如何才能防止不會被其中的惡意破壞者欺騙、迷惑從而做出錯誤的決策。進一步將拜占庭將軍問題延伸到技術領域中來,其內涵可概括為:在缺少可信任的中央節點和可信任的通道的情況下,分布在網路中的各個節點應如何達成共識。區塊鏈技術解決了聞名已久的拜占庭將軍問題——它提供了一種無需信任單個節點、還能創建共識網路的方法。

⑦ 區塊鏈是什麼意思

區塊鏈(Blockchain)嚴格的定義是指通過基於密碼學技術設計的共識機制方式,在對等網路中多個節點共同維護一個持續增長,由時間戳和有序記錄數據塊所構建的鏈式列表賬本的分布式資料庫技術。該技術方案讓參與系統中的任意多個節點,把一段時間系統內全部信息交流的數據,通過密碼學演算法計算和記錄到一個數據塊(block),並且生成該數據塊的指紋用於鏈接(chain)下個數據塊和校驗,系統所有參與節點來共同認定記錄是否為真。

區塊鏈是一種類似於NoSQL(非關系型資料庫)這樣的技術解決方案統稱,並不是某種特定技術,能夠通過很多編程語言和架構來實現區塊鏈技術。並且實現區塊鏈的方式種類也有很多,目前常見的包括POW(Proof of Work,工作量證明),POS(Proof of Stake,權益證明),DPOS(Delegate Proof of Stake,股份授權證明機制)等。

區塊鏈的概念首次在論文《比特幣:一種點對點的電子現金系統(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)》中提出,作者為自稱中本聰(Satoshi Nakamoto)的個人(或團體)。因此可以把比特幣看成區塊鏈的首個在金融支付領域中的應用。

【通俗解釋】

無論多大的系統或者多小的網站,一般在它背後都有資料庫。那麼這個資料庫由誰來維護?在一般情況下,誰負責運營這個網路或者系統,那麼就由誰來進行維護。如果是微信資料庫肯定是騰訊團隊維護,淘寶的資料庫就是阿里的團隊在維護。大家一定認為這種方式是天經地義的,但是區塊鏈技術卻不是這樣。

如果我們把資料庫想像成是一個賬本:比如支付寶就是很典型的賬本,任何數據的改變就是記賬型的。資料庫的維護我們可以認為是很簡單的記賬方式。在區塊鏈的世界也是這樣,區塊鏈系統中的每一個人都有機會參與記賬。系統會在一段時間內,可能選擇十秒鍾內,也可能十分鍾,選出這段時間記賬最快最好的人,由這個人來記賬,他會把這段時間資料庫的變化和賬本的變化記在一個區塊(block)中,我們可以把這個區塊想像成一頁紙上,系統在確認記錄正確後,會把過去賬本的數據指紋鏈接(chain)這張紙上,然後把這張紙發給整個系統裡面其他的所有人。然後周而復始,系統會尋找下一個記賬又快又好的人,而系統中的其他所有人都會獲得整個賬本的副本。這也就意味著這個系統每一個人都有一模一樣的賬本,這種技術,我們就稱之為區塊鏈技術(Blockchain),也稱為分布式賬本技術。

由於每個人(計算機)都有一模一樣的賬本,並且每個人(計算機)都有著完全相等的權利,因此不會由於單個人(計算機)失去聯系或宕機,而導致整個系統崩潰。既然有一模一樣的賬本,就意味著所有的數據都是公開透明的,每一個人可以看到每一個賬戶上到底有什麼數字變化。它非常有趣的特性就是,其中的數據無法篡改。因為系統會自動比較,會認為相同數量最多的賬本是真的賬本,少部分和別人數量不一樣的賬本是虛假的賬本。在這種情況下,任何人篡改自己的賬本是沒有任何意義的,因為除非你能夠篡改整個系統裡面大部分節點。如果整個系統節點只有五個、十個節點也許還容易做到,但是如果有上萬個甚至上十萬個,並且還分布在互聯網上的任何角落,除非某個人能控制世界上大多數的電腦,否則不太可能篡改這樣大型的區塊鏈。

【要素】

結合區塊鏈的定義,我們認為必須具有如下四點要素才能被稱為公開區塊鏈技術,如果只具有前3點要素,我們將認為其為私有區塊鏈技術(私有鏈)。

1、點對點的對等網路(權力對等、物理點對點連接)

2、可驗證的數據結構(可驗證的PKC體系,不可篡改資料庫)

3、分布式的共識機制(解決拜占庭將軍問題,解決雙重支付)

4、納什均衡的博弈設計(合作是演化穩定的策略)


【特性】

結合定義區塊鏈的定義,區塊鏈會現實出四個主要的特性:去中心化(Decentralized)、去信任(Trustless)、集體維護(Collectively maintain)、可靠資料庫(Reliable Database)。並且由四個特性會引申出另外2個特性:開源(Open Source)、隱私保護(Anonymity)。如果一個系統不具備這些特徵,將不能視其為基於區塊鏈技術的應用。

去中心化(Decentralized):整個網路沒有中心化的硬體或者管理機構,任意節點之間的權利和義務都是均等的,且任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作。因此也可以認為區塊鏈系統具有極好的健壯性。

去信任(Trustless):參與整個系統中的每個節點之間進行數據交換是無需互相信任的,整個系統的運作規則是公開透明的,所有的數據內容也是公開的,因此在系統指定的規則范圍和時間范圍內,節點之間是不能也無法欺騙其它節點。

集體維護(Collectively maintain):系統中的數據塊由整個系統中所有具有維護功能的節點來共同維護的,而這些具有維護功能的節點是任何人都可以參與的。

可靠資料庫(Reliable Database):整個系統將通過分資料庫的形式,讓每個參與節點都能獲得一份完整資料庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統中超過51%的節點,否則單個節點上對資料庫的修改是無效的,也無法影響其他節點上的數據內容。因此參與系統中的節點越多和計算能力越強,該系統中的數據安全性越高。

開源(Open Source):由於整個系統的運作規則必須是公開透明的,所以對於程序而言,整個系統必定會是開源的。

隱私保護(Anonymity):由於節點和節點之間是無需互相信任的,因此節點和節點之間無需公開身份,在系統中的每個參與的節點的隱私都是受到保護的。

⑧ 理論上區塊鏈怎麼解決拜占庭將軍問題

拜占庭將軍問題(以下簡稱「共識問題」)的正式表述是:如何在一個不基於信任的分布式網路中就信息達成共識?這個表述聽起來有些晦澀,但其本質並不復雜,下面的例子與共識問題雖然並不完全一致,但卻有助於我們的理解[9]。

想像一下在遙遠的拜占庭時代,有一個富饒的城邦,金銀珠寶綾羅綢緞應有盡有,它的領主哆啦A夢獨享著這一切奢華與榮耀。而在城邦的外圍,四位拜占庭將軍大雄、胖虎、小夫和靜香都覬覦著哆啦A夢的財富,於是他們決定聯手攻佔哆啦A夢的城邦。根據雙方的實力對比,必須有超過半數的將軍同時發起進攻方能克敵制勝,因此獲勝條件就是四人中至少三個人可以就進攻時間達成一致。那麼四位將軍的勝算有多少呢?

這個問題的答案就要取決於四個人的合作方式了,如果是集中式系統,有一個盟主,比如胖虎(相當於中央伺服器),那麼他們的勝利是毫無懸念的,因為就進攻時間達成一致非常簡單,只要胖虎召集大雄、小夫和靜香開個會討論一下就可以了,即使大家意見有分歧胖虎也可以在最後予以定奪。下面讓我們回到拜占庭將軍問題的假設里,在不基於信任的分布式網路中,四位將軍的勝算又如何呢?

?

首先由於四位將軍之間缺乏信任,因此聚到小黑屋裡開個密謀會的可能性被排除了(一旦在小黑屋裡被胖虎綁架了怎麼辦?);其次由於沒有盟主,四個人的意見都會被同等的看重。在這種情況下,四位將軍只能通過信使在各自營地之間傳遞消息,來商定進攻時間了。比如大雄覺得早上6點是發動進攻的好時機,他就會派信使將自己的意見告訴胖虎、小夫和靜香,與此同時,胖虎可能認為晚上9點發動突襲更好,小夫更喜歡下午3點出擊,而靜香希望是上午10點,他們三人也會在同一時間派出自己的信使。這樣一來,在第一輪通信結束後,四位將軍每個人都有了四個可供選擇的進攻時間,他們各自要在下一輪通信中把自己選定的時間告知另外三人。由於四個人的決策都是獨立做出的,因此最終的選擇結果就有256種可能,而只有當三人以上都恰好選擇了同一時間的時候,共識才被達成,而這樣的結果才64種,也就是說達成共識的概率僅為1/4。這還只是四位將軍的情況,如果將軍的人數是10人,100人,1000人呢?我們稍加計算就可以發現隨著人數的增加,達成共識的希望會變得越來越渺茫。

把上面例子中的將軍換成計算機網路中的節點,把信使換成節點之間的通信,把進攻時間換成需要達成共識的信息,你就可以理解共識問題所描述的困境了。達成共識的能力對於一個支付系統來說重要性不言而喻,如果你給家裡匯了一筆錢買車,第二天去銀行核實的時候櫃台告訴你「關於你匯了多少錢的問題,我們的系統里有三個版本的記錄」,這樣的銀行你顯然是不敢把錢存進去的。在比特幣出現之前共識問題是很難被完美解決的,要保證達成共識就需要採用集中式系統(除非節點滿足特定條件),要想去中心化共識就無法保證。那麼區塊鏈技術又是如何解決這一難題的呢?(關注公眾號weoption,回復「區塊鏈」,可查看全文。)

⑨ 如何理解區塊鏈與區塊鏈技術

區塊鏈技術用數學方法實現分布式記賬,並解決信任問題,從而完成了去中心化,將在通信、金融、物聯網、政府管理等眾多領域帶來深遠的影響。
區塊鏈(Blockchain)是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠資料庫的技術方案,是一種全民參與記賬的技術方式。而此前的記賬方式都是中心化的,需要中心化的中介,無論這個中介是傳統的政府、金融機構、公證機構還是新興的電商平台、網路支付平台。
經濟學假設中,信息是充分的。實際上,正是因為信息不充分,才存在非常龐大的中介機構。而中介機構的存在,增加了交易成本,提高了交易門檻。區塊鏈技術本質上來說是一個大規模協作工具,它首次使用純技術方式讓直接的價值轉移成為可能,並延續了互聯網去中心化和去中介化的趨勢。去中介的區塊鏈技術將極大地顛覆信息中介行業。
區塊鏈技術是構建比特幣數據結構與交易信息加密傳輸的基礎技術,該技術實現了比特幣的發行與交易。區塊鏈技術的核心是所有當前參與的節點共同維護交易及資料庫,使交易基於密碼學原理而不基於信任,使得任何達成一致的雙方,能夠直接進行支付交易,不需第三方的參與。
從技術上來講,區塊是一種記錄交易的數據結構,反映了一筆交易的資金流向。系統中已經達成交易的區塊連接在一起形成了一條主鏈,所有參與計算的節點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。
一個區塊包含以下三部分:交易信息、前一個區塊形成的哈希散列和隨機數。交易信息是區塊所承載的任務數據,具體包括交易雙方的私鑰、交易的數量、電子貨幣的數字簽名等;前一個區塊形成的哈希散列用來將區塊連接起來,實現過往交易的順序排列;隨機數是交易達成的核心,所有節點競爭計算隨機數的答案,最快得到答案的節點生成一個新的區塊,並廣播到所有節點進行更新,如此完成一筆交易。

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