區塊鏈新技術pbft
⑴ 區塊鏈技術框架有哪些
當前主流的區塊鏈架構包含六個層級:網路層、數據層、共識層、激勵層、合約層和應用層。圖中將數據層和網路層的位置進行了對調,主要用途將在下一節中詳述。
網路層:區塊鏈網路本質是一個P2P(Peer-to-peer點對點)的網路,網路中的資源和服務分散在所有節點上,信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行,可以無需中間環節和伺服器的介入。每一個節點既接收信息,也產生信息,節點之間通過維護一個共同的區塊鏈來同步信息,當一個節點創造出新的區塊後便以廣播的形式通知其他節點,其他節點收到信息後對該區塊進行驗證,並在該區塊的基礎上去創建新的區塊,從而達到全網共同維護一個底層賬本的作用。所以網路層會涉及到P2P網路,傳播機制,驗證機制等的設計,顯而易見,這些設計都能影響到區塊信息的確認速度,網路層可以作為區塊鏈技術可擴展方案中的一個研究方向;
數據層:區塊鏈的底層數據是一個區塊+鏈表的數據結構,它包括數據區塊、鏈式結構、時間戳、哈希函數、Merkle樹、非對稱加密等設計。其中數據區塊、鏈式結構都可作為區塊鏈技術可擴展方案對數據層研究時的改進方向。
共識層:它是讓高度分散的節點對區塊數據的有效性達到快速共識的基礎,主要的共識機制有POW(Proof Of Work工作量證明機制),POS(Proof of Stake權益證明機制),DPOS(Delegated Proof of Stake委託權益證明機制)和PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance實用拜占庭容錯)等,它們一直是區塊鏈技術可擴展方案中的重頭戲。
激勵層:它是大家常說的挖礦機制,用來設計一定的經濟激勵模型,鼓勵節點來參與區塊鏈的安全驗證工作,包括發行機制,分配機制的設計等。這個層級的改進貌似與區塊鏈可擴展並無直接聯系。
合約層:主要是指各種腳本代碼、演算法機制以及智能合約等。第一代區塊鏈嚴格講這一層是缺失的,所以它們只能進行交易,而無法用於其他的領域或是進行其他的邏輯處理,合約層的出現,使得在其他領域使用區塊鏈成為了現實,以太坊中這部分包括了EVM(以太坊虛擬機)和智能合約兩部分。這個層級的改進貌似給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向,但結構上來看貌似並無直接聯系
應用層:它是區塊鏈的展示層,包括各種應用場景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.區塊鏈的應用層可以是移動端,web端,或是是融合進現有的伺服器,把當前的業務伺服器當成應用層。這個層級的改進貌似也給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向,但結構上來看貌似並無直接聯系。
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⑵ 1分鍾帶你快速了解區塊鏈的技術模型架構
區塊鏈技術性並並不是一項單一的技術性,只是多種多樣技術性融合自主創新的結果,其實質是一個弱管理中心的、自信賴的最底層構架技術性。
區塊鏈技術性實體模型由上而下包含數據信息層、傳輸層的共識層、鼓勵層、合同層和網路層。每一層具有一項關鍵作用,不一樣等級中間互相配合,一同搭建一個去管理中心的使用價值傳送管理體系。
數據信息層的特性是不能偽造、全備份數據、徹底公平(數據信息、管理許可權、編碼),而其演算法設計是區塊鏈,包含區塊鏈頭和區塊材。區塊鏈頭由三組區塊鏈資料庫,一組資料庫是父區塊鏈哈希值,用以該區域塊與區塊鏈中的前一區塊鏈相互連接;二組資料庫是Merkle根,一種用於合理地小結區塊鏈中全部買賣的演算法設計;三組資料庫是難度系數總體目標、時間格式和Nonce與生產製造區塊鏈有關。
傳輸層封裝了P2P網路體制、散播和認證體制等技術性。在傳輸層中,新的買賣向各大網站開展廣播節目,每一個連接點都將接到的交易信息列入一個區塊鏈中,且每一個連接點都試著在自身的區塊鏈中尋找一個具備充足難度系數的勞動量證實,當一個連接點找到一個勞動量證實(得到裝包區塊鏈的資質),它就向各大網站開展廣播節目(新裝包的區塊鏈),當且僅當包括在該區域塊中的全部買賣全是合理的且以前未存有過的,別的連接點才認可該區域塊的實效性,而表明認可接納的方式 ,則是在追隨該區域塊的結尾,生產製造新的區塊鏈以增加該傳動鏈條,而將被接納區塊鏈的任意散列值視作在於新區塊鏈的任意散列值。
的共識層封裝了節點的各種共識機制優化演算法,它是區塊鏈的關鍵技術,由於這決策了區塊鏈的造成,而記帳決策方法可能危害全部系統軟體的安全系數和穩定性。現階段早已發生了十餘種共識機制優化演算法,在其中較為知名的有勞動量證實體制(POW)、好用拜占庭容錯機制優化演算法(PBFT)、利益證實體制(POS)、股權授權證明體制。
鼓勵層包含發售體制和激勵制度。簡易而言,激勵制度是根據經濟發展均衡的方式,激勵連接點參加到維護保養區塊鏈系統優化運作中,避免 對總帳簿開展偽造,使長期性保持區塊鏈互聯網運作的驅動力。
合同層具備可編程式控制制器的特點,關鍵包含智能合約、共識演算法、腳本製作、編碼,是區塊鏈可編程式控制制器特點的基本。將編碼置入區塊鏈或動態口令中,完成能夠 自定的智能合約,並在做到某一明確的約束的狀況下,不用經過第三方就可以全自動實行,是區塊鏈去信賴的基本。
網路層封裝了區塊鏈的各種各樣應用領域和實例,跟電腦的應用軟體、電腦瀏覽器上的門戶網等很類似,將區塊鏈關鍵技術布署在如以太幣、EOS上並在實際中落地式。
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⑶ 區塊鏈的核心技術是什麼
簡單來說,區塊鏈是一個提供了拜占庭容錯、並保證了最終一致性的分布式資料庫;從數據結構上看,它是基於時間序列的鏈式數據塊結構;從節點拓撲上看,它所有的節點互為冗餘備份;從操作上看,它提供了基於密碼學的公私鑰管理體系來管理賬戶。
或許以上概念過於抽象,我來舉個例子,你就好理解了。
你可以想像有 100 台計算機分布在世界各地,這 100 台機器之間的網路是廣域網,並且,這 100 台機器的擁有者互相不信任。
那麼,我們採用什麼樣的演算法(共識機制)才能夠為它提供一個可信任的環境,並且使得:
節點之間的數據交換過程不可篡改,並且已生成的歷史記錄不可被篡改;
每個節點的數據會同步到最新數據,並且會驗證最新數據的有效性;
基於少數服從多數的原則,整體節點維護的數據可以客觀反映交換歷史。
區塊鏈就是為了解決上述問題而產生的技術方案。
二、區塊鏈的核心技術組成
無論是公鏈還是聯盟鏈,至少需要四個模塊組成:P2P 網路協議、分布式一致性演算法(共識機制)、加密簽名演算法、賬戶與存儲模型。
1、P2P 網路協議
P2P 網路協議是所有區塊鏈的最底層模塊,負責交易數據的網路傳輸和廣播、節點發現和維護。
通常我們所用的都是比特幣 P2P 網路協議模塊,它遵循一定的交互原則。比如:初次連接到其他節點會被要求按照握手協議來確認狀態,在握手之後開始請求 Peer 節點的地址數據以及區塊數據。
這套 P2P 交互協議也具有自己的指令集合,指令體現在在消息頭(Message Header) 的 命令(command)域中,這些命令為上層提供了節點發現、節點獲取、區塊頭獲取、區塊獲取等功能,這些功能都是非常底層、非常基礎的功能。如果你想要深入了解,可以參考比特幣開發者指南中的 Peer Discovery 的章節。
2、分布式一致性演算法
在經典分布式計算領域,我們有 Raft 和 Paxos 演算法家族代表的非拜占庭容錯演算法,以及具有拜占庭容錯特性的 PBFT 共識演算法。
如果從技術演化的角度來看,我們可以得出一個圖,其中,區塊鏈技術把原來的分布式演算法進行了經濟學上的拓展。
在圖中我們可以看到,計算機應用在最開始多為單點應用,高可用方便採用的是冷災備,後來發展到異地多活,這些異地多活可能採用的是負載均衡和路由技術,隨著分布式系統技術的發展,我們過渡到了 Paxos 和 Raft 為主的分布式系統。
而在區塊鏈領域,多採用 PoW 工作量證明演算法、PoS 權益證明演算法,以及 DPoS 代理權益證明演算法,以上三種是業界主流的共識演算法,這些演算法與經典分布式一致性演算法不同的是,它們融入了經濟學博弈的概念,下面我分別簡單介紹這三種共識演算法。
PoW: 通常是指在給定的約束下,求解一個特定難度的數學問題,誰解的速度快,誰就能獲得記賬權(出塊)權利。這個求解過程往往會轉換成計算問題,所以在比拼速度的情況下,也就變成了誰的計算方法更優,以及誰的設備性能更好。
PoS: 這是一種股權證明機制,它的基本概念是你產生區塊的難度應該與你在網路里所佔的股權(所有權佔比)成比例,它實現的核心思路是:使用你所鎖定代幣的幣齡(CoinAge)以及一個小的工作量證明,去計算一個目標值,當滿足目標值時,你將可能獲取記賬權。
DPoS: 簡單來理解就是將 PoS 共識演算法中的記賬者轉換為指定節點數組成的小圈子,而不是所有人都可以參與記賬。這個圈子可能是 21 個節點,也有可能是 101 個節點,這一點取決於設計,只有這個圈子中的節點才能獲得記賬權。這將會極大地提高系統的吞吐量,因為更少的節點也就意味著網路和節點的可控。
3、加密簽名演算法
在區塊鏈領域,應用得最多的是哈希演算法。哈希演算法具有抗碰撞性、原像不可逆、難題友好性等特徵。
其中,難題友好性正是眾多 PoW 幣種賴以存在的基礎,在比特幣中,SHA256 演算法被用作工作量證明的計算方法,也就是我們所說的挖礦演算法。
而在萊特幣身上,我們也會看到 Scrypt 演算法,該演算法與 SHA256 不同的是,需要大內存支持。而在其他一些幣種身上,我們也能看到基於 SHA3 演算法的挖礦演算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 演算法的改良版本,並命名為 Ethash,這是一個 IO 難解性的演算法。
當然,除了挖礦演算法,我們還會使用到 RIPEMD160 演算法,主要用於生成地址,眾多的比特幣衍生代碼中,絕大部分都採用了比特幣的地址設計。
除了地址,我們還會使用到最核心的,也是區塊鏈 Token 系統的基石:公私鑰密碼演算法。
在比特幣大類的代碼中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 與 DSA 的結合,整個簽名過程與 DSA 類似,所不一樣的是簽名中採取的演算法為 ECC(橢圓曲線函數)。
從技術上看,我們先從生成私鑰開始,其次從私鑰生成公鑰,最後從公鑰生成地址,以上每一步都是不可逆過程,也就是說無法從地址推導出公鑰,從公鑰推導到私鑰。
4、賬戶與交易模型
從一開始的定義我們知道,僅從技術角度可以認為區塊鏈是一種分布式資料庫,那麼,多數區塊鏈到底使用了什麼類型的資料庫呢?
我在設計元界區塊鏈時,參考了多種資料庫,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些幣種採用基於 SQL 的 SQLite。這些作為底層的存儲設施,多以輕量級嵌入式資料庫為主,由於並不涉及區塊鏈的賬本特性,這些存儲技術與其他場合下的使用並沒有什麼不同。
區塊鏈的賬本特性,通常分為 UTXO 結構以及基於 Accout-Balance 結構的賬本結構,我們也稱為賬本模型。UTXO 是「unspent transaction input/output」的縮寫,翻譯過來就是指「未花費的交易輸入輸出」。
這個區塊鏈中 Token 轉移的一種記賬模式,每次轉移均以輸入輸出的形式出現;而在 Balance 結構中,是沒有這個模式的。
⑷ 萬物鏈ITC發展迅猛,在技術架構上有什麼優勢
趨特網路科技創始人兼CEO謝卓鵬在某次區塊鏈專訪中有談到,具體來說,有如下技術架構優勢PBFT共識協議:萬物鏈通過採用PBFT共識協議,在保障主鏈去中心化達成共識的前提下,大幅度提升了主鏈的處理性能。DAG:DAG的纏繞式結構天然適合物聯網的信息傳遞方式,可以為萬物鏈系統帶來極高的性能,同時滿足區塊鏈本身的去中心化、安全特性。SPV:ITC節點利用SPV技術,使主網和DAG網路解決了數據膨脹問題,加快交易驗證效率,是保證整個網路性能的關鍵手段。大數據智能合約ChainCode:萬物鏈會成為物聯網時代最豐富的數據生態,並激發產生大量基於智能設備和人的行為數據。在萬物鏈中,用戶的使用數據屬於用戶自己。任何廠商需要做大數據分析或者廣告演算法模型訓練,均需提交ChainCode到萬物鏈。CPS:ITC萬物鏈架構參照CPS集群,通過在包括了5個層次的構建網路搭建CPS技術體系架構,在系統架構上,讓網路通信、數據分析、價值轉移等模塊可插拔、互相獨立,增加萬物鏈物聯網生態的穩定性並且對大數據發揮價值更佳友好。
⑸ 目前國內有哪些區塊鏈技術應用開發平台
所謂區塊鏈技術,簡稱BT(Blockchain technology),也被稱之為分布式賬本技術,是一種互聯網資料庫技術,其特點是去中心化、公開透明,讓每個人均可參與資料庫記錄。
⑹ 區塊鏈目前的發展,你們怎麼看
區塊鏈行業目前的發展充滿了不確定性。
不確定性的原因在於它作為一個新的事物,國家對於區塊鏈行業的監管充滿了不確定性。因為現在沒有明確的法律法規,對於區塊鏈進行判定。二是在於沒有很多的經驗進行參考,需要摸著石頭過河。
不過我個人對於區塊鏈的發展還是比較看好的,因為區塊鏈它作為一種技術具有很多獨特的優勢,幫助我們解決效率和信任方面的問題。現在的區塊鏈應用分為很多種,盡管也出現了不少的虛假項目,但它不能代表區塊鏈行業的整體方向。
現在全國各地政府不少都成立了區塊鏈基金來支持區塊鏈行業的發展,很多的政府部門都在搶占區塊鏈行業的高低,為了在以後能夠占據更多的優勢。
不僅在我們國內,在國外也是比較火熱的。盡管最近比特幣大跌,但是並不影響區塊鏈行業整體的一個發展。我個人希望有更多的區塊鏈應用和區塊鏈金融等案例能夠落地成功,從而讓區塊鏈為我們更好的服務。
⑺ 主流區塊鏈技術有哪些
本文試圖對區塊鏈有關技術流派和主流平台進行一個概覽,作為學習區塊鏈技術體系的導覽,意在拋磚引玉,促進區塊鏈開發社區的討論與共識。區塊鏈技術的流派未戰先謀局,你想投入區塊鏈開發這個領域,至少先要搞清楚現在有哪些玩家,各自的主張和實力如何。劃分區塊鏈技術流派並無一定之規,據我所見,或可有以下四種方式:第一是按照節點准入規則,劃分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈。公有鏈的代表自然是比特幣和以太坊,私有鏈則以R3 Corda聲名最盛,聯盟鏈的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有鏈注重匿名性與去中心化,而私有鏈及聯盟鏈注重高效率,而且還往往設置了准入門檻。公有鏈、私有鏈與聯盟鏈之間的這些不同都在技術中有所體現,比如私有鏈和聯盟鏈假設節點數目不大,可以採用PBFT演算法來形成共識。而公有鏈假設有大量且不斷動態變化的節點網路,用PBFT效率太低,只能採用類似抽彩票的演算法來確定意見領袖。這就意味著,私有鏈與聯盟鏈很難變成公有鏈,而用公有鏈來作聯盟鏈或私有鏈雖然容易,卻也並非即插即用。此種差異,學者不可不察。第二是按照共享目標,劃分為共享賬本和共享狀態機兩派。比特幣是典型的共享賬本,而Chain和BigchainDB也應屬此類,這幾個區塊鏈系統在各個節點之間共享一本總賬,因此對接金融應用比較方便。另一大類區塊鏈系統中,各個節點所共享的是可完成圖靈完備計算的狀態機,如以太坊、Fabric,它們都通過執行智能合約而改變共享狀態機狀態,進而達成種種復雜功能。第三是按照梅蘭妮· 斯旺所描述的代際演進,將區塊鏈系統分為1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撐去中心化交易和支付系統,2.0通過智能合約支撐行業應用,3.0支撐去中心化的社會體系。比特幣和Chain應屬於區塊鏈1.0系統,而以太坊和Fabric是區塊鏈2.0系統,目前尚無成功的區塊鏈3.0系統出現,不成功的嘗試倒是有那麼一個,就是著名的The DAO。第四是按照核心數據結構,分為區塊鏈和分布式總賬兩派。區塊鏈這一派在系統中真的實現了一個區塊的鏈作為核心數據結構,而分布式總賬這一派,只是吸取了區塊鏈的精神,並沒有真用一條區塊鏈作為核心數據結構,或者雖然暫時用了,但聲明說吾項庄舞區塊鏈,意在分布式總賬耳,若假以時日,因緣際會,未嘗不可取而代之也。主流區塊鏈技術平台了解流派劃分,仍是只能用來指點江山,吹牛論道,要動手,總要有個切入點。區塊鏈貨幣據說已經有上千個了,但值得關注的技術平台大概只有數十個,而如果要進入區塊鏈開發領域,打下一個好基礎,練出一身好功夫,撈到幾個好offer,則值得深入研究學習的平台,屈指可數。首先當然是比特幣。比特幣作為區塊鏈的第一個也是目前為止最成功、最重要的樣板工程,已經上線運行了八年多,本身沒有發生任何嚴重的安全和運維事故,其穩定與強悍堪稱當代軟體系統典範。比特幣Bitcoin Core是一個代碼質量高、文檔良好的開源軟體,從學習區塊鏈原理、掌握核心技術的角度來說,Bitcoin Core是最佳切入點,能夠學到原汁原味的區塊鏈技術。當然,Bitcoin Core是用C++寫的,而且用了一些C++11和Boost庫的機制,對學習者的C++水平提出了較高的要求。學習比特幣平台開發還有一個優勢,就是可以對接繁榮的比特幣技術社區。目前圍繞比特幣進行改進和提升的人很多,人多力量就大,諸如隔離驗證、閃電網路、側鏈等比較新的想法和技術,都率先在比特幣社區里落地。比如側鏈技術的主要領導者Blockstream是由密碼學貨幣元老Adam Back領銜的,而Blockstream是Bitcoin Core最大的貢獻者之一,所以一些有關側鏈的技術在比特幣社區里討論最充分。但比特幣作為一個典型的區塊鏈1.0系統,是不是支撐其他類型區塊鏈應用的最佳技術平台,存在很大的爭議。另外,也不是所有人都有能力和必要精通區塊鏈底層技術。所以對那些急於沖到區塊鏈領域里做(quān)事(qián)的人來說,可能更直截了當的學習目標是以太坊和Hyperledger Fabric。在以太坊上面用Solidity進行的智能合約開發是切入區塊鏈開發最簡單的方式,沒有之一。以太坊的理想非常宏大,由於配備了強大的圖靈完備的智能合約虛擬機,因此可以成為一切區塊鏈項目的母平台,是馱住整個區塊鏈世界的大烏龜。在以太坊上開發一個類似比特幣的加密貨幣,是一個不折不扣的小目標。一般有經驗的開發者在文檔指導下,半天到一天即可入門。問題在於,入門以後又如何?靠寫Solidity是否就可以包打天下?這是大大存疑的。我們也可以反過來說,如果以太坊+Solidity是區塊鏈的終極解決方案,那麼怎麼還會出現那麼多區塊鏈技術門派呢?特別是,以太坊似乎並沒有給現實世界中巨型的中心化組織們留下一條活路,這種徹底不妥協的革命態度有可能也成為以太坊推廣的障礙。當前以太坊項目的開發進展並不順利。一個比較突出的問題是項目過多,力量分散,導致項目質量參差不齊。但盡管如此,跟其他區塊鏈2.0平台相比,以太坊提供的開發環境是最簡單最完善的。初學區塊鏈的人絕對有必要學習以太坊,從而對區塊鏈和智能合約建立起一個最「正宗」的認識。主流區塊鏈技術平台的第三支就是Fabric,它是Hyperledger的第一個也是最知名的孵化項目。 Fabric最早來自IBM的Open Blockchain項目,到2015年11月,IBM將當時已經開發完成的44,000行Go語言代碼交給Linux基金會,並入Hyperledger項目之中。在2016年3月一次黑客馬拉松中,Blockstream和DAH兩家公司將各自的代碼並入Open Blockchain,隨後改名為Fabric。到目前為止,Fabric與Intel提供的Sawtooth Lake並列為Hyperledger的一級孵化項目,但前者得到的關注遠超後者。從技術角度來說,Fabric思路不錯,重點是滿足企業商用的需求,比如解決交易量問題。眾所周知,比特幣最大的短板是它每秒鍾7個交易的上限,完全無法滿足現實需要。而Fabric目標是實現每秒鍾10萬交易,這個量接近剛剛過去的雙十一交易量瞬時峰值,完全可以滿足正常條件下的行業級應用。Fabric用Go語言開發,也提供多種語言的API。特別值得一提的是,Fabric比較充分地運用了容器技術,比如其智能合約就運行在容器當中。這也是Go語言帶給Fabric的一項福利,因為Go語言靜態編譯部署的特徵很適合開發容器中的程序。Fabric還有一些特點,比如其membership服務可以設置節點准入審查,這是典型的聯盟鏈特徵。再比如其共識演算法是可定製的。Fabric的短板是體系較為復雜,雖有文檔,但缺少經驗的開發者學習起來障礙比較大。然而由於其定位清楚,迎合了不少企業的心態,所以已經有多家機構在基於Fabric秘密研發行業內的聯盟鏈項目。
⑻ 區塊鏈幾大共識機制及優缺點
首先,沒有一種共識機制是完美無缺的,各共識機制都有其優缺點,有些共識機制是為解決一些特定的問題而生。
1.pow( Proof of Work)工作量證明
一句話介紹:乾的越多,收的越多。
依賴機器進行數學運算來獲取記賬權,資源消耗相比其他共識機制高、可監管性弱,同時每次達成共識需要全網共同參與運算,性能效率比較低,容錯性方面允許全網50%節點出錯。
優點:
1)演算法簡單,容易實現;
2)節點間無需交換額外的信息即可達成共識;
3)破壞系統需要投入極大的成本;
缺點:
1)浪費能源;
2)區塊的確認時間難以縮短;
3)新的區塊鏈必須找到一種不同的散列演算法,否則就會面臨比特幣的算力攻擊;
4)容易產生分叉,需要等待多個確認;
5)永遠沒有最終性,需要檢查點機制來彌補最終性;
2.POS Proof of Stake,權益證明
一句話介紹:持有越多,獲得越多。
主要思想是節點記賬權的獲得難度與節點持有的權益成反比,相對於PoW,一定程度減少了數學運算帶來的資源消耗,性能也得到了相應的提升,但依然是基於哈希運算競爭獲取記賬權的方式,可監管性弱。該共識機制容錯性和PoW相同。它是Pow的一種升級共識機制,根據每個節點所佔代幣的比例和時間,等比例的降低挖礦難度,從而加快找隨機數的速度
優點:在一定程度上縮短了共識達成的時間;不再需要大量消耗能源挖礦。
缺點:還是需要挖礦,本質上沒有解決商業應用的痛點;所有的確認都只是一個概率上的表達,而不是一個確定性的事情,理論上有可能存在其他攻擊影響。例如,以太坊的DAO攻擊事件造成以太坊硬分叉,而ETC由此事件出現,事實上證明了此次硬分叉的失敗。
DPOS與POS原理相同,只是選了一些「人大代表」。
BitShares社區首先提出了DPoS機制。
與PoS的主要區別在於節點選舉若干代理人,由代理人驗證和記賬。其合規監管、性能、資源消耗和容錯性與PoS相似。類似於董事會投票,持幣者投出一定數量的節點,代理他們進行驗證和記賬。
DPoS的工作原理為:
去中心化表示每個股東按其持股比例擁有影響力,51%股東投票的結果將是不可逆且有約束力的。其挑戰是通過及時而高效的方法達到51%批准。為達到這個目標,每個股東可以將其投票權授予一名代表。獲票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表分配到一個時間段來生產區塊。所有的代表將收到等同於一個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。如果一個平均水平的區塊含有100股作為交易費,一名代表將獲得1股作為報酬。
網路延遲有可能使某些代表沒能及時廣播他們的區塊,而這將導致區塊鏈分叉。然而,這不太可能發生,因為製造區塊的代表可以與製造前後區塊的代表建立直接連接。建立這種與你之後的代表(也許也包括其後的那名代表)的直接連接是為了確保你能得到報酬。
該模式可以每30秒產生一個新區塊,並且在正常的網路條件下區塊鏈分叉的可能性極其小,即使發生也可以在幾分鍾內得到解決。
成為代表:
成為一名代表,你必須在網路上注冊你的公鑰,然後分配到一個32位的特有標識符。然後該標識符會被每筆交易數據的「頭部」引用。
授權選票:
每個錢包有一個參數設置窗口,在該窗口裡用戶可以選擇一個或更多的代表,並將其分級。一經設定,用戶所做的每筆交易將把選票從「輸入代表」轉移至「輸出代表」。一般情況下,用戶不會創建特別以投票為目的的交易,因為那將耗費他們一筆交易費。但在緊急情況下,某些用戶可能覺得通過支付費用這一更積極的方式來改變他們的投票是值得的。
保持代表誠實:
每個錢包將顯示一個狀態指示器,讓用戶知道他們的代表表現如何。如果他們錯過了太多的區塊,那麼系統將會推薦用戶去換一個新的代表。如果任何代表被發現簽發了一個無效的區塊,那麼所有標准錢包將在每個錢包進行更多交易前要求選出一個新代表。
抵抗攻擊:
在抵抗攻擊上,因為前100名代表所獲得的權力權是相同的,每名代表都有一份相等的投票權。因此,無法通過獲得超過1%的選票而將權力集中到一個單一代表上。因為只有100名代表,可以想像一個攻擊者對每名輪到生產區塊的代表依次進行拒絕服務攻擊。幸運的是,由於事實上每名代表的標識是其公鑰而非IP地址,這種特定攻擊的威脅很容易被減輕。這將使確定DDOS攻擊目標更為困難。而代表之間的潛在直接連接,將使妨礙他們生產區塊變得更為困難。
優點:大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量,可以達到秒級的共識驗證。
缺點:整個共識機制還是依賴於代幣,很多商業應用是不需要代幣存在的。
3.PBFT :Practical Byzantine Fault Tolerance,實用拜占庭容錯
介紹:在保證活性和安全性(liveness & safety)的前提下提供了(n-1)/3的容錯性。
在分布式計算上,不同的計算機透過訊息交換,嘗試達成共識;但有時候,系統上協調計算機(Coordinator / Commander)或成員計算機 (Member /Lieutanent)可能因系統錯誤並交換錯的訊息,導致影響最終的系統一致性。
拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量,尋找可能的解決辦法,這無法找到一個絕對的答案,但只可以用來驗證一個機制的有效程度。
而拜占庭問題的可能解決方法為:
在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中,N為計算機總數,F為有問題計算機總數。信息在計算機間互相交換後,各計算機列出所有得到的信息,以大多數的結果作為解決辦法。
1)系統運轉可以脫離幣的存在,pbft演算法共識各節點由業務的參與方或者監管方組成,安全性與穩定性由業務相關方保證。
2)共識的時延大約在2~5秒鍾,基本達到商用實時處理的要求。
3)共識效率高,可滿足高頻交易量的需求。
缺點:
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後,系統將無法提供服務;
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡,且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時,惡意記賬人可以使系統出現分叉,但是會留下密碼學證據
下面說兩個國產的吧~
4.dBFT: delegated BFT 授權拜占庭容錯演算法
介紹:小蟻採用的dBFT機制,是由權益來選出記賬人,然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識。
此演算法在PBFT基礎上進行了以下改進:
將C/S架構的請求響應模式,改進為適合P2P網路的對等節點模式;
將靜態的共識參與節點改進為可動態進入、退出的動態共識參與節點;
為共識參與節點的產生設計了一套基於持有權益比例的投票機制,通過投票決定共識參與節點(記賬節點);
在區塊鏈中引入數字證書,解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題。
優點:
1)專業化的記賬人;
2)可以容忍任何類型的錯誤;
3)記賬由多人協同完成,每一個區塊都有最終性,不會分叉;
4)演算法的可靠性有嚴格的數學證明;
缺點:
1)當有1/3或以上記賬人停止工作後,系統將無法提供服務;
2)當有1/3或以上記賬人聯合作惡,且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時,惡意記賬人可以使系統出現分叉,但是會留下密碼學證據;
以上總結來說,dBFT機制最核心的一點,就是最大限度地確保系統的最終性,使區塊鏈能夠適用於真正的金融應用場景。
5.POOL驗證池
基於傳統的分布式一致性技術,加上數據驗證機制。
優點:不需要代幣也可以工作,在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎上,實現秒級共識驗證。
缺點:去中心化程度不如bictoin;更適合多方參與的多中心商業模式。
⑼ 如何通俗的理解ibm區塊鏈技術hyperledger-fabric中的共識演算法pbft
1、區塊鏈的技術是什麼? 如果我們把資料庫假設成一本賬本,讀寫資料庫就可以看做一種記賬的行為,區塊鏈技術的原理就是在一段時間內找出記賬最快最好的人,由這個人來記賬,然後將賬本的這一頁信息發給整個系統里的其他所有人。
⑽ 如何學習區塊鏈技術
1、技術語言
Python和Go這兩門語言是眾多公司招聘都提到的技術語言。需要優先學習。而且這兩種語言在區塊鏈之外的技術方向也有很大的應用。比如Go用在大並發系統的後台構築,Python用於人工智慧系統構築。所以學習這兩門語言是優先考慮的問題。
2、技術框架
掌握Bitcoin、ETH和Hyperledger的一種或多種。BTC就不用說了,底層是C++寫的,大量的貨幣類項目,如萊特幣,dash,門羅,zcash等都使用比特幣的技術進行二次開發。
ETH則是區塊鏈2.0的代表,可以在ETH網路上構建各種各樣的應用類Dapp。現在大量的應用類區塊鏈項目都是使用ETH平台開發的。
Hyperledger fabric則是IBM力推的區塊鏈開發平台,主要用於聯盟鏈的開發,是目前普及度最高的聯盟鏈開發平台。
3、演算法
POW(工作量證明演算法),POS(權益證明演算法),PBFT(拜占庭容錯演算法)等都是區塊鏈中密碼學部分的重要組成,對於這些演算法有充分的了解,有利於你參加區塊鏈項目底層開發時能夠對密碼學的部分有更好的理解。
(10)區塊鏈新技術pbft擴展閱讀:
區塊鏈技術就是一種分布式記賬技術,它的特點就是去中心化、公開透明,讓每個人都可以參與資料庫建立,而且每個建立的數據又是不可篡改的,大家都參與了,陌生人之間的信任問題也就解決了。
區塊鏈技術出現了,它是個全民參與的記賬技術,AB之間的交易信息和數據公布於眾,而且是不可篡改的,大家都知道有這個事情的發生,那麼這里就不需要什麼權威的第三方C了,或者說系統里的每一個都是充當了C的角色,這也叫做去中心化。