區塊鏈如何廣播全網

Ⅰ 比特幣向全網廣播是怎麼實現的

兩個說法供參考，都是從巴比特找到的：

1. 比特幣採取一種數學競賽的方式來決定交易到達節點的時間，並同時保護這種順序，在比特幣系統中是通過將交易按組分配來對交易進行排序的，這樣的組被稱作區塊（同一時刻發生的交易會分在同一個區塊內），然後將這些區塊鏈接起來，被稱作區塊鏈。區塊鏈是用來對交易排序，而交易鏈則是追蹤記錄比特幣所有權變化的，這些區塊是按照時間排列的就是一個鏈接，未在區塊內的交易被成為未確認或者未排序的交易，任何節點都快要將一組未經確認的交易放入區塊中，然後向網路中的其他節點廣播他們對於下一個區塊應該是什麼的建議。
   如果同一時刻有多人同時生成區塊（這種概率基本很小），所以就會有當前的區塊的下一個區塊會有多個選擇，為了保證區塊鏈接的順序性，比特幣系統讓每個有效的區塊必須包括一個特殊數學問題的答案，計算機會計算整個區塊的文本，再加上基於加密哈希進行的隨機猜測，直到得出一個低於某個特定數值的輸出，哈希函數能夠從任意長度的文本中創建一段簡短的摘要，這個固定輸出值是非常復雜的找到他的唯一方法就是隨機猜測，這就是所謂的挖礦。

2. King在去年發行PPC 的時候引入了檢查點機制，以在其發展初期保護避免攻擊。這個機制使其能夠抵禦51%攻擊。」開發者可以控制一個母節點並向全網廣播「檢查點」，這讓其它節點在某些區塊上達成一致。「他說，這其實是一個」（區塊鏈）連續性警告信息「。
   

Ⅱ 請問和數Laikelib區塊鏈技術底層架構的具體工作流程是怎樣的

區塊鏈技術工作流程和數軟體分析： 1-發送節點新數據記錄向全網進行廣播； 2-接受節點收數據記錄信息進行檢驗； 3-全網所接收節點區塊執行共識算； 4-區塊鏈共識算程式納入區塊鏈存儲節點，區塊鏈持續依基礎驗證延該鏈

Ⅲ 區塊鏈原理

區塊鏈是一種技術,但它不是一種單一的技術,而是由多種技術整合的結果,包括密碼學、數學、經濟學、網路科學等。你可以把它看做是一個分布式共享記賬技術,也可以看做是一個資料庫,只不過這個資料庫是由在這個鏈上的所有節點共同維護,每個節點都有一份賬本,因為所有節點的賬本一致,不同節點之間可以互相信任,對數據沒有疑問,所以大家都說區塊鏈從技術上實現了信任。詳細的專業技術可以咨詢一些專業的技術公司，例：金博科技，專注開發區塊鏈相關產品，專業研發團隊和完善的售後服務，可以電話咨詢。

Ⅳ 史詩級區塊鏈項目： VDS

作為區塊鏈項目，VDS是一個基於區塊鏈的分布式隱私互聯網的多項研究成果的整合。它將在身份安全，網際自由，隱私社交，去中心化金融和商業方面發揮重要作用。可以說，VDS所做的是在分布式匿名節點上重建一個全新的，開放性互聯網，這將引領我們去往一個前所未有的自由空間，V-Dimension(五次元空間)。

VDS的初始功能是共振交易，信任鋼印網路，競賽系統，信息全網廣播 (VAD)，隱秘聊天，匿名交易，智能合約，分布式OTC交易，超級主節點，幸運抽獎和獨特的智能合約設計-鏈商合約。所有這些功能相互呼應、循環、平衡，構成了VDS初期強大的內部結構，其內在的金融平衡，社區推廣，商業對接，價值沉澱和網路擴張都將顛覆中心化商業模式背後的觀念。

VDS將成為一個供全世界使用的隱私互聯網路。它支持開發獨立的Web 瀏覽器，每個VID地址都可以作為匿名IP網址使用。在這個開放的隱私網路中，可以移植中心化互聯網的所有應用程序，通過社區的共同努力，打造一種全新的，去中心化的互聯網自由生態。

VDS的核心理念是依靠所有人的智慧來實現整個人類社會的自由，致力於為我們每個人甚至每一代人提供更加公平，平等和隱私的財富自主權。它將實現全人類的終極財富自由。

同時VDS將實現完全的言論自由。通過獨有的匿名技術，任何人都可以在去中心化的網路中通過隱秘聊天表達意見和傳達觀念，安全自由地進行溝通。或者將廣告內容通過競價廣告廣播系統插入每個VDS用戶的錢包應用中，實現全網的廣播。信息及其傳播將突破中心化監管的限制，人們將真正意義上認識這個世界。

VDS帶來的創新自由是打破區域限制的商業創新模式。有人的地方有網路，有網路的地方就有VDS。任何人都可以通過VDS獨有的智能合約技術將自己的商業帝國發展到全球的每個角落。

在任何交易市場中，流入市場的現金流與參與的用戶數量直接相關。因 此，我們所有用戶參與到去中心化裂變推廣中，在個人獲得收益的同時，也為系統了提供大量的用戶。這是一種良性的現金流良性解決方案。隨著Vollar價格上漲，用戶將更積極地參與到裂變拓展，使VDS生態網路中的用戶數量翻倍增長。

除此之外，大量Bitcoin將被用作每個區塊周裂變推廣的獎勵，來激勵更多用戶參與到VDS生態網路的建設中。Bitcoin獎勵的數量全部取決於參與共振交易的 Bitcoin數量。Vollar帶來的收益越多，參與共振交易的Bitcoin就越多，新用戶增長的激勵就越大。

在VDS生態中，超級主節點的創建將為參與者帶來可觀的Vollar收益。隨著Vollar收益的增加，越來越多的參與者將逐漸了解其價值，從而為獲得更多的 Vollar，而創建更多的超級主節點。

超級主節點的增加為VDS生態提供了更穩定的網路服務。此外，搭建超級 主節點需要10，000個Vollar的押金。因此越多的超級主節點意味著越多的Vollar將被當做押金使用，這有助於大大降低市場上可交易的Vollar數量，刺激其價格增長。

此外，VDS生態系統內用戶的指數增長也加速了Vollar的購買需求，從而使Vollar的市場需求倍增，進一步降低了當前時期的可交易總量，形成價值的良性循環和持續、穩定的上漲。

隨著Vollar價值的不斷上漲，大量用戶將繼續參與到VDS生態網路的擴張中。為了增加用戶粘性，我們在生態中添加了更多具有意義的功能：例如，世界 上最安全的社交聊天應用程序，精準對接目標用戶的全網廣告廣播系統，連接商業價值的鏈商功能，以及安全對接全球多大50種法定貨幣的OTC功能。通過這些功能和應用，在人們體驗VDS生態時，Vollar的使用價值將會凸顯，這為Vollar成為未來通用貨幣奠定了基礎。

在Vollar的收益驅動和大量參與者的共同努力下，VDS的生態網路將迅速發展成熟，成熟的VDS生態必將伴隨所有參與者走向最終的自由。

Vollar是VDS生態系統內基本流通單位的名稱，也是其唯一的商業與金融傳遞介質。除了用於帳戶記錄和付款外，Vollar還可以激活VID，競標VAD廣告位，激勵主節點的運行（保證網路的穩定性），以及在系統內運行智能合約。

VID是VDS社區身份的標示，更是VDS中唯一具有通行能力的身份證明。它就像用戶用來解鎖各種功能和應用的鑰匙，如信任鋼印網路和隱秘聊天。在很大程度上，只有擁有VID才能真正體驗強大的自由網路一VDS。

VAD是一種非中心化的廣告競價廣播系統。選擇最高出價的廣告進行節點 間的傳播，然後將信息插入每個VDS錢包，創建精準有效的商業連接，並完善 Vollar作為流通貨幣的能力。我們將此稱為全網廣播。

依靠信任鋼印網路裂變推廣產生的龐大用戶基數，VAD將成為全球廣告業的超級電台。鏈商合約是VDS中獨有的智能合約系統。全球的供應商可以在VDS鏈上注冊收款地址，設置智能合約傭金比率，並激活鏈商合約。通過這些智能合約，商家在他們的信任鋼印系統下注冊自己的收款地址，設定合約傭金的分配比率，一 步創建自己的區塊鏈共識銷售網路。

信任鋼印網路中的所有VID用戶在激活鏈商合約的商家進行消費，則該VID 裂變樹中向上的12個直接連接的VID，都可以獲得商家的鏈商合約傭金。

VID開通碼：

在VDS鏈商合約的實際應用中，可以進行各種銷售推廣，這是區塊鏈技術 與日常生活的尚度融合。消費者完全可以使用Vollar並通過鏈商合約完成消費支 出。無論是快餐還是醫療賬單，我們都可以創建獨有的鏈商合約完成一系列相關支付。同樣，供應商也可以通過VDS的競價廣告功能獲取大量消費者，為客戶提供更便捷的服務和體驗，並通過簡單的傭金設置，通過信任鋼印網路進行快速推廣。在結合其他VDS功能後，任何人都可以簡單地整合自己現有的資源，完成消費或銷售。

虛擬產品同樣可行。消費者可以通過鏈商合約直接在VDS內購買和銷售優 惠券和游戲道具。無論消費金額大小，每筆支出都將精準的按照合約規定執行；供求關系和推廣方式格外清晰。我們將以更高效，靈活和便捷的方式完成各種門類的資金流通。

大型購物平台可以進一步深入開發和應用VDS鏈商合約，將它們並入到購物平台的支付系統。新用戶完成注冊時，將生成相應的鏈商合約收款地址。與傳統購物平台相比，這是一個極具顛覆性的區塊鏈行業實踐，因為它將每個新加入 的用戶，都轉化為了營銷推廣力量。

以VDS智能合約為基礎，鏈商合約通過植入每個VID以及其信任鋼印體系下的人際關系，構成了價值共享的去中心化商業模式。任何商家都可以在非中心化的情況下，通過對智能合約進行傭金分配設置，依託區塊鏈內建立起來的信任關系調動每個VID的推廣積極性。VID們分享從該商品或服務中獲得的銷售傭金，幫助商家獲得源源不斷的客戶流，促進商品或服務的銷售。優質產品將獲得更大推廣力度，提高產品銷量，這也將顛覆現有的中心化商業思維方式。每個VID都將通過VDS建立自己的商業生態圈，用去中心化思維重繪全球商業帝國的藍圖。

Ⅳ 區塊鏈 --- 共識演算法

PoW演算法是一種防止分布式服務資源被濫用、拒絕服務攻擊的機制。它要求節點進行適量消耗時間和資源的復雜運算，並且其運算結果能被其他節點快速驗算，以耗用時間、能源做擔保，以確保服務與資源被真正的需求所使用。

PoW演算法中最基本的技術原理是使用哈希演算法。假設求哈希值Hash(r)，若原始數據為r（raw），則運算結果為R（Result）。

R = Hash(r)

哈希函數Hash()的特性是，對於任意輸入值r，得出結果R，並且無法從R反推回r。當輸入的原始數據r變動1比特時，其結果R值完全改變。在比特幣的PoW演算法中，引入演算法難度d和隨機值n，得到以下公式：

Rd = Hash(r+n)

該公式要求在填入隨機值n的情況下，計算結果Rd的前d位元組必須為0。由於哈希函數結果的未知性，每個礦工都要做大量運算之後，才能得出正確結果，而算出結果廣播給全網之後，其他節點只需要進行一次哈希運算即可校驗。PoW演算法就是採用這種方式讓計算消耗資源，而校驗僅需一次。

 

PoS演算法要求節點驗證者必須質押一定的資金才有挖礦打包資格，並且區域鏈系統在選定打包節點時使用隨機的方式，當節點質押的資金越多時，其被選定打包區塊的概率越大。

POS模式下，每個幣每天產生1幣齡，比如你持有100個幣，總共持有了30天，那麼，此時你的幣齡就為3000。這個時候，如果你驗證了一個POS區塊，你的幣齡就會被清空為0，同時從區塊中獲得相對應的數字貨幣利息。

節點通過PoS演算法出塊的過程如下：普通的節點要成為出塊節點，首先要進行資產的質押，當輪到自己出塊時，打包區塊，然後向全網廣播，其他驗證節點將會校驗區塊的合法性。

 

DPoS演算法和PoS演算法相似，也採用股份和權益質押。

但不同的是，DPoS演算法採用委託質押的方式，類似於用全民選舉代表的方式選出N個超級節點記賬出塊。

選民把自己的選票投給某個節點，如果某個節點當選記賬節點，那麼該記賬節點往往在獲取出塊獎勵後，可以採用任意方式來回報自己的選民。

這N個記賬節點將輪流出塊，並且節點之間相互監督，如果其作惡，那麼會被扣除質押金。

通過信任少量的誠信節點，可以去除區塊簽名過程中不必要的步驟，提高了交易的速度。
 

拜占庭問題：

拜占庭是古代東羅馬帝國的首都，為了防禦在每塊封地都駐扎一支由單個將軍帶領的軍隊，將軍之間只能靠信差傳遞消息。在戰爭時，所有將軍必須達成共識，決定是否共同開戰。

但是，在軍隊內可能有叛徒，這些人將影響將軍們達成共識。拜占庭將軍問題是指在已知有將軍是叛徒的情況下，剩餘的將軍如何達成一致決策的問題。

BFT：

BFT即拜占庭容錯，拜占庭容錯技術是一類分布式計算領域的容錯技術。拜占庭假設是對現實世界的模型化，由於硬體錯誤、網路擁塞或中斷以及遭到惡意攻擊等原因，計算機和網路可能出現不可預料的行為。拜占庭容錯技術被設計用來處理這些異常行為，並滿足所要解決的問題的規范要求。

拜占庭容錯系統 ：

發生故障的節點被稱為 拜占庭節點 ，而正常的節點即為 非拜占庭節點 。

假設分布式系統擁有n台節點，並假設整個系統拜占庭節點不超過m台（n ≥ 3m + 1），拜占庭容錯系統需要滿足如下兩個條件：

另外，拜占庭容錯系統需要達成如下兩個指標：

PBFT即實用拜占庭容錯演算法，解決了原始拜占庭容錯演算法效率不高的問題，演算法的時間復雜度是O(n^2)，使得在實際系統應用中可以解決拜占庭容錯問題
 

PBFT是一種狀態機副本復制演算法，所有的副本在一個視圖（view）輪換的過程中操作，主節點通過視圖編號以及節點數集合來確定，即：主節點 p = v mod |R|。v：視圖編號，|R|節點個數，p：主節點編號。

PBFT演算法的共識過程如下：客戶端（Client）發起消息請求（request），並廣播轉發至每一個副本節點（Replica），由其中一個主節點（Leader）發起提案消息pre-prepare，並廣播。其他節點獲取原始消息，在校驗完成後發送prepare消息。每個節點收到2f+1個prepare消息，即認為已經准備完畢，並發送commit消息。當節點收到2f+1個commit消息，客戶端收到f+1個相同的reply消息時，說明客戶端發起的請求已經達成全網共識。

具體流程如下 ：

客戶端c向主節點p發送<REQUEST, o, t, c>請求。o: 請求的具體操作，t: 請求時客戶端追加的時間戳，c：客戶端標識。REQUEST: 包含消息內容m，以及消息摘要d(m)。客戶端對請求進行簽名。

主節點收到客戶端的請求，需要進行以下交驗：

a. 客戶端請求消息簽名是否正確。

非法請求丟棄。正確請求，分配一個編號n，編號n主要用於對客戶端的請求進行排序。然後廣播一條<<PRE-PREPARE, v, n, d>, m>消息給其他副本節點。v：視圖編號，d客戶端消息摘要，m消息內容。<PRE-PREPARE, v, n, d>進行主節點簽名。n是要在某一個范圍區間內的[h, H]，具體原因參見 垃圾回收 章節。

副本節點i收到主節點的PRE-PREPARE消息，需要進行以下交驗：

a. 主節點PRE-PREPARE消息簽名是否正確。

b. 當前副本節點是否已經收到了一條在同一v下並且編號也是n，但是簽名不同的PRE-PREPARE信息。

c. d與m的摘要是否一致。

d. n是否在區間[h, H]內。

非法請求丟棄。正確請求，副本節點i向其他節點包括主節點發送一條<PREPARE, v, n, d, i>消息, v, n, d, m與上述PRE-PREPARE消息內容相同，i是當前副本節點編號。<PREPARE, v, n, d, i>進行副本節點i的簽名。記錄PRE-PREPARE和PREPARE消息到log中，用於View Change過程中恢復未完成的請求操作。

主節點和副本節點收到PREPARE消息，需要進行以下交驗：

a. 副本節點PREPARE消息簽名是否正確。

b. 當前副本節點是否已經收到了同一視圖v下的n。

c. n是否在區間[h, H]內。

d. d是否和當前已收到PRE-PPREPARE中的d相同

非法請求丟棄。如果副本節點i收到了2f+1個驗證通過的PREPARE消息，則向其他節點包括主節點發送一條<COMMIT, v, n, d, i>消息，v, n, d, i與上述PREPARE消息內容相同。<COMMIT, v, n, d, i>進行副本節點i的簽名。記錄COMMIT消息到日誌中，用於View Change過程中恢復未完成的請求操作。記錄其他副本節點發送的PREPARE消息到log中。

主節點和副本節點收到COMMIT消息，需要進行以下交驗：

a. 副本節點COMMIT消息簽名是否正確。

b. 當前副本節點是否已經收到了同一視圖v下的n。

c. d與m的摘要是否一致。

d. n是否在區間[h, H]內。

非法請求丟棄。如果副本節點i收到了2f+1個驗證通過的COMMIT消息，說明當前網路中的大部分節點已經達成共識，運行客戶端的請求操作o，並返回<REPLY, v, t, c, i, r>給客戶端，r：是請求操作結果，客戶端如果收到f+1個相同的REPLY消息，說明客戶端發起的請求已經達成全網共識，否則客戶端需要判斷是否重新發送請求給主節點。記錄其他副本節點發送的COMMIT消息到log中。
 

如果主節點作惡，它可能會給不同的請求編上相同的序號，或者不去分配序號，或者讓相鄰的序號不連續。備份節點應當有職責來主動檢查這些序號的合法性。

如果主節點掉線或者作惡不廣播客戶端的請求，客戶端設置超時機制，超時的話，向所有副本節點廣播請求消息。副本節點檢測出主節點作惡或者下線，發起View Change協議。

View Change協議 ：

副本節點向其他節點廣播<VIEW-CHANGE, v+1, n, C , P , i>消息。n是最新的stable checkpoint的編號， C 是 2f+1驗證過的CheckPoint消息集合， P 是當前副本節點未完成的請求的PRE-PREPARE和PREPARE消息集合。

當主節點p = v + 1 mod |R|收到 2f 個有效的VIEW-CHANGE消息後，向其他節點廣播<NEW-VIEW, v+1, V , O >消息。 V 是有效的VIEW-CHANGE消息集合。 O 是主節點重新發起的未經完成的PRE-PREPARE消息集合。PRE-PREPARE消息集合的選取規則：

副本節點收到主節點的NEW-VIEW消息，驗證有效性，有效的話，進入v+1狀態，並且開始 O 中的PRE-PREPARE消息處理流程。
 

在上述演算法流程中，為了確保在View Change的過程中，能夠恢復先前的請求，每一個副本節點都記錄一些消息到本地的log中，當執行請求後副本節點需要把之前該請求的記錄消息清除掉。

最簡單的做法是在Reply消息後，再執行一次當前狀態的共識同步，這樣做的成本比較高，因此可以在執行完多條請求K（例如：100條）後執行一次狀態同步。這個狀態同步消息就是CheckPoint消息。

副本節點i發送<CheckPoint, n, d, i>給其他節點，n是當前節點所保留的最後一個視圖請求編號，d是對當前狀態的一個摘要，該CheckPoint消息記錄到log中。如果副本節點i收到了2f+1個驗證過的CheckPoint消息，則清除先前日誌中的消息，並以n作為當前一個stable checkpoint。

這是理想情況，實際上當副本節點i向其他節點發出CheckPoint消息後，其他節點還沒有完成K條請求，所以不會立即對i的請求作出響應，它還會按照自己的節奏，向前行進，但此時發出的CheckPoint並未形成stable。

為了防止i的處理請求過快，設置一個上文提到的 高低水位區間[h, H] 來解決這個問題。低水位h等於上一個stable checkpoint的編號，高水位H = h + L，其中L是我們指定的數值，等於checkpoint周期處理請求數K的整數倍，可以設置為L = 2K。當副本節點i處理請求超過高水位H時，此時就會停止腳步，等待stable checkpoint發生變化，再繼續前進。
 

在區塊鏈場景中，一般適合於對強一致性有要求的私有鏈和聯盟鏈場景。例如，在IBM主導的區塊鏈超級賬本項目中，PBFT是一個可選的共識協議。在Hyperledger的Fabric項目中，共識模塊被設計成可插拔的模塊，支持像PBFT、Raft等共識演算法。
 

 

Raft基於領導者驅動的共識模型，其中將選舉一位傑出的領導者(Leader)，而該Leader將完全負責管理集群，Leader負責管理Raft集群的所有節點之間的復制日誌。
 

下圖中，將在啟動過程中選擇集群的Leader（S1），並為來自客戶端的所有命令/請求提供服務。 Raft集群中的所有節點都維護一個分布式日誌（復制日誌）以存儲和提交由客戶端發出的命令（日誌條目）。 Leader接受來自客戶端的日誌條目，並在Raft集群中的所有關注者（S2，S3，S4，S5）之間復制它們。

在Raft集群中，需要滿足最少數量的節點才能提供預期的級別共識保證， 這也稱為法定人數。 在Raft集群中執行操作所需的最少投票數為 (N / 2 +1) ，其中N是組中成員總數，即 投票至少超過一半 ，這也就是為什麼集群節點通常為奇數的原因。 因此，在上面的示例中，我們至少需要3個節點才能具有共識保證。

如果法定仲裁節點由於任何原因不可用，也就是投票沒有超過半數，則此次協商沒有達成一致，並且無法提交新日誌。

 

數據存儲：Tidb/TiKV

日誌：阿里巴巴的 DLedger

服務發現：Consul& etcd

集群調度：HashiCorp Nomad
 

只能容納故障節點(CFT)，不容納作惡節點

順序投票，只能串列apply，因此高並發場景下性能差
 

Raft通過解決圍繞Leader選舉的三個主要子問題，管理分布式日誌和演算法的安全性功能來解決分布式共識問題。

當我們啟動一個新的Raft集群或某個領導者不可用時，將通過集群中所有成員節點之間協商來選舉一個新的領導者。 因此，在給定的實例中，Raft集群的節點可以處於以下任何狀態: 追隨者(Follower)，候選人(Candidate)或領導者(Leader)。

系統剛開始啟動的時候，所有節點都是follower，在一段時間內如果它們沒有收到Leader的心跳信號，follower就會轉化為Candidate；

如果某個Candidate節點收到大多數節點的票，則這個Candidate就可以轉化為Leader，其餘的Candidate節點都會回到Follower狀態；

一旦一個Leader發現系統中存在一個Leader節點比自己擁有更高的任期(Term)，它就會轉換為Follower。

Raft使用基於心跳的RPC機制來檢測何時開始新的選舉。 在正常期間， Leader 會定期向所有可用的 Follower 發送心跳消息（實際中可能把日誌和心跳一起發過去）。 因此，其他節點以 Follower 狀態啟動，只要它從當前 Leader 那裡收到周期性的心跳，就一直保持在 Follower 狀態。

當 Follower 達到其超時時間時，它將通過以下方式啟動選舉程序：

根據 Candidate 從集群中其他節點收到的響應，可以得出選舉的三個結果。

共識演算法的實現一般是基於復制狀態機（Replicated state machines），何為 復制狀態機 ：

簡單來說： 相同的初識狀態 + 相同的輸入 = 相同的結束狀態 。不同節點要以相同且確定性的函數來處理輸入，而不要引入一下不確定的值，比如本地時間等。使用replicated log是一個很不錯的注意，log具有持久化、保序的特點，是大多數分布式系統的基石。

有了Leader之後，客戶端所有並發的請求可以在Leader這邊形成一個有序的日誌（狀態）序列，以此來表示這些請求的先後處理順序。Leader然後將自己的日誌序列發送Follower，保持整個系統的全局一致性。注意並不是強一致性，而是 最終一致性 。

日誌由有序編號（log index）的日誌條目組成。每個日誌條目包含它被創建時的任期號（term），和日誌中包含的數據組成，日誌包含的數據可以為任何類型，從簡單類型到區塊鏈的區塊。每個日誌條目可以用[ term, index, data]序列對表示，其中term表示任期， index表示索引號，data表示日誌數據。

Leader 嘗試在集群中的大多數節點上執行復制命令。 如果復製成功，則將命令提交給集群，並將響應發送回客戶端。類似兩階段提交(2PC)，不過與2PC的區別在於，leader只需要超過一半節點同意（處於工作狀態）即可。

leader 、 follower 都可能crash，那麼 follower 維護的日誌與 leader 相比可能出現以下情況

當出現了leader與follower不一致的情況，leader強制follower復制自己的log， Leader會從後往前試 ，每次AppendEntries失敗後嘗試前一個日誌條目（遞減nextIndex值）， 直到成功找到每個Follower的日誌一致位置點（基於上述的兩條保證），然後向後逐條覆蓋Followers在該位置之後的條目 。所以丟失的或者多出來的條目可能會持續多個任期。
 

要求候選人的日誌至少與其他節點一樣最新。如果不是，則跟隨者節點將不投票給候選者。

意味著每個提交的條目都必須存在於這些伺服器中的至少一個中。如果候選人的日誌至少與該多數日誌中的其他日誌一樣最新，則它將保存所有已提交的條目，避免了日誌回滾事件的發生。

即任一任期內最多一個leader被選出。這一點非常重要，在一個復制集中任何時刻只能有一個leader。系統中同時有多餘一個leader，被稱之為腦裂（brain split），這是非常嚴重的問題，會導致數據的覆蓋丟失。在raft中，兩點保證了這個屬性：

因此， 某一任期內一定只有一個leader 。
 

當集群中節點的狀態發生變化（集群配置發生變化）時，系統容易受到系統故障。 因此，為防止這種情況，Raft使用了一種稱為兩階段的方法來更改集群成員身份。 因此，在這種方法中，集群在實現新的成員身份配置之前首先更改為中間狀態（稱為聯合共識）。 聯合共識使系統即使在配置之間進行轉換時也可用於響應客戶端請求，它的主要目的是提升分布式系統的可用性。

Ⅵ 區塊鏈如何在現實中起作用

區塊鏈不是萬能的，目前落地的基本沒有多少，你非想要和超市掛鉤，我只能想到現在支付用的是支付寶或者微信，硬要用區塊鏈手段支付的話唯一可能的好處是不需要第三方機構做擔保(阿里巴巴和騰訊)節省了成本，並且阿里巴巴和騰訊有跑路風險(雖然目前看幾乎不可能)，用區塊鏈不會擔心程序叛變

Ⅶ 區塊鏈的具體工作流程是怎樣的

區塊鏈（Blockchain）是由節點參與的分布式資料庫系統，它的特點是不可變更，不可偽造，我們也可以將它理解為一個賬簿系統。它是比特幣的一個重要概念，完整比特幣區塊鏈的副本，記錄了其的每一筆交易。通過這些信息，我們可以找到每一個地址，在歷史上任何一點所擁有的價值。

區塊鏈是由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成的，每一個區塊都包含了上一個區塊的哈希值，從創始區塊開始連接到當前區塊，形成塊鏈。

Ⅷ 區塊鏈節點能否在一台電腦

區塊鏈節點可以在一台電腦。如果只是挖礦，不需要完整節點。而區塊鏈節點也分為輕節點和全節點。輕節點存部分區塊鏈上的信息，全節點儲存區塊鏈上的全部信息。

區塊鏈的運行原理：

以比特幣的區塊鏈系統為例。比特幣一個新區塊誕生的時間系統設定為十分鍾。

1、一筆交易產生以後，為了讓全網承認有效，必須先廣播到區塊鏈網路中其他參與的節點（鏈接的計算機）。

2、每個節點要正確無誤地給這十分鍾的交易都蓋上時間戳，並且放進這個區塊。

3、如果一個節點解開了隨機數那道數學題，擁有了合法區塊記賬權，這個節點就會向全網公布他這 10 分鍾所有蓋上時間戳的交易，並由全網中其他參與的節點來核對。

4、比特幣系統會給贏下合法區塊記賬權的節點以獎勵，他廣播以後，別的節點就要核對這個區塊記賬的准確性。別的節點其實同時也在解那道數學題，同時也在蓋時間戳，只不過他們沒有在那道數學題上算得更快。也就是說，這個區塊他們贏不了獎勵了，他們只好在下一個區塊上想辦法。

5、一般來說，每一筆交易，必須要經過 6 次的確認，也就是要通過 6 個的 10 分鍾記賬，才能在系統里被承認為是合法交易，一次的記賬是不被承認的。

Ⅸ 區塊鏈常見的三大共識機制

區塊鏈是建立在P2P網路，由節點參與的分布式賬本系統，最大的特點是「去中心化」。也就是說在區塊鏈系統中，用戶與用戶之間、用戶與機構之間、機構與機構之間，無需建立彼此之間的信任，只需依靠區塊鏈協議系統就能實現交易。

可是，要如何保證賬本的准確性，權威性，以及可靠性？區塊鏈網路上的節點為什麼要參與記賬？節點如果造假怎麼辦？如何防止賬本被篡改？如何保證節點間的數據一致性？……這些都是區塊鏈在建立「去中心化」交易時需要解決的問題，由此產生了共識機制。

所謂「共識機制」，就是通過特殊節點的投票，在很短的時間內完成對交易的驗證和確認；當出現意見不一致時，在沒有中心控制的情況下，若干個節點參與決策達成共識，即在互相沒有信任基礎的個體之間如何建立信任關系。

區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法，在機器之間建立「信任」網路，從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。

不同的區塊鏈種類需要不同的共識演算法來確保區塊鏈上最後的區塊能夠在任何時候都反應出全網的狀態。

目前為止，區塊鏈共識機制主要有以下幾種：POW工作量證明、POS股權證明、DPOS授權股權證明、Paxos、PBFT（實用拜占庭容錯演算法）、dBFT、DAG（有向無環圖）

接下來我們主要說說常見的POW、POS、DPOS共識機制的原理及應用場景

概念：

工作量證明機制（Proof of work ），最早是一個經濟學名詞，指系統為達到某一目標而設置的度量方法。簡單理解就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作，通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量。

工作量證明機制具有完全去中心化的優點，在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中，節點可以自由進出，並通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權，求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。

應用：

POW最著名的應用當屬比特幣。在比特幣網路中，在Block的生成過程中，礦工需要解決復雜的密碼數學難題，尋找到一個符合要求的Block Hash由N個前導零構成，零的個數取決於網路的難度值。這期間需要經過大量嘗試計算（工作量），計算時間取決於機器的哈希運算速度。

而尋找合理hash是一個概率事件，當節點擁有佔全網n%的算力時，該節點即有n/100的概率找到Block Hash。在節點成功找到滿足的Hash值之後，會馬上對全網進行廣播打包區塊，網路的節點收到廣播打包區塊，會立刻對其進行驗證。

如果驗證通過，則表明已經有節點成功解迷，自己就不再競爭當前區塊，而是選擇接受這個區塊，記錄到自己的賬本中，然後進行下一個區塊的競爭猜謎。網路中只有最快解謎的區塊，才會添加的賬本中，其他的節點進行復制，以此保證了整個賬本的唯一性。

假如節點有任何的作弊行為，都會導致網路的節點驗證不通過，直接丟棄其打包的區塊，這個區塊就無法記錄到總賬本中，作弊的節點耗費的成本就白費了，因此在巨大的挖礦成本下，也使得礦工自覺自願的遵守比特幣系統的共識協議，也就確保了整個系統的安全。

優缺點

優點：結果能被快速驗證，系統承擔的節點量大，作惡成本高進而保證礦工的自覺遵守性。

缺點：需要消耗大量的演算法，達成共識的周期較長

概念：

權益證明機制（Proof of Stake），要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權。

權益證明機制的運作方式是，當創造一個新區塊時，礦工需要創建一個「幣權」交易，交易會按照預先設定的比例把一些幣發送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間，依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度，從而加快了尋找隨機數的速度。

應用：

2012年，化名Sunny King的網友推出了Peercoin（點點幣），是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次應用。PPC最大創新是其采礦方式混合了POW及POS兩種方式，採用工作量證明機制發行新幣，採用權益證明機制維護網路安全。

為了實現POS，Sunny King借鑒於中本聰的Coinbase，專門設計了一種特殊類型交易，叫Coinstake。

上圖為Coinstake工作原理，其中幣齡指的是貨幣的持有時間段，假如你擁有10個幣，並且持有10天，那你就收集到了100天的幣齡。如果你使用了這10個幣，幣齡被消耗（銷毀）了。

優缺點：

優點：縮短達成共識所需的時間，比工作量證明更加節約能源。

缺點：本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算，轉賬真實性較難保證

概念：

授權股權證明機制（Delegated Proof of Stake），與董事會投票類似，該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統，就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會，所有股東都在這里投票決定公司決策。

授權股權證明在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時，還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表，而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中，全體節點投票選舉出一定數量的節點代表，由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。

同時，區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要，全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格，重新選舉新的代表，實現實時的民主。

應用：

比特股（Bitshare）是一類採用DPOS機制的密碼貨幣。通過引入了見證人這個概念，見證人可以生成區塊，每一個持有比特股的人都可以投票選舉見證人。得到總同意票數中的前N個（N通常定義為101）候選者可以當選為見證人，當選見證人的個數（N）需滿足：至少一半的參與投票者相信N已經充分地去中心化。

見證人的候選名單每個維護周期（1天）更新一次。見證人然後隨機排列，每個見證人按序有2秒的許可權時間生成區塊，若見證人在給定的時間片不能生成區塊，區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速，也更加節能。

DPOS充分利用了持股人的投票，以公平民主的方式達成共識，他們投票選出的N個見證人，可以視為N個礦池，而這N個礦池彼此的權利是完全相等的。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人（礦池），只要他們提供的算力不穩定，計算機宕機，或者試圖利用手中的權力作惡。

優缺點：

優點：縮小參與驗證和記賬節點的數量，從而達到秒級的共識驗證

缺點：中心程度較弱，安全性相比POW較弱，同時節點代理是人為選出的，公平性相比POS較低，同時整個共識機制還是依賴於代幣的增發來維持代理節點的穩定性。

Ⅹ 什麼是區塊鏈最早的一個應用

第一個應用是比特幣，比特幣是區塊鏈技術第一個應用，也是目前為止最成功的應用。區塊鏈是信息技術領域的一個術語。 本質上，它是一個共享資料庫。 其中存儲的數據或信息具有「不可偽造」、「全程可追溯」、「可追溯」、「公開透明」、「集體維護」等特點。 基於這些特點，區塊鏈技術奠定了堅實的「信任」基礎，創造了可靠的「合作」機制，具有廣闊的應用前景。
1、區塊鏈本身也是一種互聯網協議，所以它的基礎是數據。如果一個場景中沒有結構化數據，或者數據結構的成本很高，就要考慮是否適合區塊鏈項目。所謂的精準扶貧區塊鏈項目有好幾個，包括從種子到餐桌的供應鏈溯源，化肥檢測等，數據是怎麼錄入的？靠人一一測試進入嗎？您是否跟蹤埋在土地中的探測器的肥料量？
2. 現有場景下確認信息真實性的需求強烈，成本高還是低。區塊鏈本質上是一個價值網路，即數據權利確認或真實性確認。那麼，在要應用的場景中是否有很強的真實性確認要求就成為一個必要的因素。例如，對於一個學習鏈項目，通過區塊鏈追蹤學生評價和班級情況。是否有必要使用區塊鏈來解決這些數據的真實性？教育市場的口碑傳播是區塊鏈更高效還是微信更方便？需要讓別人知道我對老師評價的真實性嗎？現有場景下是否有很強的共識需求，通過分布式節點記錄？區塊鏈通過分布式賬本記錄信息並在全網廣播，在保證數據統一的情況下實現大規模全網共識。那麼，很多項目是否有必要採用大規模共識？沒有必要的全網共識。是炒作還是金錢？有不同的意見。
3、一個被稱為全日本團隊但只有中文版白皮書的項目聲稱通過區塊鏈在日本租房和購買房屋，這是按照份額進行的，參考ABS模式。它聲稱通過代幣實現房屋銷售和租金共享。代幣的數量是確定的，但是以後的房子會越來越多，租金也會越來越高，所以會越來越值錢。說白了，就是一個股權眾籌項目。
4、應用場景中是否有網路效應，是否符合雙邊市場模式，如下網路效應或雙邊市場模型理論是指一個項目能否隨著用戶的不斷增加，對整體項目的提升起到積極的作用。該項目的核心價值是用戶自身的網路連接。區塊鏈本身是一種網路協議。當然，如果沒有網路效應，那就是胡說八道。一個真實的例子是電子商務平台。平台上的消費者越多，商家就會越多。雙方模式持續推動和推動電子商務平台良性發展，而電商則通過支付寶等支付方式管理平台雙方，維持網路的正常運行。