核心技術區塊鏈
❶ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈技術的核心構成是什麼
什麼是區塊鏈技術?區塊鏈技術的核心構成是什麼?
什麼是區塊鏈技術:
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法 。
區塊鏈(Blockchain)是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。
區塊鏈技術的核心構成:
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題,因此它針對這個問題提出了四個技術創新:
第一個叫分布式賬本,就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成,而且每一個節點都記錄的是完整的賬目,因此它們都可以參與監督交易合法性,同時也可以共同為其作證。
跟傳統的分布式存儲有所不同,區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面:一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據,傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的,依靠共識機制保證存儲的一致性,而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。 [8]
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據,從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多,理論上講除非所有的節點被破壞,否則賬目就不會丟失,從而保證了賬目數據的安全性。
第二個叫做非對稱加密和授權技術,存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的,但是賬戶身份信息是高度加密的,只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到,從而保證了數據的安全和個人的隱私。
第三個叫做共識機制,就是所有記賬節點之間怎麼達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制,適用於不同的應用場景,在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點,其中「少數服從多數」並不完全指節點個數,也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時,所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。 [8]
以比特幣為例,採用的是工作量證明,只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下,才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候,這基本上不可能,從而杜絕了造假的可能。
最後一個技術特點叫智能合約,智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據,可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例,如果說每個人的信息(包括醫療信息和風險發生的信息)都是真實可信的,那就很容易的在一些標准化的保險產品中,去進行自動化的理賠。
在保險公司的日常業務中,雖然交易不像銀行和證券行業那樣頻繁,但是對可信數據的依賴是有增無減。因此,筆者認為利用區塊鏈技術,從數據管理的角度切入,能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。
區塊鏈技術的核心層是什麼?
重慶金窩窩分析:共識機制是區塊鏈技術的核心,共識機制很大程度上決定了整個區塊鏈系統節點之間的相互信任程度,也決定了其他使用者對於區塊鏈上數據的信任程度
區塊鏈技術的構成核心是什麼?
重慶金窩窩分析:區塊鏈技術由共識機制、共防機制、分布式存儲三大核心技術構成。
三大核心技術由機器信任支持,即通過網路技術支撐實現了交易活動的交易點對點、去中心化、記錄信息不可篡改、交易不可逆、信息加密等難題突破。
區塊鏈技術的優勢?區塊鏈技術的分類?
區塊鏈技術發展隨著應用的不斷的拓展而越來越紅火,這種來自於各行業需求的強大的發展動力讓區塊鏈技術產生了日新月異的變化,從而讓各行業取得的成果越來越受矚目,從專業的技術到資源方面都不斷的向這個行業集中,從而讓區塊鏈技術發展進入了一個全新的階段,而這種區塊鏈技術發展所帶來的影響也倍受矚目。
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』。」布比公司是國內領先的區塊鏈服務商,在區塊鏈技術平台方面取得多項突破,能夠滿足數千萬級用戶規模的場景,並且具備快速構建上層應用業務的能力。
各方參與記錄、存儲信息的區塊鏈技術採用去中心化的分布式結構,節省了大量的中介成本,能更好地確保數據安全;同時,它擁有不可篡改的時間戳,可以有效解決數據追蹤、信息防偽等問題。
將成互聯網金融下一個風口?
雖然區塊鏈伴隨比特幣出現,但該技術的衍生價值已超越了數字貨幣。布比區塊鏈專注於區塊鏈技術和產品的創新,已擁有多項核心技術,開發了自有的區塊鏈服務平台。以去中心化信任為核心,致力於打造開放式價值流通網路,讓數字資產都自由流動起來。布比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。如果有了這個技術的應用,在轉移資產的時候就可以沒有中心機構了,可以實現我們之間資產的直接轉移。
在目前的國際金融市場上,美國中央銀行、瑞士銀行,以及一些保險、期貨公司,都在爭相開發區塊鏈技術。方亮介紹,在互聯網金融行業中,區塊鏈技術將首先影響支付系統、證券結算系統、交易資料庫等金融基礎設施;隨後該技術也會擴及一般性金融業務,比如信用體系、「反洗錢」等。
「金融領域支付清算體系將朝著去中心化趨勢演進,由區塊鏈技術支持的電子賬本是無差錯、不可篡改的可靠系統,對支付、清算、交易、確權等都有深刻影響。」李岩說。
因此,業界人士認為,區塊鏈技術可能是互聯網金融行業的下一個風口。隨著萬物互聯程度加深,中國社會科學院金融研究所所長助理楊濤也表示,區塊鏈將使所有個體都有可能成為金融資源配置中的重要節點,也將促進現有金融體系規則的改良,構建共享共贏式的金融發展生態體系。
區塊鏈技術將影響多個行業
「區塊鏈技術在大數據時代有著廣泛的應用。」李岩坦言,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。
比如,醫療保健行業已從區塊鏈技術中收益頗多。現實中患者私密信息泄露情況時有發生,醫療部門的中心化資料庫或文件櫃式管理已不再是最優選擇。醫療機構正通過區塊鏈技術,實現對患者隱私信息的保密。
另外,區塊鏈技術在法律方面也具有重要意義。一些民事領域時常出現舉證定責難的情況,而區塊鏈技術則可以記錄下每個步驟,幫助司法機關認定具體責任人。
「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。」
區塊鏈技術發展也帶來了各行業運營觀念的變化,全新的技術與全新的理念促進了各行業的新的發展,這種推動力對於社會的影響,經濟活動的促進也是巨大的,很多嶄新的行業現象將會陸續發生,而大眾也拭目以待,期待這種全新的技術為各行業所用,更好的造福各行業。
什麼是區塊鏈技術,區塊鏈技術是什麼意思
所謂區塊鏈技術,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。
用通俗的話闡述:如果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。這也就相當於改變資料庫所有的記錄,發給全網的其他每個節點,所以區塊鏈技術也稱為分布式賬本(distributed ledger)。
金窩窩區塊鏈技術的核心技術是什麼?
重慶金窩窩分析區塊鏈技術的核心技術如下:
分布式賬本技術、非對稱加密技術以及智能合約。
金窩窩區塊鏈技術的核心是什麼?
區塊鏈的核心在於,它把所有的信息都存儲在獨立的個人計算機網路中,使其變成去中心化的、分布式的結構。
這意味著系統不為某個主控公司或某一個人所有,而是每個人都能使用並運行該系統。
人人鏈區塊鏈技術的核心功能是什麼
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什麼是區塊鏈技術?
區塊鏈都已經炒瘋了,你卻對它一無所知!
區塊鏈是一個由不同節點共同參與的分布式資料庫系統,是開放式的賬簿系統(ledger)。
它是由一串按照密碼學方法產生的數據塊或數據包組成,即區塊(block),對每一個區塊數據信息都自動加蓋時間戳,從而計算出一個數據加密數值,即哈希值(hash)。
區塊鏈技術本質上是一種分布式記賬技術。它能讓每個人手中都有一份即時同步的賬本,整個網路中每一筆發生的交易都會有成千上萬的備份,並且同步記錄。作惡者試圖進行篡改賬本數據時必須更改大多數人手中的賬本才能達成目的。
❷ 區塊鏈的核心技術是什麼
區塊鏈運作的7個核心技術介紹
2018-01-15
1.區塊鏈的鏈接
顧名思義,區塊鏈即由一個個區塊組成的鏈。每個區塊分為區塊頭和區塊體(含交易數據)兩個部分。區塊頭包括用來實現區塊鏈接的前一區塊的哈希(PrevHash)值(又稱散列值)和用於計算挖礦難度的隨機數(nonce)。前一區塊的哈希值實際是上一個區塊頭部的哈希值,而計算隨機數規則決定了哪個礦工可以獲得記錄區塊的權力。
2.共識機制
區塊鏈是伴隨比特幣誕生的,是比特幣的基礎技術架構。可以將區塊鏈理解為一個基於互聯網的去中心化記賬系統。類似比特幣這樣的去中心化數字貨幣系統,要求在沒有中心節點的情況下保證各個誠實節點記賬的一致性,就需要區塊鏈來完成。所以區塊鏈技術的核心是在沒有中心控制的情況下,在互相沒有信任基礎的個體之間就交易的合法性等達成共識的共識機制。
區塊鏈的共識機制目前主要有4類:PoW、PoS、DPoS、分布式一致性演算法。
3.解鎖腳本
腳本是區塊鏈上實現自動驗證、自動執行合約的重要技術。每一筆交易的每一項輸出嚴格意義上並不是指向一個地址,而是指向一個腳本。腳本類似一套規則,它約束著接收方怎樣才能花掉這個輸出上鎖定的資產。
交易的合法性驗證也依賴於腳本。目前它依賴於兩類腳本:鎖定腳本與解鎖腳本。鎖定腳本是在輸出交易上加上的條件,通過一段腳本語言來實現,位於交易的輸出。解鎖腳本與鎖定腳本相對應,只有滿足鎖定腳本要求的條件,才能花掉這個腳本上對應的資產,位於交易的輸入。通過腳本語言可以表達很多靈活的條件。解釋腳本是通過類似我們編程領域里的「虛擬機」,它分布式運行在區塊鏈網路里的每一個節點。
4.交易規則
區塊鏈交易就是構成區塊的基本單位,也是區塊鏈負責記錄的實際有效內容。一個區塊鏈交易可以是一次轉賬,也可以是智能合約的部署等其他事務。
就比特幣而言,交易即指一次支付轉賬。其交易規則如下:
1)交易的輸入和輸出不能為空。
2)對交易的每個輸入,如果其對應的UTXO輸出能在當前交易池中找到,則拒絕該交易。因為當前交易池是未被記錄在區塊鏈中的交易,而交易的每個輸入,應該來自確認的UTXO。如果在當前交易池中找到,那就是雙花交易。
3)交易中的每個輸入,其對應的輸出必須是UTXO。
4)每個輸入的解鎖腳本(unlocking
)必須和相應輸出的鎖定腳本(locking
)共同驗證交易的合規性。
5.交易優先順序
區塊鏈交易的優先順序由區塊鏈協議規則決定。對於比特幣而言,交易被區塊包含的優先次序由交易廣播到網路上的時間和交易額的大小決定。隨著交易廣播到網路上的時間的增長,交易的鏈齡增加,交易的優先順序就被提高,最終會被區塊包含。對於以太坊而言,交易的優先順序還與交易的發布者願意支付的交易費用有關,發布者願意支付的交易費用越高,交易被包含進區塊的優先順序就越高。
6.Merkle證明
Merkle證明的原始應用是比特幣系統(Bitcoin),它是由中本聰(Satoshi
Nakamoto)在2009年描述並且創造的。比特幣區塊鏈使用了Merkle證明,為的是將交易存儲在每一個區塊中。使得交易不能被篡改,同時也容易驗證交易是否包含在一個特定區塊中。
7.RLP
RLP(Recursive
Length
Prefix,遞歸長度前綴編碼)是Ethereum中對象序列化的一個主要編碼方式,其目的是對任意嵌套的二進制數據的序列進行編碼。
❸ 區塊鏈核心技術攻關目標
重點突破涵蓋安全隱私保護、開放跨鏈協議、高效鏈上鏈下協同和安全智能合約機制等區塊鏈應用支撐技術。
1.安全隱私保護技術。重點在安全多方計算、零知識證明、安全傳輸、同態加密等方面取得技術突破。
2.鏈鏈互聯互通技術。重點在跨鏈協議、同構/異構跨鏈架構及安全性、擴展性和性能等方面取得突破。
3.鏈上鏈下協同技術。重點在鏈上鏈下數據協同訪問控制、高效存儲與管理等技術取得突破。
4.安全智能合約技術。重點在智能合約形式化驗證與安全漏洞風險評測、智能合約審計等方面取得突破。
5.區塊鏈監管技術。重點在區塊鏈穿透式監管技術、動態監測技術、區塊鏈風險隔離與控制等方面取得技術突破和應用。
From:浙江省區塊鏈技術和產業發展規劃(2020-2025)
❹ 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。
❺ 區塊鏈的核心技術是
重慶金窩窩網路分析區塊鏈的核心技術:
建立合適的共識機制及良好的治理機制是區塊鏈的核心。
新的共識機制的建立,在哲學上和技術上目前都比較困難,現在比較成熟的共識機制是pow
,就是基於工作量證明的一種共識機制。
❻ 區塊鏈核心技術-P2P網路
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partial view)
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->node id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->node id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+2 1, i+2 2,....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。
❼ 什麼是區塊鏈概念區塊鏈究竟是什麼三分鍾讀懂!
2019年10月25日,新聞聯播傳遞出一個非常重要的信號:國家要大力發展 區塊鏈 。之後,區塊鏈簡直就是網紅,大街小巷都飄盪著「區塊鏈「的身影。實際上,很多科技企業早已在區塊鏈技術上布局。
盡管說區塊鏈很火,但是很多人對於區塊鏈並不是很了解。
區塊鏈是什麼呢?
我們先看一下度娘是怎麼解釋的。網路顯示:區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。
區塊鏈為什麼會被叫做區塊鏈呢?
區塊鏈是由一個個的區塊鏈接而成,而區塊是一個一個的存儲單元,記錄了各區塊節點的交流信息,區塊很像資料庫的記錄,每次寫入數據,就是創建一個區塊。而隨著信息交流的擴大,一個區塊與一個區塊相繼續,形成的結果就叫區塊鏈。
區塊鏈的特點有哪些呢?
區塊鏈主要有以下幾個方面的特點:
1、去中心化:在區塊鏈的系統中,每一個節點都有同等的權利和義務,這里沒有中心管制。去中心化很好的建立了彼此之前的信任聯系,盡管沒有一個中央管理機構,但是人們之間可以相互協作相互信任。這主要應用了區塊鏈分布式賬本技術。
2、開放性:區塊鏈的數據對所有的人是開放的,除了一些加密的信息不被開放之外,所有人都可以在這里查到數據。
3、獨立性:整個區塊鏈系統不依賴其他第三方,所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據,不需要任何人為的干預。
4、安全性:區塊鏈具有一定的安全性,不可篡改性。因為區塊鏈系統中大家手裡都是一樣的賬本,如果有人想篡改的話,那麼只有在控制了超過51%的記賬節點,才有可能偽造出一條不存在的記錄。當然了,這基本上是不可能的。這主要是源於區塊鏈的核心技術:共識機制,共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點。
5、匿名性:很多人覺得區塊鏈這么開放,這么透明,是不是我們就沒有隱私了?其實不是,雖然說在區塊鏈中的交易信息是公開透明的,但是賬戶的身份信息是被進行加密的,只有得到了授權,才能訪問。
現在給大家講一個故事,幫助大家更好的理解區塊鏈。
家裡一共三口人,爸爸媽媽和哥哥弟弟。去年的時候,家裡的賬本是由爸爸來負責的,家裡所有的進賬以及支出都是爸爸一個人在負責。
然而雙十一那天,一向節儉的媽媽想在某寶上給自己買一件漂亮的衣衣,一查賬本,發現不對勁兒。按理說除了存銀行和 理財 的一些錢,家裡的日常消費的的錢的去向都在這個賬本上,但是怎麼看怎麼都不對。有的消費明明沒有,卻被記錄在內。
後來,爸爸主動招供,說是自己忍不住買了一包煙。
後來媽媽改了策略,全家人都記賬,每個月的消費支出大家都記在自己的賬本上。每當家裡產生了一筆交易或者消費的時候,媽媽都會喊一聲,記賬啦,大家就都把交易記載自己的賬本上。這就是去中心化記賬模式,人人都是中心,人人手裡都有賬本。
而之前的爸爸記賬模式就是中心化記賬,如果爸爸一個人想做手腳,很難有人看得出來,而去中心化記賬模式很好的解決了中心化記賬的弊端,如果爸爸想篡改賬本的話,非常難。
比如說,爸爸如果想從賬本里拿點兒錢再偷偷買煙的話,錢的數量是有限的,而想拿錢就得改改賬本,但是光篡改自己的賬本是不行的,他得把包含他在內的三個人的賬本都改掉。而這無疑是比登天還難。
所以,很多次爸爸動了抽煙的念頭之後,但是無奈現狀如此,只得放棄這個念頭。
區塊鏈和 比特幣 是不是一回事兒呢?
實際上,區塊鏈和比特幣並不是一回事兒,它只是比特幣的底層技術,比特幣是區塊鏈第一個應用的數字貨幣而已。
2008年中本聰第一次提出了區塊鏈的概念,隨後幾年,成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分,作為所有交易的公共賬簿。而區塊鏈首先被應用於比特幣。
區塊鏈的緣起是解決信任問題,而且,區塊鏈最成功的一個應用是數字貨幣。比特幣可以說是到目前為止區塊鏈最成功的一個應用。
區塊鏈的應用有哪些?
區塊鏈的應用其實很廣泛,除了數字貨幣,比特幣未來的應用還是非常廣泛的,區塊鏈技術目前已在不同行業得到了廣泛的應用。如商品溯源、版權保護與交易、支付清算、物聯網、數字營銷、醫療等,推動不同行業快速進入「區塊鏈+」時代。
1、支付清算:區塊鏈可摒棄中轉銀行的角色,實現點到點支付,減少中轉費用,加速資金利用率。
2、商品追溯:比如我們在某寶上買一件衣服,我們可以看到這件衣服的前世今生。
3、證券交易:傳統的證券交易需要經過四大機構協調工作,效率低、成本高。區塊鏈技術可獨立地完成一條龍式服務。
4、供應鏈:將區塊鏈技術引入供應鏈系統,系統內部同步信息、可做到對各個環節把控,更好的完成分工協作,便於事後追責。
5、知識產權:版權上鏈,我們的攝影作品、音樂作品、文學作品等都會成為我們的信息,信息所有權將得以確認,成為我們的財產。
❽ 區塊鏈技術是什麼
區塊鏈的簡介
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈,是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性和生成下一個區塊。
區塊鏈的出現
比特幣白皮書英文原版中其實並未出現blockchain一詞,而是使用的chainofblocks。最早的比特幣白皮書中文翻譯版中,將chainofblocks翻譯成了區塊鏈。這是區塊鏈這一中文詞最早的出現時間。
作為核心技術自主創新的重要突破口,區塊鏈的安全風險問題被視為當前制約行業健康發展的一大短板,頻頻發生的安全事件為業界敲響警鍾。
擁抱區塊鏈,需要加快探索建立適應區塊鏈技術機制的安全保障體系。
❾ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈到底是什麼什麼叫區塊鏈
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構,並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
【基礎架構】
一般說來,區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。
拓展資料:
【區塊鏈核心技術】
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題,因此它針對這個問題提出了四個技術創新:
1.分布式賬本,就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成,而且每一個節點都記錄的是完整的賬目,因此它們都可以參與監督交易合法性,同時也可以共同為其作證。
區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面:一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據,傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的,依靠共識機制保證存儲的一致性,而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據,從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多,理論上講除非所有的節點被破壞,否則賬目就不會丟失,從而保證了賬目數據的安全性。
2.非對稱加密和授權技術,存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的,但是賬戶身份信息是高度加密的,只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到,從而保證了數據的安全和個人的隱私。
3.共識機制,就是所有記賬節點之間怎麼達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制,適用於不同的應用場景,在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點,其中「少數服從多數」並不完全指節點個數,也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時,所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。
4.智能合約,智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據,可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例,如果說每個人的信息(包括醫療信息和風險發生的信息)都是真實可信的,那就很容易的在一些標准化的保險產品中,去進行自動化的理賠。
在保險公司的日常業務中,雖然交易不像銀行和證券行業那樣頻繁,但是對可信數據的依賴是有增無減。因此,筆者認為利用區塊鏈技術,從數據管理的角度切入,能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。
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