raft下海挖礦
❶ 什麼是utxo區塊鏈
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（MessageHeader)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PeerDiscovery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「unspenttransactioninput/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。
數字貨幣里的UTXO什麼意思？UTXO的中文意思叫作：未花費的交易輸出。
UTXO是數字貨幣中的賬戶模型，這個模型和我們現在銀行的賬戶模型是不一樣的。
拿轉賬來說，現在的情況是：
我要給依依轉2000塊錢，我要從我的招商銀行卡裡面給她轉賬，我的卡裡面有5000塊錢，轉給她2000塊錢以後，我的招商銀行賬戶就被扣除了2000塊錢，還剩下3000塊錢。
那麼如果是基於比特幣的UTXO，情況是這樣的：
我有5000比特幣，我給依依轉2000比特幣，2000比特幣消耗掉了對不對？注意！這2000不是從我這5000總數裡面扣除的，而是：我的比特幣總額會分成兩份（一份
2000，一份3000），這就是所謂「生成兩個新的UTXO」：依依收下2000比特幣，我自己收下3000比特幣，3000算是給我的找零。
轉賬成功以後，我給依依的2000比特幣目前已經使用過了，被消耗掉了，就不能再叫UTXO了，而找零給我的3000比特幣目前我還沒有使用，所以它還能稱作UTXO，也就是未花費的交易輸出。那麼，如果我總共有5000比特幣，我全部轉給依依，那麼就只需要生成一個新的
UTXO給依依就可以了，不需要找零了。
基於UTXO，每筆交易出現，都要確認比特幣之前的情況，檢驗比特幣是不是存在於我的UTXO中，如果不存在，那麼系統就會拒絕你的交易行為。
這樣一來，每筆交易的輸入和輸出都是有關系的，可以通過UTXO不斷向前追溯，一直追溯到比特幣誕生的時候，也就是挖礦的源頭。
如果我想用同一筆UTXO發送給兩個人，那麼系統只確認先接受到的那一筆，一旦確認UTXO已經被消耗了，那麼你就不可以再把它轉給下一個人，這樣就避免了雙重支付的問題。
既然系統只確認先接受到的那一筆，那麼問題來了，系統怎麼知道誰先誰後呢？系統當然知道，因為系統有一個叫「時間戳」的東西。
什麼是區塊鏈？不是比特幣進化慢，而是我們進化慢
自從區塊鏈（blockchain）這個詞被從比特幣中抽象出來之後，整個業內就彌漫著一種奇特的意識形態敘事（ideologicalnarrative）。這個敘事是這樣的：比特幣是一架又慢又舊的破馬車，十幾年了沒有什麼改進，什麼炫酷的功能都沒有。當然，從人類「無利不起早」的天然本性而言，給你講這么一通破爛話的人，絕對不是吃飽了撐的無事生非，而通常都會在看到你對手裡的大餅（BTC）起了半信半疑之心之後，趁機向你推銷他正在兜售的拉風跑車項目。
北京時間11月14號下午13點15分27秒，隨著區塊高度709632的區塊被挖出，比特幣自2017年隔離見證升級之後最重要的升級之一，Taproot升級，宣告成功激活（今年6月份就已經獲得超90%礦工投票lock-in了，本次激活屬於明牌）。
該區塊中包含了chainside聯合創始人FedericoTenga的一筆V1_P2TR交易。在該筆交易中，Federico在OP_RETURNDATA中附加了一句話：gmtaproot。據信，這是歷史上第一筆Taproot交易。為了搶到這個名次，Federico支付了2510sat/vB的礦工費（手續費），這大概是正常礦工費（不到10sat/vB）的5百多倍。[1]
Taproot升級為我們帶來了區塊擴容、更好的隱私性以及增強的擴展性等諸多好處。這些好處主要是由於兩項技術的引入而帶來的。其一就是Schnorr簽名，而另一個就是MAST（默克爾化的抽象語法樹）。
Schnorr簽名能夠壓縮數字簽名的尺寸。單簽名比ECDSA節省約12%的尺寸，也就可以節省轉賬手續費。以及，它能夠把多簽名壓縮成一個簽名，這可以極大壓縮多簽地址的尺寸，並保護多簽參與者的隱私。據說早在2012年MikeHearn就在bitcointalk論壇提出過類似想法。通過壓縮簽名尺寸，相當於擴大了區塊容量，容納更多交易量。
MAST則可以大大改善P2SH交易的交易尺寸、隱私性和靈活性。最早的BIP-114提案是由JohnsonLau於2016年提出的。早前的P2SH交易可以允許支付時不揭示script（比特幣腳本代碼）。但是，當花費UTXO（未花費的交易輸出）時，便需要提供script且記錄到鏈上，從而占據區塊鏈的容量。如果script比較復雜，則會占據較多的空間。MAST的引入使得我們可以把包含很多條件的復雜腳本組織成默克爾樹。在花費UTXO時，也只需要揭示默克爾證明和涉及的script，而不需要揭示整顆樹。這就節省了區塊容量，改善了腳本的隱私性。同時，由於打開了script尺寸的限制，這就為比特幣的可編程性引入了更大的擴展性和靈活性。
應該說，上面幾段話對一些只在中心化交易所炒炒幣，甚至連私鑰都不懂的朋友來說無異於天書。別說Taproot了，便是4年前的segwit（隔離見證），對很多所謂圈內的人來說都不知何物。這沒有什麼可恥的。我頭一次看這些新技術、新名詞也是腦袋爆炸。多學習，多研究，多琢磨琢磨，也就搞明白了。
相比於科技的進步，我們掌握知識的能力進化的實在是太慢了。時至今日，很多人還搞不清楚比特幣究竟是存儲在自己手機上的錢包里，還是在比特幣網路上。自己手機或者電腦上的錢包軟體又是起什麼作用的。私鑰是什麼，助記詞是什麼，所謂的HD錢包又是什麼。1開頭的地址，3開頭的地址，5開頭的地址，bc1開頭的地址都有啥分別。怎麼把大餅從交易所提出來，放到所謂鏈上。怎麼自己掌控自己的比特幣。怎麼簽名轉賬比特幣。怎麼使用隔離見證地址。以及現在，如何構建Taproot交易呢？
有人於是說，那就不要讓用戶自己掌握私鑰，遠離這些技術細節好了。回到託管式的環境，回到互聯網中心化的用戶體驗。這樣一種用戶體驗的改善，就像中心化交易所一樣，是以犧牲用戶自主掌握資產為代價的。這直接拋棄了去中心化以來全部的價值觀。這又是一種進化，還是一種退化呢？
如果只是為了發明一個噱頭，讓投機者去炒、去賭，那就盡可以不考慮這些。那就不僅不應該限制OP_RETURN的尺寸，甚至應該擴充script使之支持圖靈完備的編程。這樣就可以在比特幣上發行各種空氣幣、土狗幣，再搞出來各種為炒而生的應用出來，所謂繁榮的生態。但是比特幣一路走來，似乎是走了相反的道路。不僅從一開始就極大限制了script的功能，而且主動縮短了OP_RETURN的數據尺寸，限制了在比特幣鏈上玩各種花活兒的可能性。
比特幣是審慎的。它清楚自己有更大的使命。Taproot的激活，可能會有利於二層的發展。但是，並不會給一層帶來自限性的問題。相反的，它會因為壓縮了數據尺寸，而擴大了一層的容量。
比特幣是富有耐心的。它肩負著普及去中心化數字貨幣（而不是在中心化平台上進行投機）的歷史任務。所以它必須耐心地等待，等待每一個人跟上技術發展的腳步。
UXTO與余額區塊鏈入門從使用錢包開始，我們最關注的是錢包的賬戶余額。可看過很多區塊鏈資料以後，一直存在一個疑問，錢包的余額信息存在區塊鏈的什麼位置？一直沒有找到，只有一個相近的概念叫UTXO（UnspentTransactionOutput），但看完以後還是對應不上。直到翻遍網上所有關於UXTO的資料，才知道在中本聰設計的比特幣系統中，並沒有餘額這個概念，「比特幣余額」是由比特幣等錢包應用派生出來的產物。錢包的余額是通過與賬戶相關的多個UXTO算出來的。下面且聽我詳細道來。
了解過一點點會計學，我們現在的會計系統絕大部分採用的是一種叫做「借貸記賬法」的方法，賬目分成借方和貸方，每發生一筆業務都要登記兩個以上的科目。
簡單來說，Alice轉賬給Bob1美元，使用借貸記賬法至少要產生兩條賬目，Alice賬戶減少1美元，Bob賬戶增加1美元。這種記賬法在企業經營、企業審計中有無數的好處。但是這種記賬法也有一個最大的缺點，就是容易產生記賬錯誤和記賬誤差。一筆交易需要登記兩條以上的賬目，本質上記錄的是「交易的結果」，而不是「交易本身」。
中本聰發明了UTXO（UnspentTransactionOutput）交易模型，並將其應用到比特幣當中。UTXO是「未花費的交易輸出」，簡單來說就是，每一筆比特幣交易實際上都是由若干個交易輸入和輸出組成的。交易輸入是資金來源，交易輸出是資金去向，每一筆交易都要從交易輸入中花費出去一部分，這一部分就是未花費的交易輸出（UTXO）。每一次的交易輸入都可以追溯到之前的UTXO，直至最初的挖礦所得。
由挖礦所得創建的比特幣交易，是每個區塊中的首個交易，又稱之為coinbase交易，它由礦工創建，沒有上一筆交易輸出。
在比特幣交易中UTXO就是基本單位，一個UTXO一旦被創建就不可被繼續分割，它只能當作是下一筆交易的輸入被花費掉，花費後產生新的UTXO，這樣周而復始地實現貨幣的價值轉移。所以我們在比特幣錢包中所看到的賬戶余額，實際上是錢包通過掃描區塊鏈並聚合所有屬於該用戶的UTXO計算得來的。
因此，當我們在說某人擁有1枚比特幣的時候，我們實際上說的是，在當前的區塊鏈記錄中，有若干筆交易的UTXO收款地址寫的是這個人的錢包地址，這些UTXO的總和是1個比特幣。
比特幣的UXTO系統遵守兩個規則：
我們以以太賬戶為例，打開etherscan.io，選擇BLOCKCHAIN-AllAccounts，這樣可以看到所有地址與余額，可以選擇其中一個查看詳細信息。如果看不懂，沒關系，把自己的以太地址輸入到右上角的搜索框回車後，會顯示地址的余額和詳細交易記錄，如下圖。
至此，我能理解李笑來老師說為什麼他的賬戶沒有餘額，只有UXTO了，O(∩_∩)O哈哈~，內行人不要說外行話嘛。
❷ 常見的共識演算法介紹
在非同步系統中，需要主機之間進行狀態復制，以保證每個主機達成一致的狀態共識。而在非同步系統中，主機之間可能出現故障，因此需要在默認不可靠的非同步網路中定義容錯協議，以確保各個主機達到安全可靠的狀態共識。
共識演算法其實就是一組規則，設置一組條件，篩選出具有代表性的節點。在區塊鏈系統中，存在很多這樣的篩選方案，如在公有鏈中的POW、Pos、DPOS等，而在不需要貨幣體系的許可鏈或私有鏈中，絕對信任的節點、高效的需求是公有鏈共識演算法不能提供的，對於這樣的區塊鏈，傳統的一致性共識演算法成為首選，如PBFT、PAXOS、RAFT等。
目錄
一、BFT（拜占庭容錯技術）
二、PBFT（實用拜占庭容錯演算法）
三、PAXOS
四、Raft
五、POW（工作量證明）
六、POS（權益證明）
七、DPOS（委任權益證明）
八、Ripple
拜占庭弄錯技術是一類分布式計算領域的容錯技術。拜占庭假設是由於硬體錯誤、網路擁塞或中斷以及遭到惡意攻擊的原因，計算機和網路出現不可預測的行為。拜占庭容錯用來處理這種異常行為，並滿足所要解決問題的規范。
拜占庭容錯系統是一個擁有n台節點的系統，整個系統對於每一個請求，滿足以下條件：
1）所有非拜占庭節點使用相同的輸入信息，產生同樣的結果；
2）如果輸入的信息正確，那麼所有非拜占庭節點必須接收這個信息，並計算相應的結果。
拜占庭系統普遍採用的假設條件包括：
1）拜占庭節點的行為可以是任意的，拜占庭節點之間可以共謀；
2）節點之間的錯誤是不相關的；
3）節點之間通過非同步網路連接，網路中的消息可能丟失、亂序並延時到達，但大部分協議假設消息在有限的時間里能傳達到目的地；
4）伺服器之間傳遞的信息，第三方可以嗅探到，但是不能篡改、偽造信息的內容和驗證信息的完整性。
拜占庭容錯由於其理論上的可行性而缺乏實用性，另外還需要額外的時鍾同步機制支持，演算法的復雜度也是隨節點的增加而指數級增加。
實用拜占庭容錯降低了拜占庭協議的運行復雜度，從指數級別降低到多項式級別。
PBFT是一種狀態機副本復制演算法，即服務作為狀態機進行建模，狀態機在分布式系統的不同節點進行副本復制。PBFT要求共同維護一個狀態。需要運行三類基本協議，包括一致性協議、檢查點協議和視圖更換協議。
一致性協議。一致性協議至少包含若干個階段：請求（request）、序號分配（pre-prepare）和響應（reply），可能包含相互交互（prepare），序號確認（commit）等階段。
PBFT通信模式中，每個客戶端的請求需要經過5個階段。由於客戶端不能從伺服器端獲得任何伺服器運行狀態的信息，PBFT中主節點是否發生錯誤只能由伺服器監測。如果伺服器在一段時間內都不能完成客戶端的請求，則會觸發視圖更換協議。
整個協議的基本過程如下：
1）客戶端發送請求，激活主節點的服務操作。
2）當主節點接收請求後，啟動三階段的協議以向各從節點廣播請求。
［2.1］序號分配階段，主節點給請求賦值一個序列號n，廣播序號分配消息和客戶端的請求消息m，並將構造PRE-PREPARE消息給各從節點；
［2.2］交互階段，從節點接收PRE-PREPARE消息，向其他服務節點廣播PREPARE消息；
［2.3］序號確認階段，各節點對視圖內的請求和次序進行驗證後，廣播COMMIT消息，執行收到的客戶端的請求並給客戶端以響應。
3）客戶端等待來自不同節點的響應，若有m+1個響應相同，則該響應即為運算的結果。
PBFT一般適合有對強一致性有要求的私有鏈和聯盟鏈，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。
在有些分布式場景下，其假設條件不需要考慮拜占庭故障，而只是處理一般的死機故障。在這種情況下，採用Paxos等協議會更加高效。。PAXOS是一種基於消息傳遞且具有高度容錯特性的一致性演算法。
PAXOS中有三類角色Proposer、Acceptor及Learner，主要交互過程在Proposer和Acceptor之間。演算法流程分為兩個階段：
phase 1
a) proposer向網路內超過半數的acceptor發送prepare消息
b) acceptor正常情況下回復promise消息
phase 2
a) 在有足夠多acceptor回復promise消息時，proposer發送accept消息
b) 正常情況下acceptor回復accepted消息
流程圖如圖所示：
PAXOS協議用於微信PaxosStore中，每分鍾調用Paxos協議過程數十億次量級。
Paxos是Lamport設計的保持分布式系統一致性的協議。但由於Paxos非常復雜，比較難以理解，因此後來出現了各種不同的實現和變種。Raft是由Stanford提出的一種更易理解的一致性演算法，意在取代目前廣為使用的Paxos演算法。
Raft最初是一個用於管理復制日誌的共識演算法，它是在非拜占庭故障下達成共識的強一致協議。Raft實現共識過程如下：首先選舉一個leader，leader從客戶端接收記賬請求、完成記賬操作、生成區塊，並復制到其他記賬節點。leader有完全的管理記賬權利，例如，leader能夠決定是否接受新的交易記錄項而無需考慮其他的記賬節點，leader可能失效或與其他節點失去聯系，這時，重新選出新的leader。
在Raft中，每個節點會處於以下三種狀態中的一種：
（1）follower：所有結點都以follower的狀態開始。如果沒收到leader消息則會變成candidate狀態；
（2）candidate：會向其他結點「拉選票」，如果得到大部分的票則成為leader。這個過程就叫做Leader選舉(Leader Election)；
（3）leader：所有對系統的修改都會先經過leader。每個修改都會寫一條日誌(log entry)。leader收到修改請求後的過程如下：此過程叫做日誌復制（Log Replication）
1）復制日誌到所有follower結點
2）大部分結點響應時才提交日誌
3）通知所有follower結點日誌已提交
4）所有follower也提交日誌
5）現在整個系統處於一致的狀態
Raft階段主要分為兩個，首先是leader選舉過程，然後在選舉出來的leader基礎上進行正常操作，比如日誌復制、記賬等。
（1）leader選舉
當follower在選舉時間內未收到leader的消息，則轉換為candidate狀態。在Raft系統中：
1）任何一個伺服器都可以成為候選者candidate，只要它向其他伺服器follower發出選舉自己的請求。
2）如果其他伺服器同意了，發出OK。如果在這個過程中，有一個follower宕機，沒有收到請求選舉的要求，此時候選者可以自己選自己，只要達到N/2+1的大多數票，候選人還是可以成為leader的。
3）這樣這個候選者就成為了leader領導人，它可以向選民也就是follower發出指令，比如進行記賬。
4）以後通過心跳消息進行記賬的通知。
5）一旦這個leader崩潰了，那麼follower中有一個成為候選者，並發出邀票選舉。
6）follower同意後，其成為leader，繼續承擔記賬等指導工作。
（2）日誌復制
記賬步驟如下所示：
1）假設leader已經選出，這時客戶端發出增加一個日誌的要求；
2）leader要求follower遵從他的指令，將這個新的日誌內容追加到各自日誌中；
3）大多數follower伺服器將交易記錄寫入賬本後，確認追加成功，發出確認成功信息；
4）在下一個心跳消息中，leader會通知所有follower更新確認的項目。
對於每個新的交易記錄，重復上述過程。
在這一過程中，若發生網路通信故障，使得leader不能訪問大多數follower了，那麼leader只能正常更新它能訪問的那些follower伺服器。而大多數的伺服器follower因為沒有了leader，他們將重新選舉一個候選者作為leader，然後這個leader作為代表與外界打交道，如果外界要求其添加新的交易記錄，這個新的leader就按上述步驟通知大多數follower。當網路通信恢復，原先的leader就變成follower，在失聯階段，這個老leader的任何更新都不能算確認，必須全部回滾，接收新的leader的新的更新。
在去中心賬本系統中，每個加入這個系統的節點都要保存一份完整的賬本，但每個節點卻不能同時記賬，因為節點處於不同的環境，接收不同的信息，如果同時記賬，必然導致賬本的不一致。因此通過同時來決定那個節點擁有記賬權。
在比特幣系統中，大約每10分鍾進行一輪算力競賽，競賽的勝利者，就獲得一次記賬的權力，並向其他節點同步新增賬本信息。
PoW系統的主要特徵是計算的不對稱性。工作端要做一定難度的工作才能得出一個結果，而驗證方卻很容易通過結果來檢查工作端是不是做了相應的工作。該工作量的要求是，在某個字元串後面連接一個稱為nonce的整數值串，對連接後的字元串進行SHA256哈希運算，如果得到的哈希結果（以十六進制的形式表示）是以若干個0開頭的，則驗證通過。
比特幣網路中任何一個節點，如果想生成一個新的區塊並寫入區塊鏈，必須解出比特幣網路出的PoW問題。關鍵的3個要素是 工作量證明函數、區塊及難度值 。工作量證明函數是這道題的計算方法，區塊決定了這道題的輸入數據，難度值決定了這道題所需要的計算量。
（1）工作量證明函數就是<u style="box-sizing: border-box;"> SHA256 </u>
比特幣的區塊由區塊頭及該區塊所包含的交易列表組成。擁有80位元組固定長度的區塊頭，就是用於比特幣工作量證明的輸入字元串。
（2）難度的調整是在每個完整節點中獨立自動發生的。每2016個區塊，所有節點都會按統一的公式自動調整難度。如果區塊產生的速率比10分鍾快則增加難度，比10分鍾慢則降低難度。
公式可以總結為：新難度值=舊難度值×（過去2016個區塊花費時長/20160分鍾）
工作量證明需要有一個目標值。比特幣工作量證明的目標值（Target）的計算公式：目標值=最大目標值/難度值
其中最大目標值為一個恆定值：
目標值的大小與難度值成反比。比特幣工作量證明的達成就是礦工計算出來的 區塊哈希值必須小於目標值 。
（3）PoW能否解決拜占庭將軍問題
比特幣的PoW共識演算法是一種概率性的拜占庭協議（Probabilistic BA）
當不誠實的算力小於網路總算力的50%時，同時挖礦難度比較高（在大約10分鍾出一個區塊情況下）比特幣網路達到一致性的概念會隨確認區塊的數目增多而呈指數型增加。但當不誠實算力具一定規模，甚至不用接近50%的時候，比特幣的共識演算法並不能保證正確性，也就是，不能保證大多數的區塊由誠實節點來提供。
比特幣的共識演算法不適合於私有鏈和聯盟鏈。其原因首先是它是一個最終一致性共識演算法，不是一個強一致性共識演算法。第二個原因是其共識效率低。
擴展知識： 一致性
嚴格一致性，是在系統不發生任何故障，而且所有節點之間的通信無需任何時間這種理想的條件下，才能達到。這個時候整個系統就等價於一台機器了。在現實中，是不可能達到的。
強一致性，當分布式系統中更新操作完成之後，任何多個進程或線程，訪問系統都會獲得最新的值。
弱一致性，是指系統並不保證後續進程或線程的訪問都會返回最新的更新的值。系統在數據成功寫入之後，不承諾立即可以讀到最新寫入的值，也不會具體承諾多久讀到。但是會盡可能保證在某個時間級別（秒級）之後。可以讓數據達到一致性狀態。
最終一致性是弱一致性的特定形式。系統保證在沒有後續更新的前提下，系統最終返回上一次更新操作的值。也就是說，如果經過一段時間後要求能訪問到更新後的數據，則是最終一致性。
在股權證明PoS模式下，有一個名詞叫幣齡，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，如果你發現了一個PoS區塊，你的幣齡就會被清空為0。你每被清空365幣齡，你將會從區塊中獲得0.05個幣的利息(假定利息可理解為年利率5%)，那麼在這個案例中，利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41個幣，這下就很有意思了，持幣有利息。
點點幣（Peercoin）是首先採用權益證明的貨幣。，點點幣的權益證明機制結合了隨機化與幣齡的概念，未使用至少30天的幣可以參與競爭下一區塊，越久和越大的幣集有更大的可能去簽名下一區塊。一旦幣的權益被用於簽名一個區塊，則幣齡將清為零，這樣必須等待至少30日才能簽署另一區塊。
PoS機制雖然考慮到了PoW的不足，但依據權益結余來選擇，會導致首富賬戶的權力更大，有可能支配記賬權。股份授權證明機制（Delegated Proof of Stake，DPoS）的出現正是基於解決PoW機制和PoS機制的這類不足。
比特股（Bitshare）是一類採用DPoS機制的密碼貨幣。它的原理是，讓每一個持有比特股的人進行投票，由此產生101位代表 , 我們可以將其理解為101個超級節點或者礦池，而這101個超級節點彼此的權利是完全相等的。如果代表不能履行他們的職責（當輪到他們時，沒能生成區塊），他們會被除名，網路會選出新的超級節點來取代他們。
比特股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。
比特股還設計了另外一類競選，代表競選。選出的代表擁有提出改變網路參數的特權，包括交易費用、區塊大小、見證人費用和區塊區間。若大多數代表同意所提出的改變，持股人有兩周的審查期，這期間可以罷免代表並廢止所提出的改變。這一設計確保代表技術上沒有直接修改參數的權利以及所有的網路參數的改變最終需得到持股人的同意。
Ripple（瑞波）是一種基於互聯網的開源支付協議，在Ripple的網路中，交易由客戶端（應用）發起，經過追蹤節點（tracking node）或驗證節點（validating node）把交易廣播到整個網路中。
追蹤節點的主要功能是分發交易信息以及響應客戶端的賬本請求。驗證節點除包含追蹤節點的所有功能外，還能夠通過共識協議，在賬本中增加新的賬本實例數據。
Ripple的共識達成發生在驗證節點之間，每個驗證節點都預先配置了一份可信任節點名單，稱為UNL（Unique Node List）。在名單上的節點可對交易達成進行投票。每隔幾秒，Ripple網路將進行如下共識過程：
1）每個驗證節點會不斷收到從網路發送過來的交易，通過與本地賬本數據驗證後，不合法的交易直接丟棄，合法的交易將匯總成交易候選集（candidate set）。交易候選集裡面還包括之前共識過程無法確認而遺留下來的交易。
2）每個驗證節點把自己的交易候選集作為提案發送給其他驗證節點。
3）驗證節點在收到其他節點發來的提案後，如果不是來自UNL上的節點，則忽略該提案；如果是來自UNL上的節點，就會對比提案中的交易和本地的交易候選集，如果有相同的交易，該交易就獲得一票。在一定時間內，當交易獲得超過50%的票數時，則該交易進入下一輪。沒有超過50%的交易，將留待下一次共識過程去確認。
4）驗證節點把超過50%票數的交易作為提案發給其他節點，同時提高所需票數的閾值到60%，重復步驟3）、步驟4），直到閾值達到80%。
5）驗證節點把經過80%UNL節點確認的交易正式寫入本地的賬本數據中，稱為最後關閉賬本（Last Closed Ledger），即賬本最後（最新）的狀態。
在Ripple的共識演算法中，參與投票節點的身份是事先知道的。該共識演算法只適合於許可權鏈（Permissioned chain）的場景。Ripple共識演算法的拜占庭容錯（BFT）能力為（n-1）/5，即可以容忍整個網路中20%的節點出現拜占庭錯誤而不影響正確的共識。
在區塊鏈網路中，由於應用場景的不同，所設計的目標各異，不同的區塊鏈系統採用了不同的共識演算法。一般來說，在私有鏈和聯盟鏈情況下，對一致性、正確性有很強的要求。一般來說要採用強一致性的共識演算法。而在公有鏈情況下，對一致性和正確性通常沒法做到百分之百，通常採用最終一致性（Eventual Consistency）的共識演算法。
共識演算法的選擇與應用場景高度相關，可信環境使用paxos 或者raft，帶許可的聯盟可使用pbft ，非許可鏈可以是pow，pos，ripple共識等，根據對手方信任度分級，自由選擇共識機制。
❸ raft鉸鏈怎麼獲得
raft鉸鏈是通過熔爐製作獲得的，要先學會熔爐的資質方法，然後去海底挖礦燒成錠，再用錠放入研究台研究一下，就可以學會鉸鏈的製作方法。
《raft木筏生存》是一款漂流生存游戲。游戲提供單人和多人在線合作模式。最初是2016年秋季時候的一個大學生項目，當時三名烏普薩拉大學Gotland分校的學生耗時15周做的一款生存游戲創意原型。
游戲中主角將出生在一片漫無邊際的海洋上，靠一隻小木筏和一隻鉤子努力求生。玩家要做的就是利用鉤子勾住海洋上漂流的東西，利用這些物資製作有用的工具、武器，來加固自己的木筏。游戲支持多人模式。
❹ Quorum介紹（二）：Quorum共識
我們知道，公共區塊鏈是一個開放的社區，任何人都能夠成為一個節點加入網路，在網路中計算，提交交易到鏈上等，因此公鏈是沒有信任基礎的，所以公鏈的共識第一要義就是證明交易的合法性和真實性，防止惡意成員的搗亂，效率不是第一要義。
與公鏈的環境不同，有準入門檻的企業鏈或者聯盟鏈鏈上的所有成員在加入時實際上是已經獲得了某些認可和許可的，因此企業鏈/聯盟鏈上的成員是有一定信任基礎的。在企業級鏈上我們沒有必要使用POW或者POS這種浪費算力或者低效的交易共識。
Quorum提供了多種共識供用戶採用：
在講Raft前，有必要提一下Paxos演算法，Paxos演算法是Leslie Lamport於1990年提出的基於消息傳遞的一致性演算法。然而，由於演算法難以理解，剛開始並沒有得到很多人的重視。其後，作者在八年後，也就是1998年在ACM上正式發表，然而由於演算法難以理解還是沒有得到重視。而作者之後用更容易接受的方法重新發表了一篇論文《Paxos Made Simple》。
可見，Paxos演算法是有多難理解，即便現在放到很多高校，依然很多學生、教授都反饋Paxos演算法難以理解。同時，Paxos演算法在實際應用實現的時候也是比較困難的。這也是為什麼會有後來Raft演算法的提出。
Raft是實現分布式共識的一種演算法，主要用來管理日誌復制的一致性。它和Paxos的功能是一樣，但是相比於Paxos，Raft演算法更容易理解、也更容易應用到實際的系統當中。而Raft演算法也是聯盟鏈採用比較多的共識演算法。
Raft一共有三種角色狀態：
每個節點上都有一個倒計時器 (Election Timeout)，時間隨機在 150ms 到 300ms 之間。有幾種情況會重設 Timeout：
在分布式系統中，「時間同步」是一個很大的難題，因為每個機器可能由於所處的地理位置、機器環境等因素會不同程度造成時鍾不一致，但是為了識別「過期信息」，時間信息必不可少。
Raft演算法中就採用任期（Term）的概念，將時間切分為一個個的Term（同時每個節點自身也會本地維護currentTerm），可以認為是邏輯上的時間，如下圖。
每一任期的開始都是一次領導人選舉，一個或多個候選人（Candidate）會嘗試成為領導（Leader）。如果一個人贏得選舉，就會在該任期（Term）內剩餘的時間擔任領導人。在某些情況下，選票可能會被評分，有可能沒有選出領導人（如t3），那麼，將會開始另一任期，並且立刻開始下一次選舉。Raft 演算法保證在給定的一個任期最少要有一個領導人。
特殊情況的處理
在以太坊中節點本身並沒有角色，因此在使用Raft共識時，我們稱leader節點為挖礦節點：
Raft共識機制本身保證了同一時間點最多隻有一個leader，因此用在以太坊模型下也只會有一個出塊者，避免了同時出塊或者算力浪費的情況。
在單筆交易(transaction)層級Quorum依然沿用了Ethereum的p2p傳輸機制，只有在塊(block)層級才會使用Raft的傳輸機制。
其中需要注意到一點，在以太坊中一個節點收到塊以後就會立刻記賬，而在Quorum模型中，一個塊的記錄必須遵從Raft協議，每個節點從leader處收到塊以後必須報告給leader確認收到以後，再由leader通知各個節點進行數據提交（記錄）
在Quorum模型中新塊的信息是很有可能和已有塊的header信息不符的，最容易發生這種情況的就是選舉人更替(挖礦節點更替)，具體描述如下：
假設有兩個節點，node1和node2，node1是現有的leader，現有鏈的最新區塊是0xbeda，它的父區塊是0xacaa
對塊「Extends」或者「No-op」的標記是在更上層完成的，並不由raft本身log記錄機制實現。因為在raft內部，信息並不分為有效或無效，只有在區塊鏈層面才會有有效區塊和無效區塊的含義。
需要注意的是，Quorum的這種記賬機制和本身Ethereum的LVC（最長鏈機制）是完全不一樣的
Quorum的出塊頻率默認是50ms一個塊，可以通過 --raftblocktime 參數進行設置
投機性出塊並不是以太坊Raft共識嚴格必須的核心機制之一，但是是提高出塊效率的有效方式。
一個塊從產生到實際被記錄賬本，走完整個raft流程實際上是需要耗費一定時間的。如果我們在上一個塊被計入賬本之後才開始產生下一個塊，那麼一筆交易想要成功被記錄需要耗費較多的時間。
而在投機性(speculative minting)出塊中，我們允許一個新塊在它的父塊被記錄之前就產生。依次類推，在一段時間內，實際上會產生「投機鏈（speculative chain）」，在祖先塊沒有被記錄進賬本之前，一個一個新塊已經依據先後關系組成了一條臨時鏈片段，等待被記錄。
對於已經被記錄進投機塊的交易，我們會在交易池中標記為「proposed transaction」
在之前我們說過，raft機制中是存在兩個挖礦節點比賽出塊和記賬的可能的，因此，一條 speculative chain 中間的某一個塊很有可能不會被記錄到賬本中。在這種情況下我們也會把交易池中的交易狀態修改回來。( InvalidRaftOrdering event)
目前，Quorum並沒有對speculative chain的長度做限制，但在它的未來規劃中有講這一點作為一個性能優化項加入開發進程，最後能夠讓一個挖礦節點即使在raft共識層沒有連接上，它也可以離線一直出塊，產生自己的speculative chain。
一條speculative chain有以下幾個部分構成：
在塊傳輸上我們使用etcd Raft默認的http傳輸，當然使用Ethereum的p2p傳輸也是可以的，但是Quorum團隊在測試階段發現，高負載的狀態下，ETH p2p的性能沒有raft p2p性能好。
Quorum使用50400埠作為Raft 傳輸層的默認監聽埠，也可以通過 --raftport 參數自行設置。
一個集群默認的最大節點個數是25，可以通過 --maxpeers N 來設置，N是你的最大節點個數。
Quorum的IBFT其實就是PBFT，只不過摩根大通把它自己實現的PBFT叫做IBFT，所以IBFT的基本原理與PBFT是一樣的，所不同的是,IBFT中把出塊和共識的三階段結合在了一起。
Istanbul BFT修改自PBFT演算法，包括三個階段： PRE-PREPARE 、 PREPARE 以及 COMMIT 。在 N 個節點的網路中，這個演算法可以最多容忍 F 個出錯節點，其中 N=3F+1 。
Istanbul BFT演算法中的區塊是確定的，意味著鏈沒有分叉並且合法的區塊一定是在鏈中。為了防止一個惡意節點生成不同的鏈，在把區塊插入進鏈 之前 ，每一個validator必須把 2F + 1 個 COMMIT 簽名放進區塊頭的 extraData 欄位。因此，區塊是可以自我驗證的（因為有簽名）並且輕客戶端也支持。
然而動態的 extraData 也會造成區塊的hash計算問題。因為一個區塊可以被不同的validator驗證，所以會有不同的簽名，所以同一個區塊會有不同的hash。解決的方案是，計算區塊hash的時候把 COMMIT 簽名排除在外。因此我們任然可以在保證block hash一致性的同時進行共識驗證。
由於Ethereum POA共識在網上已經有大量介紹，筆者這里就不多做詳細介紹，只對重要特點和POA的工作流程做大致梳理和介紹
❺ 區塊鏈共識方法是什麼(區塊鏈共識機制有哪些)
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（Proofofwork），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BlockHash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BlockHash。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（ProofofStake），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SunnyKing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，SunnyKing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（DelegatedProofofStake），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。
區塊鏈有幾種共識演算法？RippleConsensus（瑞波共識演算法）
使一組節點能夠基於特殊節點列表達成共識。初始特殊節點列表就像一個俱樂部，要接納一個新成員，必須由51%的該俱樂部會員投票通過。共識遵循這核心成員的51%權力，外部人員則沒有影響力。由於該俱樂部由「中心化」開始，它將一直是「中心化的」，而如果它開始腐化，股東們什麼也做不了。
5、PBFT：（實用拜占庭容錯演算法）
PBFT是一種狀態機副本復制演算法，即服務作為狀態機進行建模，狀態機在分布式系統的不同節點進行副本復制。每個狀態機的副本都保存了服務的狀態，同時也實現了服務的操作。將所有的副本組成的集合使用大寫字母R表示，使用0到|R|-1的整數表示每一個副本。為了描述方便，假設|R|=3f+1，這里f是有可能失效的副本的最大個數。盡管可以存在多於3f+1個副本，但是額外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。
PBFT演算法主要特點如下：客戶端向主節點發送請求調用服務操作；主節點通過廣播將請求發送給其他副本；所有副本都執行請求並將結果發回客戶端；客戶端需要等待f+1個不同副本節點發回相同的結果，作為整個操作的最終結果。
什麼是區塊鏈共識？
所謂「共識機制」，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；對一筆交易，如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識，我們就可以認為全網對此也能夠達成共識。再通俗一點來講，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。
區塊鏈作為一種按時間順序存儲數據的數據結構，可支持不同的共識機制。共識機制是區塊鏈技術的重要組件。區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點保存一致的區塊鏈視圖，同時滿足兩個性質：
1）一致性。所有誠實節點保存的區塊鏈的前綴部分完全相同。
2）有效性。由某誠實節點發布的信息終將被其他所有誠實節點記錄在自己的區塊鏈中。
區塊鏈的四種共識機制區塊鏈的共識機制可以分為以下四類:權益證明機制、工作量證明機制、Pool驗證和池股份授權證明機制。
區塊鏈，就是一個又一個區塊組成的鏈條。每一個區塊中保存了一定的信息，它們按照各自產生的時間順序連接成鏈條。這個鏈條被保存在所有的伺服器中，只要整個系統中有一台伺服器可以工作，整條區塊鏈就是安全的。這些伺服器在區塊鏈系統中被稱為節點，它們為整個區塊鏈系統提供存儲空間和算力支持。
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。
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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。
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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。
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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
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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=vmod|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ViewChange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ViewChange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。
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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ViewChange協議。
ViewChange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stablecheckpoint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+1mod|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。
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在上述演算法流程中，為了確保在ViewChange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stablecheckpoint。
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stablecheckpoint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stablecheckpoint發生變化，再繼續前進。
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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。
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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。
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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。
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數據存儲：Tidb/TiKV
日誌：阿里巴巴的DLedger
服務發現：Consuletcd
集群調度：HashiCorpNomad
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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
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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
❻ 區塊鏈的5大缺點有哪些,區塊鏈的不足之處
區塊鏈在股權融資中的優點和缺點區塊鏈的缺點
1.無隱私性
區塊鏈是分布式，在公有鏈上，等於每個人手上都有一份完整賬本，並且由於區塊鏈計算余額、驗證交易有效性等等都需要追溯每一筆賬，因此交易數據都是公開透明的，如果我知道某個人的賬戶，我就能知道他的所有財富和每一筆交易，沒有隱私可言。
2.監管
區塊鏈的去中心、自治化的特點淡化了國家監管的概念。然而所有的創新，都需要符合監管的要求。區塊鏈的監管，在某種程序上是促進區塊鏈的商業應用，更好的提供合規性保護。另一方面監管部門對這項新技術的法律和制度建立上存在滯後，也可能會毀掉區塊鏈，需要把握好尺度。
3.安全性問題
區塊鏈技術一大特點就是不可逆、不可偽造，但前提是私鑰是安全的。私鑰是用戶生成並保管的，沒有第三方參與。私鑰一旦丟失，便無法對賬戶的資產做任何操作。隨著量子計算機等新計算技術的發展，未來非對稱加密演算法具有一定的破解可能性，這也是區塊鏈技術面臨的潛在安全威脅。
4.數據確認的延遲性
區塊鏈的交易是存在延遲性的，拿比特幣舉例，當前產生的交易的有效性受網路傳輸影響，因為要被網路上大多數節點得知這筆交易，還要等到下一個記賬周期（比特幣控制在10分鍾左右），也就是要被大多數節點認可這筆交易。還受一個小概率事件影響，就是當網路上同時有2個或以上節點競爭到記賬權力，那麼在網路中就會產生2個或以上的區塊鏈分支，這時候到底那個分支記錄的數據是有效的，則要再等下一個記賬周期，最終由最長的區塊鏈分支來決定。因此區塊鏈的交易數據是有延遲性的。
區塊鏈的優點
1.集體維護
系統是開放的，除了交易各方的私有信息被加密外，系統是由其中所有具有維護功能的節點共同維護的，任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明。
2.去中心化
區塊鏈存儲數據時使用的是對等網路技術，使用分布式核算和存儲，不存在中心化的硬體或管理機構。所有節點的權利和義務都相等，因此任一節點停止工作都會不影響系統整體的運作。
3.無須信任系統
由於節點之間的交換遵循固定的演算法，參與人不需要對任何人信任，隨著參與節點增加，系統的安全性反而增加。因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產生信任，對信用的累積非常有幫助。
4.信息不可篡改
一旦信息經過驗證並添加至區塊鏈，就會永久的存儲起來。生成一套按照時間先後順序記錄的、不可篡改的、可信任的資料庫，從而可以限制相關不法行為。因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。
區塊鏈的不可篡改和撤銷既是優點也是缺點，在區塊鏈里沒有後悔葯，你對區塊鏈的數據變動幾乎無能為力，主要體現在：如果轉賬地址填錯，會直接造成永久損失且無法撤銷;如果丟失密鑰也一樣會造成永久損失無法挽回。而現實中如果你銀行卡丟了或者密碼忘記了，還能到銀行營業點處理，你的錢還在。
區塊鏈目前用到哪些共識機制？它們各自的優缺點和適用范圍是什麼目前主要有四大類共識機制：Pow、Pos、DPos、Pool
1、Pow工作量證明，就是大家熟悉的挖礦，通過與或運算，計算出一個滿足規則的隨機數，即獲得本次記賬權，發出本輪需要記錄的數據，全網其它節點驗證後一起存儲；
優點：完全去中心化，節點自由進出；
缺點：目前bitcoin已經吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共識機制的區塊鏈應用很難獲得相同的算力來保障自身的安全；挖礦造成大量的資源浪費；共識達成的周期較長，不適合商業應用
2、Pos權益證明，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
缺點：還是需要挖礦，本質上沒有解決商業應用的痛點
3、DPos股份授權證明機制，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。
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
4、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；是目前行業鏈大范圍在使用的共識機制
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
在使用共識機制，保證數據一致性時的巨大優勢（共識機制則是Ripple首先提出的，數據正確性優先的網路交易同步機制，在共識網路中，無論軟體代碼怎麼變動，無法取得共識就無法進入網路，更不要提分叉了）。
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PS：稍微自黑下，雖然共識機制絕對能確保任何時候都不會產生硬分叉。但是，這種機制的缺點也比較明顯，那就是要取得與其他節點的共識，明顯要比當前Bitcoin網路漫長的多。極端情況下，在Ripple共識機制網路中掉線的後果也是很恐怖的。
有可能你家停電一天，第二天整個系統就再也無法與其它Rippled節點取得共識了（共識機制事實上需要超過80%的節點承認了你的數據，你的提交才會被其它節點接受，否則就會被排它的拒絕連接），甚至只能清空自己全部500多GB數據重新同步才能連上其它Ripple節點。
所以目前來說，現有的Rippled端並不適合民用（商用的話影響就比較小，比如RL自己的Rippled節點託管在亞馬遜雲數據中心，長時間無響應是可以高額索賠的，而且那種地方除了大型災害幾乎不會斷），這也是RL一直想改進的方面之一。
淺談區塊鏈的幾大應用，哪些會是坑
區塊鏈能做什麼？區塊鏈（BlockChain）這個伴隨著比特幣誕生的偉大技術，目前在金融領域應用能大幅降低交易成本，提高效率，這足以令華爾街興奮不已。然而這僅僅是冰山一角，其潛在應用前景非常廣泛，未來將顛覆我們生活的方方面面。
互聯網是一種信息網路，裡面流淌著0和1，區塊鏈是一種價值網路，起到的作用是價值的傳遞，而不同於互聯網做數據傳遞。
說到價值傳遞，有一個非常簡單的場景，例如支付，我手上有100元錢，我想轉到群里，可以通過微信紅包或者微信轉賬的方式，在這個交易過程中，需要第三方的參與，而區塊鏈的傳遞方式是點對點的傳遞，並不需要任何一個中間節點，這是區塊鏈和我們現有架構非常大的一個區別。
說到支付的點對點，很多人會想到比特幣，因為大多數人是從比特幣知道區塊鏈的，區塊鏈和比特幣又有什麼區別呢？
區塊鏈是比特幣背後的技術；區塊鏈是一種基礎的技術架構，通過一個特定的數據結構和共識演算法，設計實現了一個多方參與的自治系統。
特定的數據結構其實就是區塊鏈這個名字本身，也就是他的數據是放在一塊一塊的數據區塊裡面，然後這個數據區塊用一個鏈條進行連接和實現。「共識演算法」是區塊鏈里非常重要的概念，沒有共時演算法，也就沒有區塊鏈這個意義的存在。
布比區塊鏈簡介
布比區塊鏈自成立以來一直專注於區塊鏈技術與產品的研發與創新，擁有多項核心技術，並在多個方面取得了實質性的創新，形成多項核心技術成果，例如：可數學證明的分布式共識技術、快速的大規模賬本存取技術、支持業務形態擴展的多鏈總賬技術、異構區塊鏈間的互聯技術等。4月25日，「格格積分」將積分系統引入區塊鏈概念，多方聯合開放，積分發行及兌換，促進積分流通。各合作機構可共同參與交易驗證、賬本存儲、實時結算;企業積分發行方的第三方支付平台，使積分進出更靈活。布比開發了自有的區塊鏈基礎服務平台，已在股權、供應鏈、積分、信用等領域開展應用。布比一直致力於以去(多)中心信任為核心，構建開放式價值流通網路，讓數字資產自由流動起來。
講到這里，我們再來分析一下區塊鏈和比特幣的區別是什麼？
1.本質區別。比特幣對於這個世界來說，它是一個基於密碼學的數字貨幣，而區塊鏈我們剛才說過，它是一種價值傳遞的協議，這兩者是有本質區別的，因為一個是數字貨幣，一個是價值傳遞的協議。
2.演算法。比特幣的共識演算法是基於一個被稱為工作量證明，POW的工作演算法，區塊鏈有很多不同的共識演算法，既可以用比特幣POW演算法又可以用POS演算法，也可以用DPS演算法。
3.交易速度。比特幣每秒鍾的交易最大隻能有七筆每秒。請注意，大家請注意這里說的是最大而不是平均，因為這是一個非常嚴格的一個定義，對於區塊鏈來說，其實每秒的交易次數可以達到上萬次或者更多，所以這也是區塊鏈和比特幣的一個主要區別。因為很多人會混淆說，區塊鏈這個交易的速度七筆每秒，這是不對的，這是比特幣的一個限制，區塊鏈根據它不同的共識演算法以及鏈接方式，可以達到非常高的交易速度。
4.鏈接形式。比特幣是基於互聯網的一個區塊鏈，也就是說我們把它稱之為公有鏈，區塊鏈可以有公有鏈的形式也可以有私有鏈或者聯盟鏈的形式。
5.局限性。建議大家不要去碰跟區塊鏈相關的一些數字貨幣。理由是什麼呢？比特幣這樣一個數字貨幣，它雖然有挺好的不同的特性，但是它並不符合金融監管，也就是說這2100萬枚比特幣是在沒有國家授權的情況下，沒有國家信用作為倍數的情況下被發行出來的。而區塊鏈也有一些局限性，雖然它只是一個協議，是一個技術，但是它還是處於萌芽階段的一個新技術。
總結一下，區塊鏈是一個比較底層的協議，是一種技術的基礎架構，在它之上有各種各樣不同的共識演算法。如果說區塊鏈是1的話，可能共識演算法是10到20，但在它之上的應用可能會有一千或者兩千，或者更多，也就是說比特幣只是眾多區塊鏈應用當中的一種實現。所以，比特幣和區塊鏈是不能等同的，比特幣只是區塊鏈的一個非常初級的實現。
區塊鏈能做什麼？區塊鏈的問題？在票據市場，基於區塊鏈技術實現的數字票據能夠成為更安全、更智能、更便捷的票據形態。藉助區塊鏈實現的點對點交易能夠打破票據中介的現有功能，實現票據價值傳遞的去中介化；數字票據系統的搭建和數據存儲不需要中心伺服器，省去了中心應用和接入系統的開發成本，降低了傳統模式下系統的維護和優化成本，減少了系統中心化帶來的風險；基於區塊鏈的信息不可篡改性，票據一旦完成交易，將不會存在賴賬現象，從而避免「一票多賣」、打款背書不同步等行為，有效防範票據市場風險。有價證券交易市場也是區塊鏈技術大有作為的領域。目前傳統的證券交易模式，具有交易流程長、交易效率低、綜合成本高的缺點，且存在強勢中介和監管機構，金融消費者的權利往往得不到保障。應用區塊鏈技術，買賣雙方能夠通過智能合約直接實現配對，交易執行的效率可大幅度提升，並通過分布式的數字化登記系統，自動實現結算和交割。由於錄入區塊的數據不可撤銷且能在短時間內被拷貝到每個數據塊中，錄入到區塊鏈上的信息實際上產生了公示的效果，因此交易的發生和所有權的確認不會產生爭議。
區塊鏈能做什麼？區塊鏈的問題？盡管從目前來看還沒有確立成熟的底層區塊鏈技術平台方案，容量的可擴展性、隱私保護、無法以凈額結算、事後不可追索等技術難題也有待解決，大規模應用區塊鏈技術還要重設IT架構和再造業務流程，但這些都只是技術層面的問題。而真正考驗區塊鏈技術在金融領域植根並成長的是監管機構和金融機構本體，區塊鏈內在的「去監管化」和「去中心化」特質會不會使得市場主體沒有動力驅動技術創新。但由於區塊鏈是基於數學演算法的技術，交易各方信任關系的建立完全不需要藉助中介機構或權威中心，建立信任關系的成本幾乎為零（在區塊鏈金融基礎設施和附屬基礎設施建立的前提下），且區塊鏈代碼開源開放，無地域限制，網路格局分布式互聯，為未來普惠金融和共享金融的建立及發展奠定了技術基礎，為全球金融融合統一創造了物質條件。單就從這一點來看，區塊鏈技術必將在未來金融發展中確立核心地位，並和金融相互依託、相輔相成，並共贏未來。
區塊鏈解決了什麼問題嗎？區塊鏈最重要的是解決了中介信用問題。在過去，兩個互不認識和信任的人要達成協作是難的，必須要依靠第三方。比如支付行為，在過去任何一種轉賬，必須要有銀行或者支付寶這樣的機構存在。但是通過區塊鏈技術，比特幣是人類第一次實現在沒有任何中介機構參與的情況下，完成雙方可以互信的轉賬行為。這是區塊鏈的重大突破。（交易區塊鏈資產上「幣匯交易所」）
如果用一句話說明就是：去中心化。
區塊鏈(BlockChain)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。
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。
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。
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(ProofofWork）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.POSProofofStake，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：，實用拜占庭容錯
介紹：在保證活性和安全性（livenesssafety）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：delegatedBFT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。
區塊鏈所面臨的問題？維護成本非常高：
傳統的中心化資料庫只需要寫入一次，而區塊鏈需要被寫入成千上萬次；傳統的中心化資料庫只需要檢驗一次數據，區塊鏈需要對數據進行成千上萬次檢驗；傳統的中心化資料庫只需要傳輸一次數據就可以儲存，區塊鏈需要將數據傳輸成千上萬次。
激勵結構很難設計：
如何確保獎勵與網路目標一致？為什麼節點會保留或更新數據？當兩段數據沖突時，是什麼使它們選擇一段數據而不是另一段數據？這些問題都都還有待探索、解答，區塊鏈不僅需要在開始時保持一致，還需要在未來的所有時間節點上保持一致。
所有的升級都是自發的：
區塊鏈最重要的一點在於它不是在單個實體的控制之下，不可能強制升級。所有的升級都必須向後兼容。這顯然是相當困難的，尤其是如果你想要添加新特性，以及從測試的角度考慮時會更加困難。軟體的每個版本都為測試矩陣添加了很多內容，並延長了發布時間。
擴展很困難
擴展的困難程度至少比傳統的中心化系統高出幾個量級。同樣的數據必須存在於成百上千個地方，而不是在一個單一的地方。傳輸、驗證和存儲的成本是巨大的，因為必須用支付資料庫中的每一個獨立節點的成本，來代替傳統的中心化資料庫中只支付一次的成本。
以上所有導致區塊鏈至今沒有殺手級的應用（比特幣除外）
援引自：為什麼說區塊鏈沒那麼簡單
❼ raft金屬礦石哪裡多
raft金屬礦石海島多，在附近潛水找到礦脈開挖即可。在游戲里尋找海島，找到就靠近海島。將船固定後，直接下水尋找礦脈。見疑似礦脈的石頭，不要猶豫，直接靠過去查看。發現金屬礦石後，直接裝備塑料鉤挖礦，對著礦脈長按滑鼠左鍵，等進度條滿後就可以得到金屬礦石。
《木筏生存》是一款漂流生存游戲。游戲提供單人和多人在線合作模式。最初是2016年秋季時候的一個大學生項目，當時三名烏普薩拉大學Gotland分校的學生耗時15周做的一款生存游戲創意原型。
木筏求生皮艇用法：
創建一個世界，創建成功就會有一個小木筏船，然後有時候會出現一個補給船，用滑鼠控制前進就可以下水。氣象方面，官方表示一晝夜是20分鍾，第一次出現的惡劣天氣是大雨加大霧大浪，一般都是晚上。
不同難度模式下，惡劣天氣出現的天數會遞減，難度越高，出現惡劣天氣的時間間隔越短。在沒有建造帆的情況下，你的木筏航行。
游戲中主角將出生在一片漫無邊際的海洋上，靠一隻小木筏和一隻鉤子努力求生。玩家要做的就是利用鉤子勾住海洋上漂流的東西，利用這些物資製作有用的工具、武器，來加固自己的木筏。游戲支持多人模式。