k82区块链

❶ 区块链原理

区块链是一种技术,但它不是一种单一的技术,而是由多种技术整合的结果,包括密码学、数学、经济学、网络科学等。你可以把它看做是一个分布式共享记账技术,也可以看做是一个数据库,只不过这个数据库是由在这个链上的所有节点共同维护,每个节点都有一份账本,因为所有节点的账本一致,不同节点之间可以互相信任,对数据没有疑问,所以大家都说区块链从技术上实现了信任。详细的专业技术可以咨询一些专业的技术公司，例：金博科技，专注开发区块链相关产品，专业研发团队和完善的售后服务，可以电话咨询。

❷ 区块链项目怎么做合规

着区块链的发展，区块链行业ICO项目和交易所也是越来越多，这么多的项目应该如何去合规发展呢？

目前的区块链项目合规分为两个版块：

一，区块链发币项目合规：基金会+法律合规意见书：

除新加坡之外，选择比较多的就是美国和英国了。这两个国家注册费用低，注册流程简单，但是如果后期要做交易所发币，英国美国无法提供相应的法律服务。

如果后期从合规的角度出发，还是要选择新加坡基金会。

新加坡zheng府不仅在zheng策上予以扶持，还规定区块链基金会可由新加坡会计与企业发展局（ACRA）登记管理获得合法发行项目，凭借着自身的竞争力将新加坡打造成下一个世界的金融科技中心以及区块链技术中心。因此，新加坡可以说是区块链创业者的一片乐土。

注册新加坡基金会优势：

第一、非盈利公众公司比普通公司更容易让投资者信任

第二、zheng府扶持区块链的发展，zheng策环境好

第三、市场成熟，后续的法律服务完善

第四、优秀知名的项目也都在新加坡：例莱特币，比原链，量子链等

第五、价格合理，性价比高

第六、新加坡当地律师可根据项目方需求出具相关的法律意见书证明项目的合规合法性。（普通公司不可以出具法律意见书）

新加坡基金会如何注册，需要提供那些资料呢？

1.提供公司名称

2.两位注册成员信息，新加坡董事一名，新加坡的注册地址，新加坡秘书（挂名）

3.经营范围

4.注册资本：默认1新币

注册完主体基金会后，并不是结束，而只是刚刚开始。注册证书等文件出来后，新加坡律师协会专业律师还需要根据项目规划书—也就是俗称白皮书，进行修改，出具法律意见书。证明项目符合新加坡法律，可以正常开展业务。

大家都知道，在我们国家发行xunihuobi是禁止的，法律意见书是符合新加坡法律的，是要看合法手续的，要符合规定的律师出具了法律意见书才可以，另外就是白皮书合规，自己写的白皮书合法性无法保证，而且不是律师那也不懂新加坡法律，因此，这一点是很重要的；另外一个方面就是针对投资者的，要有合法的手续文件证明项目在新加坡是合法的，投资者才会更加放心，那么就需要一些证明文件！

注册基金会只是第一步，接下来还需要的最重要的就是合‌‌规了，

现在大些的交易所都是需要你出具法律合规才能让你上交易所，因此上交易所需要用到的法律意见书，法律意见书其实是一个统称，这个法律合规其实包含多个项目，一般有：token非证券化证明、白皮书合规、私募条款，公募条款等几项。其中大部分交易所都会要求token非证券化证明，白皮书也就相当于平常的商业计划书，写好后是需要专业的新加坡律师来修改的，符合新加坡的法律法规。大部分上交易所的公司都会选择做法律意见书。

白皮书主要有四个作用

第一：向新加坡MAS报备，以后不怕被查。

第二：说服投资者，这家公司是合法合规，让投资者安心。

第三：上交易所需要用到。

第四：减少不必要的投入。

还有TOKEN报备(非证券化证明备案)，新加坡律师制作防止新加坡金融管理局MAS核查

办理只需要提供一份白皮书、公司章程、注册纸、注册证书！

二，区块链交易所项目合规：主体公司+数字货币交易牌照：

照作为平台重要的合规文件之一。就相当于一个经营许可证，特别是火币相继拿下日本牌照、美国牌照以及在申请加拿大牌照之后，牌照更是被推到了一个新的高度。获得美国MSB牌照也就意味着火币可以在美国大多数州合理的开展业务了。这就是目前各大平台纷纷开始申请牌照的原因，要想正规合法的开展业务就要申请牌照。

例如：美国MSB数字货币交易所牌照，爱沙尼亚MTR数字货币+钱包双牌照，澳洲AUSTRAC数字货币牌照等。

美国MSB牌照的作用：

1.美国MSB牌照名气大，包装平台，好宣传。

2. 平台合规化，规避交易。

3.可以增加客户的信任度、提升自己的知名度，也可以让平台更好更快的合规发展。

MSB牌照的优势

1.投资者认可--美国的公司法律及金融业监管非常完善，拥有美国牌照，会让您的数 字货币交易平台更受全球投资者的认可。

2.获得权威批准--获得美国财政部的权威批准，您可以在美国及全球开展相关业 务，即代表对数字货币平台的合规监管。

3.成为一线平台-- MSB 牌照也是全球数字货币交易机构标配的牌照。Coinbase， Bitfinex，Poloiex，火币网,ok,币安交易所等平台均持有此牌照开展经营。

4.多元化服务-- MSB 牌照准许货币兑换及发送服务，使您可以更好地满足客户需求，提供更加多元化的服务。

为什么牌照对于交易平台如此重要, 首先从传统外滙圈的人都知道外滙平台有监管牌照的重要性，就是这样传统的模式也会造就未来的交易平台。所以牌照也必定成为发展的一波趋势

❸ 重新认识区块链：1550余个应用案例带来的启示

作者：冉伟

（本文节选自《2021全球区块链应用市场报告》）

当我们谈论区块链的时候，但凡对区块链有所了解的人都能够就相关主题或多或少地表达出自己的一些见解。例如：从技术体系上看，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用；从功能属性上看，区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特征。

回顾区块链的 历史 ，就绕不过比特币。2009年1月3日，序号为0的比特币创世区块诞生。几天后，也就是2009年1月9日，序号为1的比特币区块诞生。当两个区块连接起来时，区块链就此“横空出世”。

化名为“中本聪”的比特币发明者可能自己都很难想象：在过去12年间，以比特币为中心，一个庞大的“加密货币家族”已经在全球金融市场掀起一场持续至今的“巨浪”。其间，与加密货币相关的创新与风险交织，进步与泡沫同在，追捧与批判共存，并推动着各国政府部门不断完善货币与金融体系、 社会 治理与监管体系。

与此同时，与比特币相伴相生的区块链同样在快速进化，而且早已超越“比特币的底层技术”范畴，应用到了 社会 与经济发展的各个角落。

那么，区块链到底通过什么样的机制发挥作用，相比传统技术和模式到底有哪些优势，其应用效果到底如何？在资本实验室与远望智库联合发布的《2021全球区块链应用市场报告》中，我们通过对2020全年和2021年一季度全球1550余个应用案例的研究，试图为上述问题提供具有一定实证性的答案。同时，基于这些案例的研究，我们可以建立起对区块链的重新认识：区块链即信任、区块链即共享、区块链即交易、区块链即替代、区块链即效率。

在比特币创世论文《比特币：一种点对点电子货币系统》中，“中本聪”反复强调了比特币具有不依赖于“可信任第三方”的特性，也就是“去中心化”的特性。

反过来看，比特币的底层技术——区块链恰好正是为“信任”而生。换句话来说，重塑数字化时代的“信任”是区块链最基础的功能，只不过这种信任由人与人之间、法人主体之间的信任转换成了机器与机器之间、区块与区块之间、节点与节点之间的信任。有趣的是，后续诞生的“智能合约”功能通过与区块链的融合又进一步强化了这种信任。

身份编码与认证是实现上述信任机制的第一步，分布式身份识别（Decentralized Identity, DID）系统是其中的核心。有了DID应用，从个人到组织，再到物联网设备，从实体物品到虚拟产品，都能够被赋予数字“身份”，并实现可信交互。也正因为此，基于区块链的存证、赋权、验证、流通、交易才得以实现，也才有了区块链在各行业的落地实施。

来自全球的应用案例显示，新的信任机制为 社会 与经济运行提供了新的规则和动力：

l 中国正在全面推进区块链电子证照的应用，企业与居民得以享受更高效、便捷的政务服务；

l “一鱼一码”、“一果一码”、“一茶一码”等应用正在推动全球农产品防伪溯源与食品安全体系的升级；

l 通过区块链与大数据、人工智能的结合，企业的信用“画像”更为精准，并能够据此获得更快捷、成本更低的融资服务；

l 公益机构纷纷将爱心善款“上链”，以形成更透明、更规范的公益跟踪与管理系统；

l 中国相关城市启动基于区块链的气瓶产品追溯管理系统，气瓶档案信息源头可信度与气瓶安全管理水平大幅提升；

l 德国正在为其分布式能源资产建立基于身份认证的数字注册系统，以推动可再生能源开发与交易，并应对数字化能源时代的到来……。

在区块链的三种类型（公有链、联盟链、私有链）中，联盟链得到了最广泛的应用。除了对技术性能、运行效率、可操作性、预期成果等方面的考量，这主要是因为联盟各方已经具备一定的信任基础。这也从另外一个角度表明：在超越比特币等加密货币的区块链应用中，“多中心化”，而非完全的“去中心化”是更为现实的一种选择。

此外，不可否认的是：不同于比特币“挖矿”所依托的工作量证明机制，区块链在实际应用过程中并不能从源头上完全确保上链数据的真实性。也就是说，某个联盟成员或节点可能会有意无意地提供虚假数据。不过，借助区块链不可篡改、可追溯、多方共识等特性，联盟可对造假行为进行识别，并作出相应的惩罚，例如将造假成员“踢出”节点。因此，在某种意义上，基于区块链的信任在很大程度上是建立起联盟成员对数据真实性的敬畏，以及对数据造假行为的震慑。

如果说“信任”是区块链应用的基础，数据共享就是区块链应用的核心。没有数据共享，就产生不了合作，区块链的落地应用便无从谈起。

l 国家外汇管理局“跨境金融区块链服务平台”试点已全面铺开，通过外汇局、税务、银行及企业相关市场主体之间的信息交换推动了外贸出口业务的发展；

l 台湾11家保险公司联合建立的“保全/理赔联盟链”投入运营，各公司在该平台实现了“单一申请、文件共通”；

l Contour、TradeLens等区块链平台通过企业、金融机构、航运公司、码头、海关等机构间的数据协同，正在重塑全球供应链，并为国际贸易的数字化变革提供动力……。

l 在中国，政府各部门间通过数据协同，实现了“一数一源、一源多用、一网通办、全程网办”；

l 通过“司法链”平台，各类电子证据得以与公证、仲裁、司法鉴定、法院等司法机构无缝对接，在提高司法体系效率的同时降低了成本；

l 面向全国基层法院的“审判辅助性事务跨域协作机制”可实现不同地域法院之间的“跨域送达、跨域取证”，有效提升了审判辅助性事务效率和审判质效，降低了司法运行成本……。

l 中国“粤港澳大湾区组合港”项目正式启动，可支持大湾区五大直属海关辖区之间贸易各方的互联、互通，成为大湾区首个贯通港口、海关、物流、企业、金融等贸易全流程的互联共享区块链网络；

l 日本KDDI电信、日立公司、关西电力、积水建房等大型企业组建区块链联盟NEXCHAIN，以形成跨行业的房地产信息共享与管理模式，并推动跨行业创新；

l 法国雷诺集团完成其区块链项目“XCEED”的测试，用于在零部件供应商和 汽车 制造商之间共享合规信息，并简化合规认证……。

上述金融、政务及各行业的应用案例虽然只是少数的典型案例，但也足以说明：一方面，数据共享是区块链应用的内在要求。在具体实施上，一切都要从打破“数据孤岛”与“信息不对称”开始；另一方面，区块链的应用实践又反过来推动了跨层级、跨部门、跨行业、跨区域、跨国界的数据共享和前所未有的合作。

由上述案例还可以看出，基于区块链的透明度、安全性、可信任性等特征，数据共享让原本看起来不太可能的合作得以达成，并形成更多的开放式创新成果；数据共享能够有效提升商业体系、金融体系与 社会 治理体系的运行效率；各类组织在与外部机构进行数据共享与合作的同时，促进了自身的组织变革、流程变革。

在信任与共享的基础上，“交易”是区块链应用价值最直观、最深层次的体现。目前，区块链正在开启全球各行业交易模式变革的新篇章。

从功能架构上看，基于区块链的交易绝非只是交易环节的变革，而是综合了区块链的各项独特功能，是对防伪溯源、供需对接、仓储物流、支付/结算、供应链融资、保险、网络安全等区块链应用的一体化整合。

从应用形态上看，基于区块链的交易超越了产品或服务交易的传统概念，代表了更广泛的数据在流通中的价值实现。

从应用场景来看，基于区块链的交易涉及实体产业的升级、金融行业的数字化进阶，以及“通证经济”的创新应用。

在实体产业，以农业区块链的应用为例：一方面，基于区块链的供应链溯源已经成为食品安全的重要屏障；但另一方面，对于种植者或养殖者来说，供应链溯源功能还远远不够。如何帮助他们扩大农产品销售，并尽可能获得更多收入，才是区块链技术持续推动农业发展的“硬道理”。在其它行业，这一点同样适用。

在上述背景下，全球实体产业的新型交易平台不断涌现：

l 印度政府使用区块链平台帮助偏远地区的农民销售农产品，以在减少中间费用的同时，获得更高收入；

l 瑞士公司Cerealia搭建基于区块链的农产品贸易和融资平台，以推动全球新兴市场国家的农产品出口；

l 全球最大的独立精制糖生产商、阿联酋Al Khaleej糖业公司推出基于区块链的糖产品交易平台DigitalSugar.io，实现基于现货的国际原糖交易；

l 江西赣州上线基于区块链的国际木材电子交易平台，对木材交易进行全流程上链管理，并将为木材市场提供监管云仓、物流、金融、保险等全产业链服务；

l 山东省启动山东互联网中药材交易平台，将通过区块链等技术实现质控、交易、支付、结算和监管的线上一体化服务；

l 苏州相城区渭塘镇发布基于区块链的珍珠在线交易平台，对珍珠核心参数及检测报告上链存证，还将增加供应链管理、贸易金融、智能合约、支付结算、激励机制等功能；

l 霍尼韦尔公司推出飞机零部件新件与二手件在线交易平台GoDirect Trade，为大型制造商如何将区块链应用于零部件交易与流通提供了有价值的参考……。

在金融行业，区块链正在从证券交易、资产证券化、贸易融资、跨境结算等方面推动金融交易业务的数字化进阶：

l 澳大利亚国家证券交易所推出基于分布式账本技术的数字证券交易平台ClearPay，可提供当日多币种、实时DVP结算，并将替代原有的交易所结算系统；

l 瑞士公司Finka以玻利维亚有机牧场的牲畜为标的推出了相关的证券化代币投资平台，以促进当地畜牧业发展；

l 美国公司Securitize建立了基于数字证券的日本房地产投资平台，旨在盘活日本农村的闲置不动产，并提升农村经济活力；

l 中国邮储银行与建设银行完成首笔跨区块链平台福费廷交易，华夏银行昆明分行首次实现二级市场福费廷转售业务；

l 南京钢铁分别与澳大利亚力拓公司、巴西淡水河谷公司完成了基于区块链的铁矿石交易；

l 宝钢股份与澳大利亚力拓公司完成首单基于区块链的人民币跨境结算交易……。

当然，在区块链推动金融交易业务进阶的同时，与区块链、加密货币相关的炒作、骗局、洗钱、网络攻击等阴暗面如影随形。如何既能持续推动金融创新，又能进行高效的风险防控，以及对违法犯罪的有力打击，是一个需要长期应对的重要问题。从全球来看，中国在这方面已经做出态度鲜明、措施严厉，并富有成效的回应。

实体产业、金融行业借助区块链实现的交易变革只是区块链改变传统交易方式的初级阶段，“通证经济（Token Economy）”才是区块链“交易”功能的更高层级。

在“通证经济”的框架下，从电子证照到技能证明，从信用记录到公益活动参与记录，从社交媒体轨迹到碳减排行动，当各种数据成为被加密的数字权益证明，并且可流通、可交换的时候，就被赋予了“通证”功能。

撇开“非同质化通证（Non-Fungible Token, NFT）”的投资/投机热潮不论，我们已经可以看到全球为数不少的“通证经济”早期应用：

l 由奥地利政府支持的HotCity项目通过众包模式与区块链、 游戏 化代币的结合，鼓励居民提交供暖余热热点，以更高效地满足城市供热需求；

l 福特公司为采用混合动力 汽车 的商业和市政车队建立“绿色里程”，以帮助改善城市空气质量；

l 河南新乡市卫滨区在其区块链产业园项目中基于商家和企业积分体系发行通证，以建立新型商业服务平台；

l 成都市发布基于区块链的社区治理产品“链动社区”，居民可通过志愿者服务等活动获得该平台的“时间银行”积分，并兑换成社区商户提供的福利和优惠；

l 全球非营利组织“移动开放区块链计划”的电动 汽车 充电网络工作组（EVGI）启动去中心化 汽车 充电技术的全球标准系统，涵盖了通证化碳信用（TCC）场景；

l 区块链奖励平台MiL.k与韩国零售商合作，为其会员提供基于区块链的积分管理服务。会员可通过MiL.k平台将现有积分转换为本地MLK通证，也可以兑换成其他第三方积分……。

由上述案例及更多的案例可见，“通证经济”具有几个显著特征：

“通证经济”为更广泛的数据赋予了资产属性和可交易属性，并通过跨领域、跨平台的互信与流通，能够提高整个 社会 与经济系统的运行效率；

“通证经济”是一种新的价值创造和实现过程，不一定直接以货币为交易媒介，而是更多体现为各种要素、资源的互换互利与重新配置；

“通证经济”往往与激励机制结合在一起，通过对“好人好事”、“好企业”、“好机构”的激励，将有效重塑 社会 价值体系与 社会 信用体系。

总体而言，“通证经济”将催生出新的生产要素，将重塑生产关系，并极大地解放 社会 生产力；“通证经济”代表了“信息互联网”向“价值互联网”的进化，昭示着数字经济最激动人心的未来；基于区块链的“通证经济”已经初见倪端，并开始对经济运行、 社会 治理，以及每个人的生活方式带来持续可见的变革。不管是各类机构，还是个人，都应该为这场变革做好思想与行动上的准备。

与其它新技术一样，区块链在应用和普及过程中，不断产生着平台、媒介、模式、方法等方面的替代效应：实体证件被电子证件替代，信用记录被通证替代，人工审核被数据验证替代，城市管理平台被“城市大脑”替代……。

这样的替代已成常态：

l 阿根廷央行开始就新的区块链清算系统展开概念验证，该系统可能会替代现有清算系统；

l 韩国造币和安全印刷公司（KOMSCO）拓展区块链数字礼券业务，以替代纸质礼券，并在纸币和硬币发行量大幅下降的同时实现了创纪录的营收提升；

l 中国各地法院在不动产查封执行中开始采用区块链电子封条替代传统的纸质封条；

l 上海市法院系统正在通过人工智能、区块链等新技术的采用， 探索 以数字化庭审记录替代人工庭审笔录；

l 日本公司SUSMED推出“使用区块链技术的临床数据监测系统示范”试点，表明药物或医疗设备临床试验中必要的监控过程可以使用区块链系统进行替代；

l 支付宝与悟空租车合作推出“刷脸”租车服务，通过区块链技术与信用免押模式，游客只需“刷脸”即可租车，通过手机操作就能归还车辆；

l 在新冠疫情下，中国各地方政府密集推出结合区块链技术的“非见面、不接触、零跑腿”式政务服务，替代了传统的线下服务方式，为疫情期间的远程招投标、“云端”通关、金融支持、复工复产等工作的顺利进行提供了有力保障……。

此外，我们还可以看到，通过区块链技术的使用，各类企业级服务同样在实现替代与进化：从纸质合同到电子合同，再到基于程序化、可自动执行智能合约的区块链合同，区块链正在推动合同签署进入“链签约”时代；从线下的人力资源公司到线上的人力资源平台，再到基于区块链的人力资源市场，全球人力资源服务已经经历了从1.0时代到2.0时代，再到3.0时代的持续变革。

总体来看，当区块链“侵入”到各行业，便“毫不留情”地删除着一切不必要的环节和流程，一切不必要的人工操作，并加速迎接无纸化、无人化、自动化时代的到来。

在我们分析全球1550余个区块链应用案例的过程中，类似“提高”、“加快”、“缩短”、“降低”、“减少”、“节约”、“节省”等词汇频频出现在我们的眼前。这些词汇表明，效率的提升是区块链应用各方的共同追求，也是区块链替代效应的最直接成果。

众多的应用实践正在为此添砖加瓦：

l 肯尼亚公司Shamba Records为该国农民提供区块链溯源、交易与融资服务，目前已覆盖6000多小型农户，并帮助他们将收入提高了至少40%；

l NTT DATA、三菱等公司参与投资的区块链贸易平台TradeWaltz完成试运行，结果显示该平台最多能够削减传统贸易流程50%的工作量；

l 沃尔玛加拿大公司通过DL Freight区块链平台的应用，将其与承运人之间的发票纠纷显著降低了97%；

l 国网公司电力交易存证溯源查询平台投入运行，实现了注册用户的真实性审核全流程自动化，节省了99%的可信人工审核时间；

l 中远海运集运与山东港口集团青岛港合作推出区块链无纸化进口放货模式，平均每个集装箱可为客户节省提货时间近24小时；

l 浙江台州利用“物联网+区块链”回收系统解决海洋污染治理难题，相比传统处理方法，该回收系统可以节约94%的人力成本和84%的运营成本……。

综上所述，通过信任机制、共享机制与交易机制的共同作用，区块链形成了明显的替代效应，提高了金融、政务与各行业的运营效率，并将持续形成系统性的变革。这种变革重塑着人与机器、人与 社会 、人与环境的关系，并清晰地指向三个终极目标：效率、福祉与环保。

❹ 网络诈骗又升级，骗子盯上区块链，虚拟货币，我们该注意什么

区K链，虚拟货币，我们该注意什么？不得不说区K链诈骗如今是许多骗子常用的手段，稍不小心就被割J菜。

一，作为一个受害人，真的告诫大家不要被一时的利益所诱惑，不然真的是得不偿失，更不要以身试险心存侥幸。首先那些骗子的区K链手段这里就来细说，这些骗子通过白皮书申请一个子虚乌有的假公司或空壳公司，但实际上根本没有这样的企业存在，继而找人研发一款APP，之后再将账务信息等跟钱财相关的重要信息绑定在国外服务器，这里就是为了收盘时能够去无踪。而当APP上线以后，便会通过各种：佣金任务，冲多少返多少，拉新用户得多少返值等等一些列这种尝点甜头让后给你画大饼的做法，当你觉得似乎可靠可信继而动用更大资金去投入的时候，你就回不了头了！一定要当心！一定要抵制这种来路不明的钱财！

综上所述！希望大家在面对未知的诱惑之时能有一颗辨明真假的双眼！

❺ 区块链 --- 共识算法

PoW算法是一种防止分布式服务资源被滥用、拒绝服务攻击的机制。它要求节点进行适量消耗时间和资源的复杂运算，并且其运算结果能被其他节点快速验算，以耗用时间、能源做担保，以确保服务与资源被真正的需求所使用。

PoW算法中最基本的技术原理是使用哈希算法。假设求哈希值Hash(r)，若原始数据为r（raw），则运算结果为R（Result）。

R = Hash(r)

哈希函数Hash()的特性是，对于任意输入值r，得出结果R，并且无法从R反推回r。当输入的原始数据r变动1比特时，其结果R值完全改变。在比特币的PoW算法中，引入算法难度d和随机值n，得到以下公式：

Rd = Hash(r+n)

该公式要求在填入随机值n的情况下，计算结果Rd的前d字节必须为0。由于哈希函数结果的未知性，每个矿工都要做大量运算之后，才能得出正确结果，而算出结果广播给全网之后，其他节点只需要进行一次哈希运算即可校验。PoW算法就是采用这种方式让计算消耗资源，而校验仅需一次。

 

PoS算法要求节点验证者必须质押一定的资金才有挖矿打包资格，并且区域链系统在选定打包节点时使用随机的方式，当节点质押的资金越多时，其被选定打包区块的概率越大。

POS模式下，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000。这个时候，如果你验证了一个POS区块，你的币龄就会被清空为0，同时从区块中获得相对应的数字货币利息。

节点通过PoS算法出块的过程如下：普通的节点要成为出块节点，首先要进行资产的质押，当轮到自己出块时，打包区块，然后向全网广播，其他验证节点将会校验区块的合法性。

 

DPoS算法和PoS算法相似，也采用股份和权益质押。

但不同的是，DPoS算法采用委托质押的方式，类似于用全民选举代表的方式选出N个超级节点记账出块。

选民把自己的选票投给某个节点，如果某个节点当选记账节点，那么该记账节点往往在获取出块奖励后，可以采用任意方式来回报自己的选民。

这N个记账节点将轮流出块，并且节点之间相互监督，如果其作恶，那么会被扣除质押金。

通过信任少量的诚信节点，可以去除区块签名过程中不必要的步骤，提高了交易的速度。
 

拜占庭问题：

拜占庭是古代东罗马帝国的首都，为了防御在每块封地都驻扎一支由单个将军带领的军队，将军之间只能靠信差传递消息。在战争时，所有将军必须达成共识，决定是否共同开战。

但是，在军队内可能有叛徒，这些人将影响将军们达成共识。拜占庭将军问题是指在已知有将军是叛徒的情况下，剩余的将军如何达成一致决策的问题。

BFT：

BFT即拜占庭容错，拜占庭容错技术是一类分布式计算领域的容错技术。拜占庭假设是对现实世界的模型化，由于硬件错误、网络拥塞或中断以及遭到恶意攻击等原因，计算机和网络可能出现不可预料的行为。拜占庭容错技术被设计用来处理这些异常行为，并满足所要解决的问题的规范要求。

拜占庭容错系统 ：

发生故障的节点被称为 拜占庭节点 ，而正常的节点即为 非拜占庭节点 。

假设分布式系统拥有n台节点，并假设整个系统拜占庭节点不超过m台（n ≥ 3m + 1），拜占庭容错系统需要满足如下两个条件：

另外，拜占庭容错系统需要达成如下两个指标：

PBFT即实用拜占庭容错算法，解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题，算法的时间复杂度是O(n^2)，使得在实际系统应用中可以解决拜占庭容错问题
 

PBFT是一种状态机副本复制算法，所有的副本在一个视图（view）轮换的过程中操作，主节点通过视图编号以及节点数集合来确定，即：主节点 p = v mod |R|。v：视图编号，|R|节点个数，p：主节点编号。

PBFT算法的共识过程如下：客户端（Client）发起消息请求（request），并广播转发至每一个副本节点（Replica），由其中一个主节点（Leader）发起提案消息pre-prepare，并广播。其他节点获取原始消息，在校验完成后发送prepare消息。每个节点收到2f+1个prepare消息，即认为已经准备完毕，并发送commit消息。当节点收到2f+1个commit消息，客户端收到f+1个相同的reply消息时，说明客户端发起的请求已经达成全网共识。

具体流程如下 ：

客户端c向主节点p发送<REQUEST, o, t, c>请求。o: 请求的具体操作，t: 请求时客户端追加的时间戳，c：客户端标识。REQUEST: 包含消息内容m，以及消息摘要d(m)。客户端对请求进行签名。

主节点收到客户端的请求，需要进行以下交验：

a. 客户端请求消息签名是否正确。

非法请求丢弃。正确请求，分配一个编号n，编号n主要用于对客户端的请求进行排序。然后广播一条<<PRE-PREPARE, v, n, d>, m>消息给其他副本节点。v：视图编号，d客户端消息摘要，m消息内容。<PRE-PREPARE, v, n, d>进行主节点签名。n是要在某一个范围区间内的[h, H]，具体原因参见 垃圾回收 章节。

副本节点i收到主节点的PRE-PREPARE消息，需要进行以下交验：

a. 主节点PRE-PREPARE消息签名是否正确。

b. 当前副本节点是否已经收到了一条在同一v下并且编号也是n，但是签名不同的PRE-PREPARE信息。

c. d与m的摘要是否一致。

d. n是否在区间[h, H]内。

非法请求丢弃。正确请求，副本节点i向其他节点包括主节点发送一条<PREPARE, v, n, d, i>消息, v, n, d, m与上述PRE-PREPARE消息内容相同，i是当前副本节点编号。<PREPARE, v, n, d, i>进行副本节点i的签名。记录PRE-PREPARE和PREPARE消息到log中，用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。

主节点和副本节点收到PREPARE消息，需要进行以下交验：

a. 副本节点PREPARE消息签名是否正确。

b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。

c. n是否在区间[h, H]内。

d. d是否和当前已收到PRE-PPREPARE中的d相同

非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f+1个验证通过的PREPARE消息，则向其他节点包括主节点发送一条<COMMIT, v, n, d, i>消息，v, n, d, i与上述PREPARE消息内容相同。<COMMIT, v, n, d, i>进行副本节点i的签名。记录COMMIT消息到日志中，用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。记录其他副本节点发送的PREPARE消息到log中。

主节点和副本节点收到COMMIT消息，需要进行以下交验：

a. 副本节点COMMIT消息签名是否正确。

b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。

c. d与m的摘要是否一致。

d. n是否在区间[h, H]内。

非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f+1个验证通过的COMMIT消息，说明当前网络中的大部分节点已经达成共识，运行客户端的请求操作o，并返回<REPLY, v, t, c, i, r>给客户端，r：是请求操作结果，客户端如果收到f+1个相同的REPLY消息，说明客户端发起的请求已经达成全网共识，否则客户端需要判断是否重新发送请求给主节点。记录其他副本节点发送的COMMIT消息到log中。
 

如果主节点作恶，它可能会给不同的请求编上相同的序号，或者不去分配序号，或者让相邻的序号不连续。备份节点应当有职责来主动检查这些序号的合法性。

如果主节点掉线或者作恶不广播客户端的请求，客户端设置超时机制，超时的话，向所有副本节点广播请求消息。副本节点检测出主节点作恶或者下线，发起View Change协议。

View Change协议 ：

副本节点向其他节点广播<VIEW-CHANGE, v+1, n, C , P , i>消息。n是最新的stable checkpoint的编号， C 是 2f+1验证过的CheckPoint消息集合， P 是当前副本节点未完成的请求的PRE-PREPARE和PREPARE消息集合。

当主节点p = v + 1 mod |R|收到 2f 个有效的VIEW-CHANGE消息后，向其他节点广播<NEW-VIEW, v+1, V , O >消息。 V 是有效的VIEW-CHANGE消息集合。 O 是主节点重新发起的未经完成的PRE-PREPARE消息集合。PRE-PREPARE消息集合的选取规则：

副本节点收到主节点的NEW-VIEW消息，验证有效性，有效的话，进入v+1状态，并且开始 O 中的PRE-PREPARE消息处理流程。
 

在上述算法流程中，为了确保在View Change的过程中，能够恢复先前的请求，每一个副本节点都记录一些消息到本地的log中，当执行请求后副本节点需要把之前该请求的记录消息清除掉。

最简单的做法是在Reply消息后，再执行一次当前状态的共识同步，这样做的成本比较高，因此可以在执行完多条请求K（例如：100条）后执行一次状态同步。这个状态同步消息就是CheckPoint消息。

副本节点i发送<CheckPoint, n, d, i>给其他节点，n是当前节点所保留的最后一个视图请求编号，d是对当前状态的一个摘要，该CheckPoint消息记录到log中。如果副本节点i收到了2f+1个验证过的CheckPoint消息，则清除先前日志中的消息，并以n作为当前一个stable checkpoint。

这是理想情况，实际上当副本节点i向其他节点发出CheckPoint消息后，其他节点还没有完成K条请求，所以不会立即对i的请求作出响应，它还会按照自己的节奏，向前行进，但此时发出的CheckPoint并未形成stable。

为了防止i的处理请求过快，设置一个上文提到的 高低水位区间[h, H] 来解决这个问题。低水位h等于上一个stable checkpoint的编号，高水位H = h + L，其中L是我们指定的数值，等于checkpoint周期处理请求数K的整数倍，可以设置为L = 2K。当副本节点i处理请求超过高水位H时，此时就会停止脚步，等待stable checkpoint发生变化，再继续前进。
 

在区块链场景中，一般适合于对强一致性有要求的私有链和联盟链场景。例如，在IBM主导的区块链超级账本项目中，PBFT是一个可选的共识协议。在Hyperledger的Fabric项目中，共识模块被设计成可插拔的模块，支持像PBFT、Raft等共识算法。
 

 

Raft基于领导者驱动的共识模型，其中将选举一位杰出的领导者(Leader)，而该Leader将完全负责管理集群，Leader负责管理Raft集群的所有节点之间的复制日志。
 

下图中，将在启动过程中选择集群的Leader（S1），并为来自客户端的所有命令/请求提供服务。 Raft集群中的所有节点都维护一个分布式日志（复制日志）以存储和提交由客户端发出的命令（日志条目）。 Leader接受来自客户端的日志条目，并在Raft集群中的所有关注者（S2，S3，S4，S5）之间复制它们。

在Raft集群中，需要满足最少数量的节点才能提供预期的级别共识保证， 这也称为法定人数。 在Raft集群中执行操作所需的最少投票数为 (N / 2 +1) ，其中N是组中成员总数，即 投票至少超过一半 ，这也就是为什么集群节点通常为奇数的原因。 因此，在上面的示例中，我们至少需要3个节点才能具有共识保证。

如果法定仲裁节点由于任何原因不可用，也就是投票没有超过半数，则此次协商没有达成一致，并且无法提交新日志。

 

数据存储：Tidb/TiKV

日志：阿里巴巴的 DLedger

服务发现：Consul& etcd

集群调度：HashiCorp Nomad
 

只能容纳故障节点(CFT)，不容纳作恶节点

顺序投票，只能串行apply，因此高并发场景下性能差
 

Raft通过解决围绕Leader选举的三个主要子问题，管理分布式日志和算法的安全性功能来解决分布式共识问题。

当我们启动一个新的Raft集群或某个领导者不可用时，将通过集群中所有成员节点之间协商来选举一个新的领导者。 因此，在给定的实例中，Raft集群的节点可以处于以下任何状态: 追随者(Follower)，候选人(Candidate)或领导者(Leader)。

系统刚开始启动的时候，所有节点都是follower，在一段时间内如果它们没有收到Leader的心跳信号，follower就会转化为Candidate；

如果某个Candidate节点收到大多数节点的票，则这个Candidate就可以转化为Leader，其余的Candidate节点都会回到Follower状态；

一旦一个Leader发现系统中存在一个Leader节点比自己拥有更高的任期(Term)，它就会转换为Follower。

Raft使用基于心跳的RPC机制来检测何时开始新的选举。 在正常期间， Leader 会定期向所有可用的 Follower 发送心跳消息（实际中可能把日志和心跳一起发过去）。 因此，其他节点以 Follower 状态启动，只要它从当前 Leader 那里收到周期性的心跳，就一直保持在 Follower 状态。

当 Follower 达到其超时时间时，它将通过以下方式启动选举程序：

根据 Candidate 从集群中其他节点收到的响应，可以得出选举的三个结果。

共识算法的实现一般是基于复制状态机（Replicated state machines），何为 复制状态机 ：

简单来说： 相同的初识状态 + 相同的输入 = 相同的结束状态 。不同节点要以相同且确定性的函数来处理输入，而不要引入一下不确定的值，比如本地时间等。使用replicated log是一个很不错的注意，log具有持久化、保序的特点，是大多数分布式系统的基石。

有了Leader之后，客户端所有并发的请求可以在Leader这边形成一个有序的日志（状态）序列，以此来表示这些请求的先后处理顺序。Leader然后将自己的日志序列发送Follower，保持整个系统的全局一致性。注意并不是强一致性，而是 最终一致性 。

日志由有序编号（log index）的日志条目组成。每个日志条目包含它被创建时的任期号（term），和日志中包含的数据组成，日志包含的数据可以为任何类型，从简单类型到区块链的区块。每个日志条目可以用[ term, index, data]序列对表示，其中term表示任期， index表示索引号，data表示日志数据。

Leader 尝试在集群中的大多数节点上执行复制命令。 如果复制成功，则将命令提交给集群，并将响应发送回客户端。类似两阶段提交(2PC)，不过与2PC的区别在于，leader只需要超过一半节点同意（处于工作状态）即可。

leader 、 follower 都可能crash，那么 follower 维护的日志与 leader 相比可能出现以下情况

当出现了leader与follower不一致的情况，leader强制follower复制自己的log， Leader会从后往前试 ，每次AppendEntries失败后尝试前一个日志条目（递减nextIndex值）， 直到成功找到每个Follower的日志一致位置点（基于上述的两条保证），然后向后逐条覆盖Followers在该位置之后的条目 。所以丢失的或者多出来的条目可能会持续多个任期。
 

要求候选人的日志至少与其他节点一样最新。如果不是，则跟随者节点将不投票给候选者。

意味着每个提交的条目都必须存在于这些服务器中的至少一个中。如果候选人的日志至少与该多数日志中的其他日志一样最新，则它将保存所有已提交的条目，避免了日志回滚事件的发生。

即任一任期内最多一个leader被选出。这一点非常重要，在一个复制集中任何时刻只能有一个leader。系统中同时有多余一个leader，被称之为脑裂（brain split），这是非常严重的问题，会导致数据的覆盖丢失。在raft中，两点保证了这个属性：

因此， 某一任期内一定只有一个leader 。
 

当集群中节点的状态发生变化（集群配置发生变化）时，系统容易受到系统故障。 因此，为防止这种情况，Raft使用了一种称为两阶段的方法来更改集群成员身份。 因此，在这种方法中，集群在实现新的成员身份配置之前首先更改为中间状态（称为联合共识）。 联合共识使系统即使在配置之间进行转换时也可用于响应客户端请求，它的主要目的是提升分布式系统的可用性。

❻ 区块链共识机制之一：POW工作量证明机制

区块链可以理解为一个不可篡改的公共账本，所有参与者都能验证交易并进行记账，即为分布式账本。那到底由谁来记账？又如何保证账本的一致性、准确性呢？也就是区块链的共识机制是如何的？

区块链的共识机制就是解决由谁来记账（构造区块），以及如何维护区块链的一致性问题。目前区块链项目采用的共识机制有多种，如：POW工作量证明机制，POS权益证明机制，DPOS股份授权证明机制等等。本文说明POW工作量证明机制。

区块链的第一个成功应用比特币系统采用的POW工作量证明机制。即以比特币系统为例说明POW机制，首先比特币系统有一套激励机制让所有参与者竞争记账的权利，即谁拥有记账权谁将获取构造新区块的比特币奖励（目前奖励为12.5比特币），同时获取新区块内所有交易的手续费作为奖励。

参与者如何竞争记账权利呢？参与者通过自己的算力计算一道数学难题，谁先计算的结果，谁就拥有了记账的权利，也就可获得构造新区块的奖励。这道数学难题就是寻找一个随机数Nonce，使得对区块头的哈希计算的结果小于目标值，Nonce本身是区块头中的一个字段，所以通过不断的尝试Nonce的值，以满足区块头的哈希计算结果小于目标值。通过动态调整目标值，即可调整计算的Nonce值的难度。

关于哈希计算Nonce的过程通常类比为掷筛子游戏，基于参与游戏的筛子的个数通过调整掷得筛子的点数可调整游戏的难度。例如：100个人参与掷筛子，总共有100个筛子，要求掷得点数为100为赢，则100个人谁先掷得点数100即为胜利者，即拥有了记账权。如果发现大家掷出100点的时间太快，则可增加难度，要求掷得点数为80为赢。如果又有100个人参与游戏，则游戏中增加了筛子数，如：筛子数增加为200个，同样通过设置掷得点数来调整游戏的难度。

筛子类似于比特币网络的算力，掷得点数类似于比特币网络可动态调整的目标值。

区块链以最长的链条视为正确的链条，如果存在同时出现两个区块，会暂时并行记录两个区块，后续再生成的区块基于其中的某一个区块，将会形成的最长的链条作为一致性的链条，另外一个区块将会被丢弃，比特币是基于6个区块的确认，所以被丢弃的区块将不会获得比特币系统的奖励，也就是白白将竞争记账权的算力（电费）浪费了。基于工作量的激励，参与者必然尽最大能力构造正确的区块，也就是满足区块链的一致性。即全网的所有用户可以达成唯一的一致性的公共账本。

目前比特币系统全网算力已达到惊人的24.75EH/s，其中1E=1000P，1P=1000T，1T=1000G，1G=1000M，1M=1000K，1K=1000，H/s为每秒一次哈希计算（哈希碰撞），也就是每秒进行24.75E次哈希计算，且仍有持续的算力加入比特币系统。比特币记账权的竞争，提供算力的硬件从CPU，GPU，专业矿机，矿池。目前单机版的专业矿机已无法竞争到记账权，必须由多台矿机组合为矿池才能竞争到记账权。