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区块链一般有多少个节点

发布时间: 2024-10-23 15:19:51

A. 什么是区块链技术区块链到底是什么什么叫区块链

狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

【基础架构】

一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。 其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点 。

拓展资料:

【区块链核心技术】

区块链主要解决的交易的信任和安全问题,因此它针对这个问题提出了四个技术创新:

1.分布式账本,就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目,因此它们都可以参与监督交易合法性,同时也可以共同为其作证。

区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面:一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。

没有任何一个节点可以单独记录账本数据,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。

2.非对称加密和授权技术,存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。

3.共识机制,就是所有记账节点之间怎么达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。

区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点,其中“少数服从多数”并不完全指节点个数,也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时,所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。

4.智能合约,智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例,如果说每个人的信息(包括医疗信息和风险发生的信息)都是真实可信的,那就很容易的在一些标准化的保险产品中,去进行自动化的理赔。

在保险公司的日常业务中,虽然交易不像银行和证券行业那样频繁,但是对可信数据的依赖是有增无减。因此,笔者认为利用区块链技术,从数据管理的角度切入,能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。

区块链-网络

B. 区块链什么是联盟链

区块链是什么

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模式,它是比特币的一个底层运用技术。传统的信息储存和交流都会经过一个服务器,也就是一个数据库,所有的信息都能在这个数据库里面找到或是修改。

区块链它包含有三种:公有链、联盟链、私有链。

1、公有链:是由每一个参与其中的人自由组成,任何人都可以随时进入或者退出,没有任何限制,但你进入或退出期间的信息都会被参与的人所知道或记录。

2、联盟链:是由多个人或多个团体自行组建的,而参与的人或是团体是事先指定,或是后期经过审核才能进入的,它是有一定的准入机制的,它信息的写入与读取权限也是由组建的人或团体就能决定的。

3、私有链:相当于个人或某一单位利用区块链的技术存储信息,只有他自己才有写入信息的权限,信息对外公不公开也可以由自己决定。

联盟链(ConsortiumBlockchain)

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联盟链是指有若干机构共同参与和管理的区块链,每个机构都运行N个节点。联盟链的数据只允许系统内不同的机构进行读写和交易,通过数字证书的方式实现基于PKI的身份管理体系、交易或提案的发起,以参与方共同签名验证来达成共识,因此不需要工作量证明(POW),也不存在数字货币(代币),提高了交易达成的效率,节约了大量计算成本(算力硬件投入和电力能源消耗)。通常情况下,参与联盟链的节点会被划分不同的读写权限,能支持每秒1000次以上的数据写入。

什么是公有链?什么是私有链?什么是联盟链?

1.公共区块链(Public

blockchains)

公共区块链是指全世界任何人都可读取的、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链——共识过程决定哪个区块可被添加到区块链中和明确当前状态。作为中心化或者准中心化信任的替代物,公共区块链的安全由“加密数字经济”维护——“加密数字经济”采取工作量证明机制或权益证明机制等方式,将经济奖励和加密数字验证结合了起来,并遵循着一般原则:每个人从中可获得的经济奖励,与对共识过程作出的贡献成正比。这些区块链通常被认为是“完全去中心化”的。数字货币交易平台币汇8bihui.com/xcyqm

2.联盟区块链:(Consortium

blockchains)

联盟区块链是指其共识过程受到预选节点控制的区块链;例如,不妨想象一个有15个金融机构组成的共同体,每个机构都运行着一个节点,而且为了使每个区块生效需要获得其中10个机构的确认(2/3确认)。区块链或许允许每个人都可读取,或者只受限于参与者,或走混合型路线,例如区块的根哈希及其API(应用程序接口)对外公开,API可允许外界用来作有限次数的查询和获取区块链状态的信息。这些区块链可视为“部分去中心化”。

3.完全私有区块链(Fully

private

blockchains)

完全私有的区块链是指其写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据库管理、审计、甚至一个公司,尽管在有些情况下希望它能有公共的可审计性,但在很多的情形下,公共的可读性并非是必须的。

什么是联盟链

随着区块链技术的发展,越来越的个人及企业也开始关注区块链,而和区块链联系最为紧密的,恐怕就是金融行业了。

然而虽然比特币区块链大受热捧,但毕竟比特币区块链是属于公有区块链,公有区块链有着其不可编辑,不可篡改的特点,这就使得公有链并不适合企业使用了,毕竟如果某金融企业开发出一个区块链,无法受其主观控制,那对于他的意义就不大了。

因此私有链就应运而生了,但私有链虽然能够解决以上的问题,如果仅仅只是各个企业自己单独建立,那么还将是一个个孤岛。

如果能够联合起来开发私有区块链,最好不过了。

这就是今天要讲的主题:联盟链。

联盟链本质上仍然属于一种私有链

联盟链本质上仍然是一种私有链,只不过它比单个小组织开发的私有链更大,却又没有公有链这么大的规模,可以理解为它是介于私有链和公有链之间的一种区块链。

联盟区块链是指其共识过程受到预选节点控制的区块链;例如,不妨想象一个有15个金融机构组成的共同体,每个机构都运行着一个节点,而且为了使每个区块生效需要获得其中10个机构的确认(2/3确认)。区块链或许允许每个人都可读取,或者只受限于参与者,或走混合型路线,例如区块的根哈希及其API(应用程序接口)对外公开,API可允许外界用来作有限次数的查询和获取区块链状态的信息。这些区块链可视为“部分去中心化”。

联盟链的特点

1.部分去中心化

与公有链不一样,联盟链在某种程度上只属于联盟内部的成员所有,且很容易达成共识,因为毕竟联盟链的节点数是非常有限的。

2.可控性较强

公有链是一旦区块链形成,将不可篡改,这主要源于公有链的节点一般是海量的,比如比特币节点太多,想要篡改区块数据,几乎不可能,而联盟链,只要所有机构中的大部分达成共识,即可将区块数据进行更改;

3.数据不会默认公开

不同于公有链,联盟链的数据只限于联盟里的机构及其用户才有权限进行访问。

4.交易速度很快

跟私有链一样,联盟链本质上还是私有链,因此由于其节点不多的原因,达成共识容易,交易速度自然也就快很多。

联盟链的应用

目前已经有了很多的联盟链,比较知名的有:

1.R3区块链联盟

R3区块链联盟于2015年9月份成立,目前已经有大约40多家国际银行组织加入,成员几乎遍布全球。其主要致力于为银行提供探索区块链技术的渠道以及建立区块链概念性产品。该联盟成立之后,召开了一系列的研讨会。R3表示,其允许银行加入的“初始窗口”已经关闭,2016年,该联盟将寻求与非银行金融机构和团体合作。R3使用以太坊和微软Azure技术,将11家银行连接至分布式账本。R3公司对于自己正在做的事情非常肯定,它说,区块链技术受到了世界各地银行的欢迎,已经有一些银行不仅在跟R3合作探索区块链技术,还自己开展区块链技术的调查研究。2016年4月,R3CEV与微软正式建立合作关系,研究实验区块链应用。

R3CEV是一个知名的联盟链

2.超级账本(Hyperledger)

超级账本(Hyperledger)是Linux基金会于2015年发起的推进区块链数字技术和交易验证的开源项目,加入成员包括:荷兰银行(ABNAMRO)、埃森哲(Accenture)等十几个不同利益体,目标是让成员共同合作,共建开放平台,满足来自多个不同行业各种用户案例,并简化业务流程。由于点对点网络的特性,分布式账本技术是完全共享、透明和去中心化的,故非常适合于在金融行业的应用,以及其他的例如制造、银行、保险、物联网等无数个其他行业。通过创建分布式账本的公开标准,实现虚拟和数字形式的价值交换,例如资产合约、能源交易、结婚证书、能够安全和高效低成本的进行追踪和交易。据相关资料显示,目前已经有北京AiYi数字金融技术公司、Belink(数贝荷包)、BitSE和Onchain共4家中国公司加入。

3.俄罗斯区块链联盟(俄罗斯版R3)

这个私链联盟正式成立于2016年7月1日,其成员包括支付公司QIWI、BN银行、汉特-曼西斯克银行(Khanty-MansiyskOtkritieBank)、盛宝银行(TinkoffBank)、莫斯科商业世界银行(MDMBank)以及埃森哲咨询公司(Accenture)。这个被称为“俄罗斯版R3”的区块链联盟于第25届俄罗斯国际金融会议上正式宣告成立,该次会议的主办方为俄罗斯央行。这个区块链联盟的主要目标是发展区块链概念验证;进行合作研究和政策宣传;创建区块链技术的共同标准。同时,他们公开宣布将积极建立与国内监管部门和政府的合作。

根据网络划分区块链的分类包括

法律分析:根据网络范围划分区块链的分类包括公有链、联盟链、私有链,具体如下:

1、公有链:主要是指部署在互联网范围之内,没有特别的一个权限的一个设置,也没有其他的一些什么登陆上的一些条件,任何人都可以直接下载节点来使用,任何人也可以直接通过一个客户端来连接一个节点,是没有什么限制的,其中的数据,也能够被任意的访问;

2、联盟链:也就是由若干个节点成员来组成的一个联盟网络,这种类型,主要是使用在商业环境之下,比如说多个商家之间,政府的政务,银行,税务等,他们可以共同组成一个联盟,为某一个具体的场景服务,比如说像企业跟他的客户之间,供应商之间等等可以形成一个联盟网络,联盟链相对于公有链来讲,它一般是有一个身份鉴权的,并不是所有人都可以直接来联入联盟链这个网络的,它有一个身份鉴权,同时对于数据也有一些更多的保护;

3、私有链:更多的是在企业的内部,比如一个集团企业,它的各个部门之间,它的子公司之间,从这个角度来说,这三种,它们的一个主要的区分在于针对不同的应用场景,针对一个网络的分布范围所形成的一个网络部署的差别,它是一个灵活的概念,这三者之间是根据不同的网络范围,根据应用场景的一个划分,并不是一个严格意义上的界定。

法律依据:《中华人民共和国网络安全法》

第一条为了保障网络安全,维护网络空间主权和国家安全、社会公共利益,保护公民、法人和其他组织的合法权益,促进经济社会信息化健康发展,制定本法。

第二条在中华人民共和国境内建设、运营、维护和使用网络,以及网络安全的监督管理,适用本法。

区块链技术中的联盟链技术特点是什么?

金窝窝分析区块链中联盟链的技术特点如下:

联盟链是指有若干个机构共同参与管理的区块链,每个机构都运行着一个或多个节点,其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易,并且共同来记录交易数据。

联盟链技术特点

1.

低成本运行和维护

2.

高交易速度及良好的扩展性

3.

联盟维护、

比私有链更具可信度

C. 一文看懂互联网区块链

一文看懂互联网区块链

一文看懂互联网区块链,要了解区块链,就不得不从互联网的诞生开始研究区块链的技术发展简史,从中发掘区块链产生的动因,并由此推断区块链的未来。下面让我们一文看懂互联网区块链。

一文看懂互联网区块链1

区块链的鼻祖就是麻将,最早的区块链是中国人发明的!区块链就跟麻将一样,只不过麻将的区块比较少而已,麻将只有136个区块,各地麻将规则不同可视作为比特币的硬分叉。

麻将作为最古老的区块链项目,四个矿工一组,最先挖出13位正确哈希值的获得记账权以及奖励,采用愿赌服输且不能作弊出老千的共识机制!

麻将去中心化,每个人都可以是庄,完全就是点对点。

矿池=棋牌室的老板抽佣。

不可篡改,因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。

典型的价值互联网。我兜里的价值用不了八圈,就跑到他们兜里去了。

中国人基本上人手打得一手好麻将,区块链方面生产了全球70%~80%的矿机,并拥有全世界最多的算力,约占77%的算力

麻将其实是最早的的区块链项目:

1,四个矿工一组,先碰撞出13个数字正确哈希值的矿工可以获得记账权并得到奖励。

2,不可篡改。因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。

3,典型的价值互联网。我兜里的价值数字货币www.gendan5.com/digitalcurrency/btc.html用不了八圈,就跑到他们兜里去了。

4、去中心化,每个人都可以是庄,完全就是点对点。

5、UTXO,未花费的交易支出。

还有另外一种赊账的区块链玩法,假设大家身上都没现金

细究一下,在大家达成共识时,我们看不到任何中介或者第三方出来评判丙赢了,大家给丙的奖励也不需要通过第三方转交给丙,都是直接点对点交易,这一过程就是去中心化,牌友们(矿工)各自记录了第一局的战绩,丙大胡自摸十三幺,乙杠了甲东风,记录完成后就生成了一个完整的区块,但要记住,这才只是第一局,在整个区块链上,这才仅仅是一个节点,开头说的8局打完,也就是8个节点(区块),8个区块连接在一起就形成了一个完整账本,这就是区块链。因为这个账本每人都有一个,所以就是分布式账本,目的就是为了防止有人篡改记录,打到最后,谁输谁赢一目了然。

4个男士(甲乙丙丁)凑在一块打麻将来钱,大家都没带现金,于是请一美女(中心化)用本子记账,记录每一局谁赢了多少钱、谁输了多少钱?最后结束时,大家用支付宝或微信支付结总账,但是如果这位美女记账时记错了或者预先被4人中的某人买通了故意记错,就保证不了这个游戏结果的公正公平合理性,你说是不是?那怎么办呢?如果你“打麻将”能用“区块链”作为游戏规则改编为如下:

4个男士(甲乙丙丁)凑在一块打麻将来钱,大家都没带现金,乙说让她带来的美女记账,甲说这位美女我们都不认识,于是甲乙丙丁4人一致约定每个人每局牌都在自己的手机上(区块链节点)同时记账(去中心化),最后打完麻将,直接手机上以电子货币结账时,大家都对一下记账的的结果,本来应该是一样的记账结果。

假设本来结果是甲手机上记的账:乙欠甲10元。但乙手机上的记录却是不欠,可是其余2人(丙、丁)和甲的记账一样,那还是按照少数服从多数规则结算,另外大家心里对乙的诚信印象就差评了,下次打麻将就不会带乙一起玩了。

除非乙预先买通(丙、丁)2人让其故意作假,但乙买通他们2人的代价是10万元(赖账10元的1万倍),那常理上乙只能选择放弃,因为做假成本太高了。

假设即使乙在打牌的过程中,偷偷愿意以高价10万元预先买通丙、丁做这笔巨亏的傻猫交易,但区块链的规则是按时间戳记账的,原来是下午1点钟记账乙欠甲10元的,即丙和丁下午3点钟再改账时,时间是不可逆的,只能记下午3点钟,那就又不吻合游戏规则了。

实际上在2017年博主已经开发出了一套麻将币

中国最早的区块链项目:四个矿工一组,最先从 148 个随机数字中碰撞出 14 个数字正确哈希值的矿工,可以获得一次记账权激励,由于分布式记账需要得到其他几位矿工的共识,因此每次记账交易时间长约十几分钟。

一文看懂互联网区块链2

一、比特币诞生之前,5个对区块链未来有重大影响的互联网技术

1969年,互联网在美国诞生,此后互联网从美国的四所研究机构扩展到整个地球。在应用上从最早的军事和科研,扩展到人类生活的方方面面,在互联网诞生后的近50年中,有5项技术对区块链的未来发展有特别重大的意义。

1、1974诞生的TCP/IP协议:决定了区块链在互联网技术生态的位置

1974年,互联网发展迈出了最为关键的一步,就是由美国科学家文顿瑟夫和罗伯特卡恩共同开发的互联网核心通信技术--TCP/IP协议正式出台。

这个协议实现了在不同计算机,甚至不同类型的网络间传送信息。所有连接在网络上的计算机,只要遵照这个协议,都能够进行通讯和交互。

通俗的说,互联网的数据能穿过几万公里,到达需要的计算机用户手里,主要是互联网世界形成了统一的信息传播机制。也就是互联网设备传播信息时遵循了一个统一的法律-TCP/IP协议。

理解TCP/IP协议对掌握互联网和区块链有非常重要的意义,在1974年TCP/IP发明之后,整个互联网在底层的硬件设备之间,中间的网络协议和网络地址之间一直比较稳定,但在顶层应用层不断涌现层出不穷的创新应用,这包括新闻,电子商务,社交网络,QQ,微信,也包括区块链技术。

也就是说区块链在互联网的技术生态中,是互联网顶层-应用层的一种新技术,它的出现,运行和发展没有影响到互联网底层的基础设施和通讯协议,依然是按TCP/IP协议运转的众多软件技术之一。

2、1984年诞生的思科路由器技术:是区块链技术的模仿对象

1984年12月,思科公司在美国成立,创始人是斯坦福大学的一对夫妇,计算机中心主任莱昂纳德·波萨克和商学院的计算机中心主任桑蒂·勒纳,他们设计了叫做“多协议路由器”的联网设备,放到互联网的通讯线路中,帮助数据准确快速从互联网的一端到达几千公里的另一端。

整个互联网硬件层中,有几千万台路由器工作繁忙工作,指挥互联网信息的传递,思科路由器的一个重要功能就是每台路由都保存完成的互联网设备地址表,一旦发生变化,会同步到其他几千万台路由器上(理论上),确保每台路由器都能计算最短最快的路径。

大家看到路由器的运转过程,会感到非常眼熟,那就是区块链后来的重要特征,理解路由器的意义在于,区块链的重要特征,在1984年的路由器上已经实现,对于路由器来说,即使有节点设备损坏或者被黑客攻击,也不会影响整个互联网信息的传送。

3、随万维网诞生的B/S(C/S)架构:区块链的对手和企图颠覆的对象

万维网简称为Web,分为Web客户端和服务器。所有更新的信息只在Web服务器上修改,其他几千,上万,甚至几千万的客户端计算机不保留信息,只有在访问服务器时才获得信息的数据,这种结构也常被成为互联网的B/S架构,也就是中心型架构。这个架构也是目前互联网最主要的架构,包括谷歌、Facebook、腾讯、阿里巴巴、亚马逊等互联网巨头都采用了这个架构。

理解B/S架构,对与后续理解区块链技术将有重要的意义,B/S架构是数据只存放在中心服务器里,其他所有计算机从服务器中获取信息。区块链技术是几千万台计算机没有中心,所有数据会同步到全部的计算机里,这就是区块链技术的核心,

4、对等网络(P2P):区块链的父亲和技术基础

对等网络P2P是与C/S(B/S)对应的另一种互联网的基础架构,它的特征是彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位,无主从之分,一台计算机既可作为服务器,设定共享资源供网络中其他计算机所使用,又可以作为工作站。

Napster是最早出现的P2P系统之一,主要用于音乐资源分享,Napster还不能算作真正的对等网络系统。2000 年3月14 日,美国地下黑客站点Slashdot邮寄列表中发表一个消息,说AOL的Nullsoft 部门已经发放一个开放源码的Napster的克隆软件Gnutella。

在Gnutella分布式对等网络模型中,每一个联网计算机在功能上都是对等的,既是客户机同时又是服务器,所以Gnutella被称为第一个真正的对等网络架构。

20年里,互联网的一些科技巨头如微软,IBM,也包括自由份子,黑客,甚至侵犯知识产权的犯罪分子不断推动对等网络的发展,当然互联网那些希望加强信息共享的理想主义者也投入了很大的热情到对等网络中。区块链就是一种对等网络架构的软件应用。它是对等网络试图从过去的沉默爆发的标杆性应用。

5、哈希算法:产生比特币和代币(通证)的关键

哈希算法将任意长度的数字用哈希函数转变成固定长度数值的算法,著名的哈希函数如:MD4、MD5、SHS等。它是美国国家标准暨技术学会定义的加密函数族中的一员。

这族算法对整个世界的运作至关重要。从互联网应用商店、邮件、杀毒软件、到浏览器等、,所有这些都在使用安全哈希算法,它能判断互联网用户是否下载了想要的东西,也能判断互联网用户是否是中间人攻击或网络钓鱼攻击的受害者。

区块链及其应用比特币或其他虚拟币产生新币的过程,就是用哈希算法的函数进行运算,获得符合格式要求的数字,然后区块链程序给予比特币的奖励。

包括比特币和代币的挖矿,其实就是一个用哈希算法构建的小数学游戏。不过因为有了激烈的竞争,世界各地的人们动用了强大的服务器进行计算,以抢先获得奖励。结果导致互联网众多计算机参与到这个小数学游戏中,甚至会耗费了某些国家超过40%的电量。

二、区块链的诞生与技术核心

区块链的诞生应该是人类科学史上最为异常和神秘的发明和技术,因为除了区块链,到目前为止,现代科学史上还没有一项重大发明找不到发明人是谁。

2008年10月31号,比特币创始人中本聪(化名)在密码学邮件组发表了一篇论文——《比特币:一种点对点的电子现金系统》。在这篇论文中,作者声称发明了一套新的不受政府或机构控制的电子货币系统,区块链技术是支持比特币运行的基础。

论文预印本地址在http://www.bitcoin.org/bitcoin.pdf,从学术角度看,这篇论文远不能算是合格的论文,文章的主体是由8个流程图和对应的解释文字构成的, 没有定义名词、术语,论文格式也很不规范。

2009年1月,中本聪在SourceForge网站发布了区块链的应用案例-比特币系统的开源软件,开源软件发布后, 据说中本聪大约挖了100万个比特币.一周后,中本聪发送了10个比特币给密码学专家哈尔·芬尼,这也成为比特币史上的第一笔交易。伴随着比特币的蓬勃发展,有关区块链技术的研究也开始呈现出井喷式增长。

向大众完整清晰的解释区块链的确是困难的事情,我们以比特币为对象,尽量简单但不断深入的介绍区块链的技术特征。

1、区块链是一种对等网络(P2P)的软件应用

我们在前文提过,在21世纪初,互联网形成了两大类型的应用架构,中心化的B/S架构和无中心的对等网络(P2P)架构,阿里巴巴,新浪,亚马逊,网络等等很多互联网巨头都是中心化的B/S架构,简单的说,就是数据放在巨型服务器中,我们普通用户通过手机,个人电脑访问阿里,新浪等网站的服务器。

21世纪初以来,出现了很多自由分享音乐,视频,论文资料的软件应用,他们大部分采用的是对等网络(P2P)架构,就是没有中心服务器,大家的个人计算机都是服务器,也都是客户机,身份平等。但这类应用一直没有流行起来,主要原因是资源消耗大,知识版权有问题等。区块链就是这种领域的一种软件应用。

2、区块链是一种全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用

对等网络也有很多应用方式,很多时候,并不要求每台计算机都保持信息一致,大家只存储自己需要的的信息,需要时再到别的计算机去下载。

但是区块链为了支持比特币的金融交易,就要求发生的每一笔交易都要写入到历史交易记录中,并向所有安装比特币程序的计算机发送变动信息。每一台安装了比特币软件的计算机都保持最新和全部的.比特币历史交易信息。

区块链的这个全网同步,全网备份的特征也就是常说的区块链信息安全,不可更改来源。虽然在实际上依然不是绝对的安全,但当用户量非常大时,的确在防范信息篡改上有一定安全优势。

3、区块链是一种利用哈希算法产生”通证(代币)”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用

区块链的第一个应用是著名的比特币,讨论到比特币时,经常会提到的一个名词就是“挖矿”,那么挖矿到底是什么呢?

形象的比喻是,区块链程序给矿工(游戏者)256个硬币,编号分别为1,2,3……256,每进行一次Hash运算,就像抛一次硬币,256枚硬币同时抛出,落地后如果正巧编号前70的所有硬币全部正面向上。矿工就可以把这个数字告诉区块链程序,区块链会奖励50个比特币给矿工。

从软件程序的角度说,比特币的挖矿就是用哈希SHA256函数构建的数学小游戏。区块链在这个小游戏中首先规定了一种获奖模式:给出一个256位的哈希数,但这个哈希数的后70位全部是0,然后游戏者(矿工)不断输入各种数字给哈希SHA256函数,看用这个函数能不能获得位数有70个0的数字,找到一个,区块链程序会奖励50个比特币给游戏者。实际的挖坑和奖励要更复杂,但上面的举例表达了挖矿和获得比特币的核心过程。

2009年比特币诞生的时候,每笔赏金是50个比特币。诞生10分钟后,第一批50个比特币生成了,而此时的货币总量就是50。随后比特币就以约每10分钟50个的速度增长。当总量达到1050万时(2100万的50%),赏金减半为25个。当总量达到1575万(新产出525万,即1050的50%)时,赏金再减半为12.5个。根据比特币程序的设计,比特币总额是2100万。

从上述介绍看,比特币可以看做一个基于对等网络架构的猜数小游戏,每次正确的猜数结果奖励的比特币信息会传递给所有游戏者,并记录到每个游戏者的历史数据库中。

4、区块链技术因比特币的兴起产生的智能合约,通证、ICO与区块链基础平台

从上面的介绍看,比特币的技术并不是从天上掉下来的新技术,而是把原来多种互联网技术,如对等网络架构,路由的全网同步,网络安全的加密技术巧妙的组合在一起,算是一种组合创新的算法游戏。

由于比特币通过运作成为可以兑换法币,购买实物,通过升值获得暴利,全世界都不淡定了。抱着你能做,我也能做的态度,很多人创造了自己的仿比特币软件应用。同时利用政府难以监管对等网络的特点,各种山寨币与比特币一起爆发。这其中出现了很多欺诈和潜逃事件,逐步引起各国政府的关注。

区块链基础平台:用区块链技术框架创建货币还是有相当的技术难度,这时区块链基础平台以太坊等基础技术平台出现了,让普通人也可以方便的创建类“比特币”软件程序,各显神通,请人入局挖币,炒币,从中获得利益。

通证或代币:各家“比特币”、“山寨币”如果用哈希算法创建的猜数小游戏,产生自己的“货币”时,这个“货币”统称“通证”或“代币”。

ICO:由于比特币和以太币已经打通与各国法币的兑换,其他新虚拟币发币时,只允许用比特币和以太币购买发行的新币,这样的发币过程就叫ICO,ICO的出现放大了比特币,以太币的交易量。同时很多ICO项目完全建立在虚无的项目上,导致大量欺诈案例频发。进一步加深了社会对区块链生成虚拟货币的负面认识。

智能合约:可以看做区块链上的一种软件功能,是辅助区块链上各种虚拟币交易的程序,具体的功能就像淘宝上支付宝的资金托管一样,当一方用户收到的货物,在支付宝上进行确认后,资金自动支付个给买家货主,智能合约在比特币等区块链应用上也是承担了这个中介支付功能。

三、区块链技术在互联网中的历史地位和未来前景

1、区块链处于互联网技术的什么位置?是顶层的一种新软件和架构。

我们在前面的TCP/IP介绍中提到,区块链与浏览器、QQ、微信、网络游戏软件、手机APP等一样,是互联网顶层-应用层的一种软件形式。它的运行依然要靠TCP/IP的架构体系传输数据。只是与大部分应用层软件不同,没有采用C/S(B/S)的中心软件架构。而是采用了不常见的对等网络架构,从这一点说,区块链并不能颠覆互联网基础结构。

2、区块链想要颠覆谁?想颠覆万维网的B/S(C/S)结构。

它试图要颠覆其实是89年年诞生的万维网B/S,C/S结构。前面说过。由于89年年欧洲物理学家蒂姆· 伯纳斯· 李发明万维网并放弃申请专利。此后近30年中,包括谷歌,亚马逊,facebook,阿里巴巴,网络,腾讯等公司利用万维网B/S(C/S)结构,成长为互联网的巨头。

在他们的总部,建立了功能强大的中心服务器集群,存放海量数据,上亿用户从巨头服务器中获取自己需要的数据,这样也导致后来云计算的出现,而后互联网巨头把自己没有用完的中心服务器资源开放出来,进一步吸取企业,政府,个人的数据。中心化的互联网巨头对世界,国家,互联网用户影响力越来越大。

区块链的目标是通过把数据分散到每个互联网用户的计算机上,试图降低互联网巨头的影响力,由此可见区块链真正的对手和想要颠覆的是1990年诞生的B/S(C/S)结构。但能不能颠覆掉,就要看它的技术优势和瓶颈。

3、区块链的技术缺陷:追求彻底平等自由带来的困境

区块链的技术缺陷首先来自与它的对等网络架构上,举个例子,目前淘宝是B/S结构,海量的数据存放在淘宝服务器集群机房里,几亿消费者通过浏览器到淘宝服务器网站获取最新信息和历史信息。

如果用区块链技术,就是让几亿人的个人电脑或手机上都保留一份完整的淘宝数据库,每发生一笔交易,就同步给其他几亿用户。这在现实中是完全无法实现的。传输和存储的数据量太大。相当于同时建立几亿个淘宝网站运行。

因此区块链无法应用在数据量大的项目上,甚至小一点的网站项目用区块链也会吃力。到2018年,比特币运行了近10年,积累的交易数据已经让整个系统面临崩溃。

于是区块链采用了很多变通方式,如建立中继节点和闪电节点,这两个概念同样会让人一头雾水,通俗的说,就是区块链会向它要颠覆的对象B/S结构进行了学习,建立数据服务器中心成为区块链的中继节点,也用类浏览器的终端访问,这就是区块链的闪电节点。

这种变动能够缓解区块链的技术缺陷,但确让区块链变成它反对的样子,中心化。由此可见,单纯的区块链技术由于技术特征有重大缺陷,无法像万维网一样应用广泛,如果技术升级,部分采用B/S(C/S)结构,又会使得区块链有了中心化的信息节点,不在保持它诞生时的梦想。

4、从互联网大脑模型看区块链的未来前景

我们知道互联网一般是指将世界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络,在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网,即是互相连接一起的网络结构。

从1969年互联网诞生以来,人类从不同的方向在互联网领域进行创新,并没有统一的规划将互联网建造成什么结构,当时间的车轮到达2017年,随着人工智能,物联网,大数据,云计算,机器人,虚拟现实,工业互联网等科学技术的蓬勃发展,当人类抬起头来观看自己的创造的巨系统,互联网大脑的模型和架构已经越来越清晰。

通过近20年的发展依托万维网的B/S,C/S结构,腾讯QQ,微信,Facebook,微博、twitter亚马逊已经发展出类神经元网络的结构。互联网设备特别是个人计算机,手机在通过设备上的软件在巨头的中心服务器上映射出个人数据和功能空间,相互加好友交流,传递信息。互联网巨头通过中心服务器集群的软件升级,不断优化数亿台终端的软件版本。在神经学的体系中,这是一种标准的中枢神经结构。

区块链的诞生提供了另外一种神经元模式,不在巨头的集中服务中统一管理神经元,而是每台终端,包括个人计算机和个人手机成为独立的神经元节点,保留独立的数据空间,相互信息进行同步,在神经学的体系中,这是一种没有中心,多神经节点的分布式神经结构。

有趣的是,神经系统的发育出现过这两种不同类型的神经结构。在低等生物中,出现过类区块链的神经结构,有多个功能相同的神经节,都可以指挥身体活动和反应,但随着生物的进化,这些神经节逐步合并,当进化成为高等生物时,中枢神经出现了,中枢神经中包含大量神经元进行交互。

四、关于区块链在互联网未来地位的判断

1、对比特币的认知:一个基于对等网络架构(P2P)的猜数小游戏,通过高明的金融和舆论运作,成为不受政府监管的”世界性货币”。

2、对区块链的认知:一个利用哈希算法产生”通证(代币)”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用。

3、区块链有特定的用途,如大规模选举投票,大规模赌博,规避政府金融监管的金融交易等等领域,还是有不可替代的用处。

4、在更多时候,区块链技术会依附于互联网的B/S,C/S结构,实现功能的扩展,但总体依然属于互联网已有技术的补充。对于区块链目前设想的绝大部分应用场景,都是可以用B/S,C/S结构实现,效率可以更高和技术也可以更为成熟。

5、无论是从信息传递效率和资源消耗,还是从神经系统进化看,区块链无法成为互联网的主流架构,更不能成为未来互联网的颠覆者和革命者。

6、当然B/S,C/S结构发展出来的互联网巨头也有其问题,但这些将来可以通过商业的方式,政治的方式逐渐解决。

D. 区块链技术可以连接多少个

491个。区块链技术可以连接491个。全国491个城市的公积金管理借助区块链技术,相当于实现了491个节点的点对点连接。“任何城市的公积金、任何公积金所管辖的个人,都可以异地进行相关业务操作。”

E. 大区块链中节点有哪些类型,区块链节点什么意思

区块链的链分类

前两天有朋友微信上问了许多关于区块链的一些问题,其中一个问题就是区块链的这个链怎么去分类。区块链目前可以分为四类:公链,私链,联盟链以及侧链。北京木奇移动技术有限公司,专业的区块链外包开发公司,欢迎洽谈合作。下面带大家了解区块链这几个链各自的特点以及如何应用,希望对大家有所帮助。

1.公链——人人可参与

公链是指任何人都可读取的、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链。

公链采取了采取工作量证明机制(POW)、权益证明机制(POS)、股份授权证明机制(DPOS)等方式,并将经济奖励和加密数字验证结合了起来,并建立一个原则就是每个人从中可获得的经济奖励与工作量成正比。这些区块链通常被认为是完全去中心化的。

特性:

1.开源,由于整个系统的运作规则公开透明,这个系统是开源系统;2.保护用户免受开发者的影响,在公有链中程序开发者无权干涉用户,所以区块链可以保护使用他们开发的程序的用户;3.访问门槛低,任何拥有足够技术能力的人都可以访问,也就是说,只要有一台能够联网的计算机就能够满足访问的条件;4.所有数据默认公开,尽管所有关联的参与者都隐藏自己的真实身份,这种现象十分的普遍。他们通过他们的公共性来产生自己的安全性,在这里每个参与者可以看到所有的账户余额和其所有的交易活动。

案例:公有链中有许多我们熟悉的身影:BTC,ETH,EOS,AE,ADA等

2.私链——权利掌握在少数人手里

私链是指其写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据库管理、审计、甚至一个公司,尽管在有些情况下希望它能有公共的可审计性,但在很多的情形下,公共的可读性并非是必须的。

特性:

1.交易速度快,一个私链的交易速度可以比任何其他的区块链都快,甚至接近了并不是一个区块链的常规数据库的速度。这是因为就算少量的节点也都具有很高的信任度,并不需要每个节点来验证一个交易。2.隐私性好,给隐私更好的保障私有链使得在那个区块链上的数据隐私政策像在另一个数据库中似的完全一致;不用处理访问权限和使用所有的老办法,但至少说,这个数据不会公开地被拥有网络连接的任何人获得。3.交易成本低交易成本大幅降低甚至为零私有链上可以进行完全免费或者至少说是非常廉价的交易。如果一个实体机构控制和处理所有的交易,那么他们就不再需要为工作而收取费用。

案例:Linux基金会、R3CEVCorda平台以及GemHealth网络的超级账本项目(Hyperledgerproject)或在开发或在使用私链。

3.联盟链——部分去中心化

联盟链开放程度和去中心化程度是有所限制的。其参与者是被提前筛选出来或者直接指定的,数据库的读取权限可能是公开的,也可能像写入权限一样只限于系统的参与者。

特性:

1.交易成本低,交易只需被几个受信的高算力节点验证就可以了,而无需全网确认;2.节点容易连接,若是出了问题,联盟链可以迅速通过人工干预来修复,并允许使用共识算法减少区块时间,从而更快完成交易;3.灵活,如果需要的话,运行私有区块链的共同体或公司可以很容易地修改该区块链的规则,还原交易,修改余额等。

案例:瑞波用于日韩国际汇款及日本本国银行间汇款建立了联盟链,同时之前火过一阵子的迅雷链克也是一种半开放的联盟链。

4.侧链——拓展协议

侧链”从严格上来说,其本身并不是区块链,可以理解为区块链的一种扩展协议。早期“侧链”是为了解决比特币区块链技术的限制问题。侧链就像是一条条通路,将不同的区块链互相连接在一起,以实现区块链的扩展。侧链完全独立于比特币区块链,但是这两个账本之间能够“互相操作”,实现交互。

特性:

1.独立性,侧链架构的好处是代码和数据独立,不增加主链的负担,避免数据过度膨胀。侧链有独立的区块链,有独立的受托人或者说见证人,同时也有独立的节点网络,就是说一个侧链产生的区块只会在所有安装了该侧链的节点之间进行广播。2.灵活性,侧链所有的区块链参数是可以定制的,简单的比如区块间隔、区块奖励、交易费的去向等,高级用户还可以修改共识算法。

案例:LSK,RDN,ARDR等币种是利用的侧链技术。

对于目前整个数字货币领域而言,今年可能仍然是底层公有链项目的竞争大赛,原因是目前公链作为区块链的基础设施还是存在明显的不足,尚且无法实现真正的安全、可靠和高效。这也明显制约着整个区块链产业的发展。

浅析FabricPeer节点

HyperledgerFabric,也称之为超级账本,是由IBM发起,后成为Linux基金会Hyperledger中的区块链项目之一。

Fabric是一个提供分布式账本解决方案的平台,底层的账本数据存储使用了区块链。区块链平台通常可以分为公有链、联盟链和私有链。公有链典型的代表是比特币这些公开的区块链网络,谁都可以加入到这个网络中。联盟链则有准入机制,无法随意加入到网络中,联盟链的典型例子就是Fabric。

Fabric不需要发币来激励参与方,也不需要挖矿来防止有人作恶,所以Fabric有着更好的性能。在Fabric网络中,也有着诸多不同类型的节点来组成网络。其中Peer节点承载着账本和智能合约,是整个区块链网络的基础。在这篇文章中,会详细分析Peer的结构及其运行方式。

在本文中,假设读者已经了解区块链、智能合约等概念。

本文基于Fabric1.4LTS。

区块链网络是一个分布式的网络,Fabric也是如此,由于Fabric是联盟链,需要准入机制,所以在网络结构上会复杂很多,下面是一个简化的Fabric网络:

各个元素的含义如下:

对于Fabric网络,外部的用户需要通过客户端应用,也就是图中的A1、A2或者A3来访问网络,客户端应用需要通过CA证书表明自己的身份,这样才能访问到Fabric网络中有权限访问的部分。

在上面的网络中,共有四个组织,R1、R2、R3和R4。其中R4是整个Fabric网络的创建者,网络是根据NC4配置的。

在Fabric网络中,不同的组织可以组成联盟,不同的联盟之间数据通过Channel来隔离。Channel中的数据只有该联盟中的组织才能访问,每一个新的Channel都可以认为是一条新的链。与其他的区块链网络中通常只有一条链不一样,Fabric可以通过Channel在网络中快速的搭建出一个新的区块链。

上面R1和R2组成了一个联盟,在C1上交易。R2同时又和R3组成了另外一个联盟,在C2上交易。R1和R2在C1上交易时,对R3是不可见的,R2和R3在C2上交易时,对R1是不可见的。Channel机制提供了很好的隐私保护能力。

Orderer节点是整个Fabric网络共有的,用来为所有的交易排序、打包。比如上面网络中O4节点。本文不会对Orderer节点进行详细说明,可以把这个功能理解为比特币网络中的挖矿过程。

Peer节点表示网络中的节点,通常一个Peer就表示一个组织,Peer是整个区块链网络的基础,是智能合约和账本的载体,Peer也是本文讨论的重点。

一个Peer节点可以承载多套账本和智能合约,比如P2节点,既维护了C1的账本和智能合约,也维护了C2的账本和智能合约。

为了可以更深入了解Peer节点的作用,先了解一下Fabric整体的交易流程。整体的交易流程图如下:

Peer节点按照功能来分可以分为背书节点和记账节点。

客户端会提交交易请求到背书节点,背书节点开始模拟执行交易,在模拟执行之后,背书节点并不会去更新账本数据,而是把这个交易进行加密和签名,然后返回给客户端。

客户端收到这个响应之后就会把响应提交到Orderer节点,Orderer节点会对这些交易进行排序,并打包成区块,然后分发到记账节点,记账节点就会对交易进行验证,验证结束之后,就会把交易记录到账本里面。

一笔交易是否能成功是根据背书策略来指定的,每一个智能合约都会指定一个背书策略。

Peer节点代表着联盟链中的各个组织,区块链网络也是由Peer节点来组成的,而且也是账本和智能合约的载体。

通过对上面交易过程的了解可以知道,Peer节点是主要的参与方。如果用户想要访问账本资源,都必须要和peer节点进行交互。在一个Peer节点中,可以同时维护多个账本,这些账本属于不同的Channel。每个Peer节点都会维护一套冗余账本,这样就避免了单点故障。

Peer节点根据在交易中的不同角色,可以分成背书节点(Endorser)和记账节点(Committer),背书节点会对交易进行模拟执行,记账节点才会真正将数据存储到账本中。

账本可以分成两个部分,一部分是区块链,另一部分是CurrentState,也被称之为WorldState。

区块链上只能追加,不能对过去的数据进行修改,链上也包含两部分信息,一部分是通道的配置信息,另一部分是不可修改,序列化的记录。每一个区块记录前一个区块的信息,然后连成链,如下图所示:

第一个区块被称之为genesisblock,其中不存储交易信息。每个区块可以被分为区块头、区块数据和区块元数据。区块头中存储着当前区块的区块号、当前区块的hash值和上一个区块的hash值,这样才能把所有的区块连接起来。区块数据中包含了交易数据。区块元数据中则包括了区块写入的时间、写入人及签名。

其中每一笔交易的结构如下,在Header中,包含了ChainCode的名称、版本信息。Signature就是交易发起用户的签名。Proposal中主要是一些参数。Response中是智能合约执行的结果。Endorsements中是背书结果返回的结果。

WorldState中维护了账本的当前状态,数据以Key-Value的形式存储,可以快速查询和修改,每一次对WorldState的修改都会被记录到区块链中。WorldState中的数据需要依赖外部的存储,通常使用LevelDB或者CouchDB。

区块链和WorldState组成了一个完整的账本,WorldState保证的业务数据的灵活变化,而区块链则保证了所有的修改是可追溯和不可篡改的。

在交易完成之后,数据已经写入账本,就需要将这些数据同步到其他的Peer,Fabric中使用的是Gossip协议。Gossip也是Channel隔离的,只会在Channel中的Peer中广播和同步账本数据。

智能合约需要安装到Peer节点上,智能合约是访问账本的唯一方式。智能合约可以通过Go、Java等变成语言进行编写。

智能合约编写完成之后,需要打包到ChainCode中,每个ChainCode中可以包含多个智能合约。ChainCode需要安装,ChainCode需要安装到Peer节点上。安装好了之后,ChainCode需要在Channel上实例化,实例化的时候需要指定背书策略。

智能合约在实例化之后就可以用来与账本进行交互了,流程图如下:

用户编写并部署实例化智能合约之后,就可以通过客户端应用程序来向智能合约提交请求,智能合约会对WorldState中数据进行get、put或者delete。其中get操作直接从WorldState中读取交易对象当前的状态信息,不会去区块链上写入信息,但put和delete操作除了修改WorldState,还会去区块链中写入一条交易信息,且交易信息不能修改。

区块链上的信息可以通过智能合约访问,也可以在客户端应用通过API直接访问。

Event是客户端应用和Fabric网络交互的一种方式,客户端应用可以订阅Event,当Event发生时,客户端应用就会接受到消息。

事件源可以两类,一类是智能合约发出的Event,另一类是账本变更触发的Event。用户可以从Event中获取到交易的信息,比如区块高度等信息。

在这篇文章中,首先介绍了Fabric整体的网络架构,通过对Fabric交易流程的分析,讨论了peer节点在交易中的作用,然后详细分析了peer节点所维护的账本和智能合约,并分析了peer节点维护账本以及peer节点执行智能合约的流程。

文/Rayjun

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区块链的分类

目前区块链分为三类,其中混合区块链和私有区块链可视为:广义私有链,公共区块链公共区块链。意味着世界上任何个人或团体都可以发送交易,交易可以由区块链有效确认,任何人都可以参与其共识过程。公共区块链是目前最早的区块链,也是使用最广泛的区块链。每个比特币系列的虚拟数字货币都以公共的区块链为基础,世界上只有一个区块链对应这种货币。

拓展资料

1.工业区块链行业blockchains:组内多个预选节点指定为记账员,每个区块的生成由所有预选节点共同决定(预选节点参与共识过程),其他接入节点可以参与交易,但不干扰核算过程(本质上,它是管理簿记,但它成为分布式簿记。多少预先选择的节点和如何确定每个块的簿记员成为区块链的主要风险点),其他任何人都可以通过区块链的开放API进行有限的查询。私人区块链Private区块链((privateblockchains)):只有区块链的总账技术用于记账。它可以是一个公司或个人独家书面许可的区块链。这个链与其他分布式存储方案没有太大的不同。目前(2015年12月),保守的巨头(传统金融)想要尝试私有的区块链,而公共链的应用,如比特币,已经产业化,私有链的应用产品还在探索中。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一种新的应用模式。区块链是比特币的一个重要概念。本质上,它是一个去中心化的数据库。

2.同时,作为比特币的底层技术,它是一系列与加密方法相关联的数据块。每个数据块包含一批比特币网络交易信息,验证其信息的有效性(防伪)并生成下一个区块。事实上,区块链这个词并没有出现在英文原版的比特币白皮书中,而是出现在区块链中。在最早的比特币白皮书中,区块链被翻译为区块链。这是汉语“区块链”最早出现的时间。国家互联网信息办公室于2019年1月10日发布《区块链信息服务管理条例》,自2019年2月15日起施行。从狭义上讲,区块链是一种按时间顺序组合数据块的链式数据结构,以及由密码学保证的防篡改和可伪造的分布式分类帐。广义上讲,区块链技术是一种新的分布式基础设施和计算方法,它使用区块链数据结构来验证和存储数据,使用分布式节点共识算法来生成和更新数据,使用密码学来确保数据传输和访问的安全性,采用由自动脚本代码组成的智能契约对数据进行编程和操作。

节点的类型有哪些?

比特币P2P网络中的各个节点相互对等,但是根据所提供的功能不同,各节点可能具有不同的分工,每个比特币节点都是钱包、矿工、完整区块链、网络路由节点的功能集合。

主流区块链技术有哪些

本文试图对区块链有关技术流派和主流平台进行一个概览,作为学习区块链技术体系的导览,意在抛砖引玉,促进区块链开发社区的讨论与共识。区块链技术的流派未战先谋局,你想投入区块链开发这个领域,至少先要搞清楚现在有哪些玩家,各自的主张和实力如何。划分区块链技术流派并无一定之规,据我所见,或可有以下四种方式:第一是按照节点准入规则,划分为公有链、私有链和联盟链。公有链的代表自然是比特币和以太坊,私有链则以R3Corda声名最盛,联盟链的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有链注重匿名性与去中心化,而私有链及联盟链注重高效率,而且还往往设置了准入门槛。公有链、私有链与联盟链之间的这些不同都在技术中有所体现,比如私有链和联盟链假设节点数目不大,可以采用PBFT算法来形成共识。而公有链假设有大量且不断动态变化的节点网络,用PBFT效率太低,只能采用类似抽彩票的算法来确定意见领袖。这就意味着,私有链与联盟链很难变成公有链,而用公有链来作联盟链或私有链虽然容易,却也并非即插即用。此种差异,学者不可不察。第二是按照共享目标,划分为共享账本和共享状态机两派。比特币是典型的共享账本,而Chain和BigchainDB也应属此类,这几个区块链系统在各个节点之间共享一本总账,因此对接金融应用比较方便。另一大类区块链系统中,各个节点所共享的是可完成图灵完备计算的状态机,如以太坊、Fabric,它们都通过执行智能合约而改变共享状态机状态,进而达成种种复杂功能。第三是按照梅兰妮·斯旺所描述的代际演进,将区块链系统分为1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撑去中心化交易和支付系统,2.0通过智能合约支撑行业应用,3.0支撑去中心化的社会体系。比特币和Chain应属于区块链1.0系统,而以太坊和Fabric是区块链2.0系统,目前尚无成功的区块链3.0系统出现,不成功的尝试倒是有那么一个,就是著名的TheDAO。第四是按照核心数据结构,分为区块链和分布式总账两派。区块链这一派在系统中真的实现了一个区块的链作为核心数据结构,而分布式总账这一派,只是吸取了区块链的精神,并没有真用一条区块链作为核心数据结构,或者虽然暂时用了,但声明说吾项庄舞区块链,意在分布式总账耳,若假以时日,因缘际会,未尝不可取而代之也。主流区块链技术平台了解流派划分,仍是只能用来指点江山,吹牛论道,要动手,总要有个切入点。区块链货币据说已经有上千个了,但值得关注的技术平台大概只有数十个,而如果要进入区块链开发领域,打下一个好基础,练出一身好功夫,捞到几个好offer,则值得深入研究学习的平台,屈指可数。首先当然是比特币。比特币作为区块链的第一个也是目前为止最成功、最重要的样板工程,已经上线运行了八年多,本身没有发生任何严重的安全和运维事故,其稳定与强悍堪称当代软件系统典范。比特币BitcoinCore是一个代码质量高、文档良好的开源软件,从学习区块链原理、掌握核心技术的角度来说,BitcoinCore是最佳切入点,能够学到原汁原味的区块链技术。当然,BitcoinCore是用C++写的,而且用了一些C++11和Boost库的机制,对学习者的C++水平提出了较高的要求。学习比特币平台开发还有一个优势,就是可以对接繁荣的比特币技术社区。目前围绕比特币进行改进和提升的人很多,人多力量就大,诸如隔离验证、闪电网络、侧链等比较新的想法和技术,都率先在比特币社区里落地。比如侧链技术的主要领导者Blockstream是由密码学货币元老AdamBack领衔的,而Blockstream是BitcoinCore最大的贡献者之一,所以一些有关侧链的技术在比特币社区里讨论最充分。但比特币作为一个典型的区块链1.0系统,是不是支撑其他类型区块链应用的最佳技术平台,存在很大的争议。另外,也不是所有人都有能力和必要精通区块链底层技术。所以对那些急于冲到区块链领域里做(quān)事(qián)的人来说,可能更直截了当的学习目标是以太坊和HyperledgerFabric。在以太坊上面用Solidity进行的智能合约开发是切入区块链开发最简单的方式,没有之一。以太坊的理想非常宏大,由于配备了强大的图灵完备的智能合约虚拟机,因此可以成为一切区块链项目的母平台,是驮住整个区块链世界的大乌龟。在以太坊上开发一个类似比特币的加密货币,是一个不折不扣的小目标。一般有经验的开发者在文档指导下,半天到一天即可入门。问题在于,入门以后又如何?靠写Solidity是否就可以包打天下?这是大大存疑的。我们也可以反过来说,如果以太坊+Solidity是区块链的终极解决方案,那么怎么还会出现那么多区块链技术门派呢?特别是,以太坊似乎并没有给现实世界中巨型的中心化组织们留下一条活路,这种彻底不妥协的革命态度有可能也成为以太坊推广的障碍。当前以太坊项目的开发进展并不顺利。一个比较突出的问题是项目过多,力量分散,导致项目质量参差不齐。但尽管如此,跟其他区块链2.0平台相比,以太坊提供的开发环境是最简单最完善的。初学区块链的人绝对有必要学习以太坊,从而对区块链和智能合约建立起一个最“正宗”的认识。主流区块链技术平台的第三支就是Fabric,它是Hyperledger的第一个也是最知名的孵化项目。Fabric最早来自IBM的OpenBlockchain项目,到2015年11月,IBM将当时已经开发完成的44,000行Go语言代码交给Linux基金会,并入Hyperledger项目之中。在2016年3月一次黑客马拉松中,Blockstream和DAH两家公司将各自的代码并入OpenBlockchain,随后改名为Fabric。到目前为止,Fabric与Intel提供的SawtoothLake并列为Hyperledger的一级孵化项目,但前者得到的关注远超后者。从技术角度来说,Fabric思路不错,重点是满足企业商用的需求,比如解决交易量问题。众所周知,比特币最大的短板是它每秒钟7个交易的上限,完全无法满足现实需要。而Fabric目标是实现每秒钟10万交易,这个量接近刚刚过去的双十一交易量瞬时峰值,完全可以满足正常条件下的行业级应用。Fabric用Go语言开发,也提供多种语言的API。特别值得一提的是,Fabric比较充分地运用了容器技术,比如其智能合约就运行在容器当中。这也是Go语言带给Fabric的一项福利,因为Go语言静态编译部署的特征很适合开发容器中的程序。Fabric还有一些特点,比如其membership服务可以设置节点准入审查,这是典型的联盟链特征。再比如其共识算法是可定制的。Fabric的短板是体系较为复杂,虽有文档,但缺少经验的开发者学习起来障碍比较大。然而由于其定位清楚,迎合了不少企业的心态,所以已经有多家机构在基于Fabric秘密研发行业内的联盟链项目。

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