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构成以太坊区块链最小

发布时间: 2025-01-29 23:00:36

比特币有多少区块链(比特币有多少个区块)

btc节点数量

据Bitnodes统计,比特币区块链上的“可达节点”目前为10208个。

在比特币节点数量排行中,美国所占数量最多,为2483个,达到24.32%。中国排名第五,数量为454个。

全球一共有多少条区块链公链?

全球的区块链公链有:

1、BTC:

与大多数货币不同,比特币不依靠特定货币机构发行,它依据特定算法,通过大量的计算产生,比特币经济使用整个p2p网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为,并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。

2、ETH:

Ethereum(以太坊)是一个用于分布式应用程序的全球性开源平台,是为了解决比特币网络所存在的问题应运而生的区块链系统,它为开发者提供在区块链上搭建和发布应用的平台。

以太坊可以用来编程、分散、担保和交易任何事物包括投票、域名、金融交易所,众筹、公司管理、合同和大部分的协议、知识产权,智能资产等。发行于2014年7月24日,众筹时首次发行总量大约在7200万枚ETH。

3、ICP:

DFINITY团队自2015年起就致力于区块链底层技术研究,致力于开发一种基于区块链的,安全、强大的下一代应用级区块链全球计算机。DFINITY正在构建一款全新的去中心化的公共云计算服务。

4、ADA:

Cardano以同行评审的学术研究为基础,体现了开放性和透明性精神。支持Cardano的所有研究和技术规范都是公开发布的,并且所有Cardano开发活动都向公众开放。它由一支全球专家团队设计,这些专家是各个领域的领导者,并由IOHK及其合作伙伴共同开发,IOHK负责开发技术,Cardano基金会负责监督开发和推广,而Emurgo则负责推动商业应用。

5、VET:

VET是VEN按照1VEN:100VET比例转换而来。Vechain平台是一个基于区块技术的全球账本型信息交互协作云平台。通过API与应用层对接,把现实世界中的人、事或物数字化,实现信息的互通互联。

比特币的运行机制及与区块链的联系

佚名

每一笔比特币交易,都会被区块链网络中的节点记录下来,以此增强交易公信力,保护交易双方利益。但如果所有节点都参与记录的话,容易因为网络延迟等因素造成账本信息不一致,也难以避免记账人会篡改交易信息。

因此比特币采用工作量证明(ProofofWork)共识机制,让所有节点通过解决工作量证明难题的方式参与竞争,竞争成功的节点拥有新区块的记账权,并能够将记录的信息广播出去。其他节点接收后将根据此消息进行数据同步,确保账本一致。这种竞争记账权的过程,叫做挖矿,参与挖矿的节点,叫做矿工。矿工挖矿成功后可以获得区块奖励,即一定数额的比特币,还可以收取该区块上的交易手续费。在利益的驱使下,节点会积极参与挖矿并维护交易记录的真实有效。

比特币的发行只有一种方式,即区块奖励,也就是说比特币是通过挖矿产生的。不过,比特币并不能通过挖矿无限产生,其算法规定了每产生210100个区块(约四年),比特币的区块链奖励就要减半一次。由于比特币的发行总量恒定为2100万个,预计会在2140年挖完。这个规定确保了比特币不会由于人为增发而发生严重的通货膨胀,可以保护比特币的价值。

比特币的运行以区块链技术为依托,比特币与区块链有着密不可分的关系。比特币是一种资产,而区块链就是为这种资产设定好运行规则的底层技术,从而保证每一笔交易顺利进行。这就好比视频文件与播放器之间的关系,视频的播放必须要通过播放器的底层技术处理才能实现。区块链技术的诞生源于比特币概念的提出,可以说区块链技术是比特币催化下的产物。目前,区块链技术不止运用于比特币等加密货币,在各个领域都有广泛的应用,但比特币仍旧是区块链技术上最早、最成功的应用。

❷ 什么是区块链最重要的特征

区块链的特征是什么?

区块链的特征

区块链的四大特征之一:不可篡改

区块链最容易被理解的特性是不可篡改的特性。

不可篡改是基于“区块+链”(block+chain)的独特账本而形成的:存有交易的区块按照时间顺序持续加到链的尾部。要修改一个区块中的数据,就需要重新生成它之后的所有区块。

共识机制的重要作用之一是使得修改大量区块的成本极高,从而几乎是不可能的。以采用工作量证明的区块链网络(比如比特币、以太坊)为例,只有拥有51%的算力才可能重新生成所有区块以篡改数据。但是,破坏数据并不符合拥有大算力的玩家的自身利益,这种实用设计增强了区块链上的数据可靠性。

通常,在区块链账本中的交易数据可以视为不能被“修改”,它只能通过被认可的新交易来“修正”。修正的过程会留下痕迹,这也是为什么说区块链是不可篡改的,篡改是指用作伪的手段改动或曲解。

在现在常用的文件和关系型数据中,除非采用特别的设计,否则系统本身是不记录修改痕迹的。区块链账本采用的是与文件、数据库不同的设计,它借鉴的是现实中的账本设计——留存记录痕迹。因此,我们不能不留痕迹地“修改”账本,而只能“修正”账本(见图2)。

图2:区块链账本“不能修改、只能修正”

区块链的数据存储被称为“账本”(leger,总账),这是非常符合其实质的名称。区块链账本的逻辑和传统的账本相似。比如,我可能因错漏转了一笔钱给你,这笔交易被区块链账本接受,记录在其中。修正错漏的方式不是直接修改账本,将它恢复到这个错误交易前的状态;而是进行一笔新的修正交易,你把这笔钱转回给我。当新交易被区块链账本接受,错漏就被修正,所有的修正过程都记录在账本之中,有迹可循。

将区块链投入使用的第一类设想正是利用它的不可篡改特性。农产品或商品溯源的应用是将它们的流通过程记录在区块链上,以确保数据记录不被篡改,从而提供追溯的证据。在供应链领域应用区块链的一种设想是,确保接触账本的人不能修改过往记录,从而保障记录的可靠性。

2018年3月,在网络零售集团京东发布的《区块链技术实践白皮书》中,京东认为,区块链技术(分布式账本)的三种应用场景是:跨主体协作,需要低成本信任,存在长周期交易链条。这三个应用场景所利用的都是区块链的不可篡改特性。多主体在一个不可篡改的账本上协作,降低了信任成本。区块链账本中存储的是状态,未被涉及的数据的状态不会发生变化,且越早前的数据越难被篡改,这使得它适用于长周期交易。

区块链的四大特征之二:表示价值所需要的唯一性

不管是可互换通证(ERC20),还是不可互换通证(ERC721),又或者是其他提议中的通证标准,以太坊的通证都展示了区块链的一个重要特征:表示价值所需要的唯一性。

在数字世界中,最基本单元是比特,比特的根本特性是可复制。但是价值不能被复制,价值必须是唯一的。之前我们已经讨论过,这正是矛盾所在:在数字世界中,我们很难让一个文件是唯一的,至少很难普遍地做到这一点。这是现在我们需要中心化的账本来记录价值的原因。

在数字世界中,我们没法像拥有现金一样,手上拿着钞票。在数字世界中,我们需要银行等信用中介,我们的钱是由银行账本帮忙记录的。

比特币系统带来的区块链技术可以说第一次把“唯一性”普遍地带入了数字世界,而以太坊的通证将数字世界中的价值表示功能普及开来。

2018年年初,中国的两位科技互联网企业领袖不约而同地强调了区块链带来的“唯一性”。腾讯主要创始人、CEO马化腾说:“区块链确实是一项具有创新性的技术,用数字化表达唯一性,区块链可以模拟现实中的实物唯一性。”

网络创始人、CEO李彦宏说:“区块链到来之后,可以真正使虚拟物品变得唯一,这样的互联网跟以前的互联网会是非常不一样的。”

对于通证经济的探讨和展望正是基于,在数字世界中,在网络基础层次上区块链提供了去中心化的价值表示和价值转移的方式。在以以太坊为代表的区块链2.0时代,出现了更通用的价值代表物——通证,从区块链1.0的数字现金时期进入到数字资产时期。

区块链的四大特征之三:智能合约

从比特币到以太坊,区块链最大的变化是“智能合约”(见图3)。比特币系统是专为一种数字货币而设计的,它的?UTXO?和脚本也可以处理一些复杂的交易,但有很大的局限性。而维塔利克创建了以太坊区块链,他的核心目标都是围绕智能合约展开的:一个图灵完备的脚本语言、一个运行智能合约的虚拟机(EVM),以及后续发展出来的一系列标准化的用于不同类型通证的智能合约等。

图3:区块链2.0的关键改进是“智能合约”

智能合约的出现使得基于区块链的两个人不只是可以进行简单的价值转移,而可以设定复杂的规则,由智能合约自动、自治地执行,这极大地扩展了区块链的应用可能性。

当前把焦点放在通证的创新性应用上的项目,在软件层面都是通过编写智能合约来实现的。利用智能合约,我们可以进行复杂的数字资产交易。

在讨论以太坊的发展过程时,在冷知识专栏“智能合约”“以太坊的智能合约”中,我们对智能合约进行了很多讨论,在此不再赘述。这里再借维塔利克的讨论,重复一下我们认同的智能合约的软件性质——它相当于一种特殊的服务端后台程序(daemon)。在以太坊白皮书中,维塔利克写道:

(合约)应被看成是存在于以太坊执行环境中的“自治代理”(autonomousagents),它拥有自己的以太坊账户,收到交易信息,它们就相当于被捅了一下,然后它就自动执行一段代码。

智能合约的执行流程如图4所示。区块链的第五、第六个定义如图5所示。

图4:智能合约的执行流程

图5:区块链的定义之五、之六

区块链的四大特征之四:去中心自组织

区块链的第四大特征是去中心自组织。到目前为止,主要区块链项目的自身组织和运作都与这个特征紧密相关。很多人对区块链项目的理想期待是,它们成为自治运转的一个社区或生态。

匿名的中本聪在完成比特币的开发和初期的迭代开发之后,就完全从互联网上消失了。但他创造的比特币系统持续地运转着:无论是比特币这个加密数字货币,比特币协议即它的发行与交易机制,比特币的分布式账本、去中心网络,还是比特币矿工和比特币开发,都去中心化、自组织地运转着。

我们可以合理地猜测,在比特币之后出现了众多修改参数分叉形成的竞争币、硬分叉形成的比特币现金(BCH),可能都符合中本聪的设想。他选择了“失控”,失控可视为自治的同义词。

到目前为止,以太坊项目仍在维塔利克的“领导”之下,但正如本章一开始讨论的,他是以领导一个开源组织的方式引领着这个项目,就像林纳斯领导开源的Linux操作系统和Linux基金会一样。

维塔利克可能是对去中心自组织思考得最多的人之一,他一直强调和采用基于区块链的治理方式。2016年以太坊的硬分叉是他提议的,但需要通过链上的社区投票,获得通过方可施行。在以太坊社区中,包括ERC20等在内的众多标准是社区开发者自发形成的。

在《去中心化应用》一书中,作者西拉杰·拉瓦尔(SirajRaval)还从另一个角度进行了区分,他的这个区分有助于我们更好地理解未来的应用与组织。他从两个维度看现有的互联网技术产品:一个维度是,在组织上是中心化的,还是去中心化的;另一个维度是,在逻辑上是中心化的,还是去中心化的。

他认为:“比特币在组织上去中心化,在逻辑上集中。”而电子邮件系统在组织上和逻辑上都是去中心化的(见图6)。

图6:比特币在组织上去中心化,在逻辑上集中

在设想未来的组织时,我们心中的理想原型常是比特币的组织:完全去中心化的自治组织。但在实践过程中,为了效率和能够推进,我们又会略微往中心化组织靠拢,最终找到一个合适的平衡点。

现在,在通过以太坊的智能合约创建和发放通证,并以社区或生态方式运行的区块链项目中,不少项目的理想状态是类似于比特币的组织,但实际情况是介于完全的去中心化组织和传统的公司之间。

在讨论区块链的第四个特征去中心自组织时,其实我们已经在从代码的世界往外走,涉及人的组织与协同了。现在,各种讨论和实际探索也揭示了区块链在技术之外的意义:它可能作为基础设施支持人类的生产组织和协同的变革。这正是区块链与互联网是完全同构的又一例证,互联网也不仅仅是一项技术,它改变了人们的组织和协同。

总的来说,以太坊把区块链带入了新的阶段。在讨论以太坊时,如果要总结两个关键词的话,那么这两个关键词分别是智能合约和通证;而如果只能说一个的话,我会选择“通证”。我会更愿意从互联网的历史中找寻它的意义,重复之前的类比:作为价值表示物的通证,它的角色类似于HTML。在有了HTML之后,建什么样的网站完全取决于我们的想象力。

区块链的四大特征

区块链的特点

区块链的四大特征之一:不可篡改。

区块链最容易理解的特点是它不能被篡改。

不可篡改是基于“块+链”的唯一账本:有交易的块按时间顺序不断添加到链的末端。要修改一个块中的数据,必须重新生成该块之后的所有块。

共识机制的一个重要作用是,大量修改区块的成本极高,几乎不可能。以有工作量证明(如比特币、以太坊)的区块链网络为例。只有51%的计算能力才能重新生成所有块篡改数据。但是,破坏数据并不符合拥有强大计算能力的玩家的自身利益。这种实用的设计提高了区块链数据的可靠性。

通常情况下,区块链账簿中的交易数据可以视为未被“修改”,只有被批准的新交易才能对其进行“修改”。修改的过程会留下痕迹,这就是区块链不能被篡改的原因。篡改是指通过伪造的手段改变或曲解。

什么是区块链?有什么特点?

区块链的特点:匿名性、可扩展性、开放性,不可撤销、不可篡改和加密安全性。

区块链是透明共享的总帐本,这帐本在全网公开,你拿到它的公钥,你就知道它帐里面到底是有多少钱,所以任何一次的价值转换,全世界有兴趣的人都能在旁边看着你,转换是由矿工来帮你确认的,所以它是一个互联网共识机制。这个帐本是没有办法篡改的,因为你的行为不是由你来记录,不是由你来说是还是不是,是由这个网络上其他的人来决定这是不是这么一回事。

区块链的特征包括什么

安全性高。区块链不受任何人和实体的控制,数据在多台计算机上完整的复制。攻击者没有一个单一的入口点,数据安全更有保障。数据不可篡改,一旦进入区块链,任何信息都是无法更改的,甚至管理员也无法修改此信息。无第三方并且可访问。区块链的去中心和帮助对点交易,无论是交易还是交换资金,都无需等三方批准。而且,网络中是有的节点都可以轻松访问信息。

区块链最大的特性是去中心化,去中心化意味着所有操作都部署在分布式账本上,而不再部署在中心化机构的服务器上。

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相结合的新型应用。

基本特征包含:去中心化,开放性,自治性,信息不可篡改,匿名性。

1.去中心化

由于区块链使用分布式存储,没有中心硬件和机构,任何节点的权利和责任都是平等的,系统中的数据由所有节点共同维护。

而传统互联网,比如脸书,腾讯,十数亿人的隐私数据由一家公司管理,一个中央服务器维护。

因此,传统互联网数据库,安全性和隐私性欠缺,时常发生黑客盗用,泄露事件。

2.开放性

区块链系统是开放的,公链代码是开源的。除了交易各方的私有信息进行加密,数据是对大众公开的。任何人都能对数据进行查询,系统数据高度透明。

3.自治性

自治性建立在规范和协议的基础之上。区块链技术采用基于协商一致的规范和协议(比如公开透明的算法)。

让系统里所有节点都能在去信任的环境中自由安全地交换数据。

将传统互联网对人的信任,改变成对数学,密码学,计算机等物理机器的信任,

任何人都无法干涉区块链协议信任。

4.数据不可篡改

信息一经所有节点验证并添加到区块链上,就会被永久记录下来。

除非同时控制系统里51%以上的节点,否则,单个节点上对数据库私自篡改是无效的,无法上链记录的。

因此,区块链数据的稳定性和安全性非常高。

反而,传统互联网,中心化机构的中央服务器后台可以随时篡改任何人的数据,封禁你的网址,网页,账户等等,毫无安全性可言。

5.匿名性

区块链节点之间的交换严格按照固定算法执行。

其信息交互是无需信任的,换言之,交易各方是无条件信任的。

传统的信任是人与人之间的信任,或者人对第三方中心化机构的信任。

而区块链技术解决的是人与人彼此之间,完全的信任问题。

❸ 上海银之梦科技—— BTC、ETH、LTC的最小单位是什么区块链科普文

区块链和比特币的兴起引领了全球的挖矿热潮,尽管看似复杂,普通人也能参与。首要问题是:BTC、ETH和LTC的最小单位各是什么?

首先,比特币的最小单位是聪(Satoshi),它是为了纪念匿名创造者中本聪而命名的,1聪等于0.00000001 BTC。聪不仅让比特币支持微交易,如小额支付,还提供精确的交易精度和普及性,使得小额持有和交易成为可能。

以太币(ETH)的最小单位是Wei,以太坊的1 ETH等于10^18 Wei,Wei在处理智能合约和微交易时极其精确。莱特币(LTC)也有其最小单位Litoshi,1 Litoshi相当于0.00000001 LTC,同样支持高精度交易。

这些微小的单位确保了这些加密货币在各种经济活动中的灵活性和精确度,无论是大额转账还是微支付。如果你对加密货币感兴趣,我们随时欢迎你的咨询。

❹ 区块链有哪些层次,区块链主要分为

区块链技术的三个层级是什么?

金窝窝网络科技分析区块链的项目分三个层级:

最上面最容易做的就是应用层,这样的项目我每天都能看到两三个,占了整个市场的95%以上。但这类公司往往会在白皮书里写很多技术性的东西,其实写了也白写,这纯粹就是为了凑页数,因为他根本不需要讲技术。

第二类是中间操作层面的,像是量子链、小蚁这样。这样的项目类似于操作程序,叫基础链,用来跑应用的。这类相对来说比较少,占比一下子降到了5%以下。

第三类是更往下延伸、更底层的,像是标准链、arcblock。这类就更少了,一个月能看到两三个就不错了。而且有些还不一定是真实的,因为实在没东西可写了,所有的领域都被别人占领了,所以就会有人往这方向编。

区块链的层级结构(什么是区块链的Layer0/1/2)

分层结构是区块链处理数据和运行的基础。

为了寻找到区块链的可扩展性方案,学术研究领域(通常论文中)所指的区块链被分为三层:Layer0、Layer1和Layer2。

通常,区块链系统主要分为:应用层、激励层、共识层、网络层和数据层,共六层,主要体现在初期的比特币系统上。随着智能合约的产生,在应用层和激励层之间加入了合约层,主要体现在以太坊系统中。

对于每一层的内容如上图所示,但在具体的不同系统中所使用的技术可能并不相同,比如共识层主要完成节点之间的共识,除了工作量证明机制(ProofofWork)还有权益证明机制(ProofofStake)和拜占庭容错机制(ByzantineFaultTolerance(BFT)等方式。

数据层、网络层、共识层三者构成了区块链层级的底层基础,也是区块链必不可少的三个元素,缺少任何一个都无法称之为真正的区块链技术。

区块链分层结构对应到OSI体系7层模型和TCP/IP4层模型下的对比如下图所示。

如果我们再聚焦TCP/IP的四层,特别是上面的「应用层」的话,我们会看到,有可能区块链是把原来只专注于信息传递的应用层,分出来一个专门用于价值转移的新层。因此,我们可以认为TCP/IP四层拆分成了五层,将区块链视为TCP/IP的一层:价值层。

一般认为比特币、以太坊、EOS是区块链1.0、2.0、3.0的代表,如果去看它们的分层也很有意思:

从比特币到以太坊,增加了合约层。从以太坊到EOS,因为采用DPOS,激励层实际上合并到了共识层。而EOS增加出来两层:①工具层,以让在其上更容易开发应用;②生态层,它自身的定位是一个开源软件,那么其他人可以用它的开源软件建立行业链、领域链。

徐忠、邹传伟写了一篇央行工作论文,从经济学的角度探讨区块链,试图给出一种Token范式。其中,实际上他们给出了一个分层模型,这回是内外分层:里层是共识,又分:Token、智能合约、共识算法;处在共识边界与区块链边界,是区块链内的其他信息;处在区块链边界之外,是互联网和实体世界。

一些系统为了提升性能,其实对它的分布式网络也进行了分层。也就是,不是所有的节点都是平等的。

比如,以下是EOS的分层。

为了让区块链变得有用,又有人从其他视角进行讨论。ENChain.Asia的朱峰在BAO白皮书中提出了「自组织商业体7层模型」,这个模型又被在《通证经济的模型与实践》(0.2)报告中引述,称之为「自商业七层模型」。

不过,要注意的是,这里的「激励层」,和我们通常说区块链的激励层,有相似之处,又不一样。之前我们讨论激励层,往往是在公链原生代币的角度讨论的,而这里的激励层,则是通证层面讨论的。

火币研究院在2018年12月的一份报告《区块链四层应用模型的构建与解析》中,给出了一个四层的应用模型,很有意思:

参考文献:

1.区块链十年:各种各样的层

2.区块链六大层级结构你知道多少?-知乎

3.区块链的六个分层级结构介绍-区块链-电子发烧友网

区块链技术框架有哪些?

当前主流的区块链架构包含六个层级:网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调,主要用途将在下一节中详述。

网络层:区块链网络本质是一个P2P(Peer-to-peer点对点)的网络,网络中的资源和服务分散在所有节点上,信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行,可以无需中间环节和服务器的介入。每一个节点既接收信息,也产生信息,节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息,当一个节点创造出新的区块后便以广播的形式通知其他节点,其他节点收到信息后对该区块进行验证,并在该区块的基础上去创建新的区块,从而达到全网共同维护一个底层账本的作用。所以网络层会涉及到P2P网络,传播机制,验证机制等的设计,显而易见,这些设计都能影响到区块信息的确认速度,网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向;

数据层:区块链的底层数据是一个区块+链表的数据结构,它包括数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中数据区块、链式结构都可作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改进方向。

共识层:它是让高度分散的节点对区块数据的有效性达到快速共识的基础,主要的共识机制有POW(ProofOfWork工作量证明机制),POS(ProofofStake权益证明机制),DPOS(DelegatedProofofStake委托权益证明机制)和PBFT(实用拜占庭容错)等,它们一直是区块链技术可扩展方案中的重头戏。

激励层:它是大家常说的挖矿机制,用来设计一定的经济激励模型,鼓励节点来参与区块链的安全验证工作,包括发行机制,分配机制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并无直接联系。

合约层:主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能合约等。第一代区块链严格讲这一层是缺失的,所以它们只能进行交易,而无法用于其他的领域或是进行其他的逻辑处理,合约层的出现,使得在其他领域使用区块链成为了现实,以太坊中这部分包括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这个层级的改进貌似给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系

应用层:它是区块链的展示层,包括各种应用场景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端,web端,或是是融合进现有的服务器,把当前的业务服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系。

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区块链技术架构中的三个层次是什么?

金窝窝分析区块链技术中的三个层次如下:

协议层

所谓的协议层,就是指代最底层的技术。这个层次通常是一个完整的区块链产品,类似于我们电脑的操作系统,它维护着网络节点,仅提供Api供调用。通常官方会提供简单的客户端(通称为钱包),这个客户端钱包功能也很简单,只能建立地址、验证签名、转账支付、查看余额等。

扩展层

这个层面类似于电脑的驱动程序,是为了让区块链产品更加实用。

应用层

这个层面类似于电脑中的各种软件程序,是普通人可以真正直接使用的产品,也可以理解为B/S架构的产品中的浏览器端(Browser)。这个层面的应用,目前几乎是空白。

❺ 以太坊中的计量单位及相互转换

首先我们来看一下以太币单位之间的转换,以太币的最小单位为wei,1个eth相当于10的18次方wei。通常,大家也使用Gwei作为展示单位。比较常用的就是eth,Gwei和wei。

为了使用和验证web3的操作命令,我们先进入geth的console控制台,在这里对具体的单位或进制转换进行详细的实例演示。

此转换方法为web3.toDecimal(hexString)。直接在控制台输入一下命令进行使用此函数进行转换。

通过此函数将十六进制的0x16转换为十进制的22。

转换函数:web3.fromDecimal(number)。

控制台命令及结果如下:

把给定数字或十六进制字符串转为 BigNumber 类型的实例。

此处转换需要注意的是BigNumber只会保留小数点后20位,超过20位的部分将会被截取掉。

上面表格中列出了以太币之间的单位进制,同样可以使用web3进行相应的转换,基本函数为web3.fromWei和web3.toWei(number, unit)。

具体实例如下:

其他的相关转换大家可自行尝试,下面列出相应的转换种类:

通过上面的函数,在交易的过程中我们就可以随意的单位进行发送交易,而不必使用最小单位wei。

通过查询余额的方法,我们也可以看出区块链中存储这些数据的单位为wei。

代币中的单位
在编写ERC-20的代币合约时我们可以指定代币的单位,比如:

这里就指定了代币单位精确到小数点后几位。比如精确到小数点后3位,那么1个代币存储时就是1000个最小单位的值。

❻ 区块链包含哪些链

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。

区块链三大公链是什么

公链,公有链的简称,指全世界任何人都可读取,任何人都可以发送交易且交易能获得有效确认任何人都能参与其中共识过程的区块链。

一.全球排名前三大公链

BTC、ETH、EOS(按市值)三个重量级的产品,分别代表区块链1.0、区块链2.0和区块链3.0三个阶段。

1.比特币BTC(区块链1.0)

比特币2009诞生以来作为一种新型的数字货币和全球支付网络而出现,BTC也是区块链最成功最成熟的应用,现在很多情景下BTC的名气要比区块链还要响亮得多。

2.以太坊ETH(区块链2.0)

通俗说,以太坊是开源平台数字货币和区块链平台,为开发者提供在区块链上搭建发布应用的平台。以太坊可以编程,分散,担保,交易任何事物,投票域名,金融交易所,众筹,公司管理合同与大部分的协议,知识产权,还有硬件集成的智能资产等。

3.柚子EOS(区块链3.0)

EOS在比特币和以太坊的基础上,以企业级区块链操作系统出现,比前者更易用更强大。EOS为所有的应用程序开发者提供了数据库账目权限设置,执行调度认证以及网络通信等诸多功能。

二.全球三大交易所公链:火币公链HuobiChain、币安链BinanceChain、OKEx链OKChain

1.全球第一大交易平台火币开发,HuobiChain是自主创新的面向金融领域的可监管区块链操作系统,基于区块链全球性资产数字化和金融市场的基础设施。同时基于对HT长期价值注入统一价值载体的考虑,HT将作为火币公链唯一的底层通证。

2.全球第二大交易平台币安开发,BinanceChain在应用方面起步早,目前主要DEX和资产链上流通。BinanceChain是一个数字资产创建与交换平台,BNB作为主链代币

3.全球第三大交易平台OKEx开发,OKChain更具可扩展性,高交易处理能力的交易与智能合约平台,OKChain基于Cosmos-SDK研发,共识使用DPOS。OKB是OKEx生态系统的底层通证。

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。

区块链都有哪些链?

一起了解下区块链有哪些链,走着。

1、公有链(PublicBlockchain)

对所有人开放,任何人都可以参与的区块链。

@比特币是代表。

公有链完全去中心化、不受任何机构控制,账本完全公开透明、任何人都可以参与到区块链的维护和数据读取。

2、联盟链(ConsortiumBlockchain)

参与区块链的节点是事先选择好的,对特定的组织或团体开放。

@R3CEV是联盟链的代表。

联盟链对特定的组织团体开放,是指参与区块链的节点是事先选择好的,节点间很可能有很好的网络连接。

特点:

(1)交易速度非常快;

可以做到很好的节点之间的连接,只需要极少的成本就能维持运转,它的交易速度是非常的快,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。

(2)交易成本大幅降低甚至为零;

当一个中心化的实体联盟来处理记账的时候,是不需要高昂的激励机制的,也能够促使节点们记账,因此手续费会降低很多,甚至是零。

(3)数据可以有一定的隐私;

联盟链中的数据读取权限是分级别的,对外和对内,以及内部各节点之间的权限也可以不一样。联盟链也意味着这个区块链的应用范围不会太广,它不太像比特币的网络传播效应。

3、私有链(PrivateBlockchain)

对单独的个人或实体开放,参与的节点只有自己,数据的访问和使用有严格的权限管理,一般用作内部审计使用。

@由于是一个控制中心说了算,里面的数据就无法保证无法更改的特性,对于第三方和公众也没有多大的保障,一般用作内部审计。

区块链知识点,点点滴滴。

什么是区块链?

区块链有两个含义:

1、区块链(Blockchain)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。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

2、区块链是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。

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。

区块链总共有哪些

1、公有区块链

世界上任何个体或者团体都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链,也是应用最广泛的区块链,各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链,世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。

2、联合(行业)区块链

由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定(预选节点参与共识过程),其他接入节点可以参与交易。

但不过问记账过程(本质上还是托管记账,只是变成分布式记账,预选节点的多少,如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点),其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

3、私有区块链

仅仅使用区块链的总账技术进行记账,可以是一个公司,也可以是个人,独享该区块链的写入权限,本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。传统金融都是想实验尝试私有区块链,而公链的应用例如bitcoin已经工业化。

(6)构成以太坊区块链最小扩展阅读:

跟传统的分布式存储有所不同,区块链的分布式存储的独特性主要体现在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。

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。

❼ 以太坊区块链大小多少(以太坊区块高度是多少)

以太坊公链区块高度

根据之前的消息,以太坊区块高度现在调整高度到4730660!以太坊是一个全新开放的区块链平台,它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。

就像比特币一样,以太坊不受任何人控制,也不归任何人所有——它是一个开放源代码项目,由全球范围内的很多人共同创建。和比特币协议有所不同的是,以太坊的设计十分灵活,极具适应性。在以太坊平台上创立新的应用十分简便,随着Homestead的发布,任何人都可以安全地使用该平台上的应用。

以太坊是可编程的区块链。它并不是给用户一系列预先设定好的操作,而是允许用户按照自己的意愿创建复杂的操作。这样一来,它就可以作为多种类型去中心化区块链应用的平台。

以太坊区块链大小

与比特币网络不同,以太坊不会明确地按内存限制每个区块的大小,而是通过区块GasLimit强制规定每个区块的大小。

以太坊的区块GasLimit设置有效的限制了一个区块中可以打包的交易量。GasLimit参数由以太坊矿工集体决定,即通过投票的方式来动态地增加或降低GasLimit数值。

最近的一次投票是2019年下半年,矿工们群体投票同意将以太坊的区块GasLimit由原来的800万Gas单位提高至1000万,使每个区块相比之前区块的大小增加了25%左右,这从理论上提高了以太坊网络的TPS。

什么是区块链扩容?

普通用户能够运行节点对于区块链的去中心化至关重要

想象一下凌晨两点多,你接到了一个紧急呼叫,来自世界另一端帮你运行矿池(质押池)的人。从大约14分钟前开始,你的池子和其他几个人从链中分离了出来,而网络仍然维持着79%的算力。根据你的节点,多数链的区块是无效的。这时出现了余额错误:区块似乎错误地将450万枚额外代币分配给了一个未知地址。

一小时后,你和其他两个同样遭遇意外的小矿池参与者、一些区块浏览器和交易所方在一个聊天室中,看见有人贴出了一条推特的链接,开头写着“宣布新的链上可持续协议开发基金”。

到了早上,相关讨论广泛散布在推特以及一个不审查内容的社区论坛上。但那时450万枚代币中的很大一部分已经在链上转换为其他资产,并且进行了数十亿美元的defi交易。79%的共识节点,以及所有主要的区块链浏览器和轻钱包的端点都遵循了这条新链。也许新的开发者基金将为某些开发提供资金,或者也许所有这些都被领先的矿池、交易所及其裙带所吞并。但是无论结果如何,该基金实际上都成为了既成事实,普通用户无法反抗。

或许还有这么一部主题电影。或许会由MolochDAO或其他组织进行资助。

这种情形会发生在你的区块链中吗?你所在区块链社区的精英,包括矿池、区块浏览器和托管节点,可能协调得很好,他们很可能都在同一个telegram频道和微信群中。如果他们真的想出于利益突然对协议规则进行修改,那么他们可能具备这种能力。以太坊区块链在十小时内完全解决了共识失败,如果是只有一个客户端实现的区块链,并且只需要将代码更改部署到几十个节点,那么可以更快地协调客户端代码的更改。能够抵御这种社会性协作攻击的唯一可靠方式是“被动防御”,而这种力量来自去一个中心化的群体:用户。

想象一下,如果用户运行区块链的验证节点(无论是直接验证还是其他间接技术),并自动拒绝违反协议规则的区块,即使超过90%的矿工或质押者支持这些区块,故事会如何发展。

如果每个用户都运行一个验证节点,那么攻击很快就会失败:有些矿池和交易所会进行分叉,并且在整个过程中看起来很愚蠢。但是即使只有一些用户运行验证节点,攻击者也无法大获全胜。相反,攻击会导致混乱,不同用户会看到不同的区块链版本。最坏情况下,随之而来的市场恐慌和可能持续的链分叉将大幅减少攻击者的利润。对如此旷日持久的冲突进行应对的想法本身就可以阻止大多数攻击。

Hasu关于这一点的看法:

“我们要明确一件事,我们之所以能够抵御恶意的协议更改,是因为拥有用户验证区块链的文化,而不是因为PoW或PoS。”

假设你的社区有37个节点运行者,以及80000名被动监听者,对签名和区块头进行检查,那么攻击者就获胜了。如果每个人都运行节点的话,攻击者就会失败。我们不清楚针对协同攻击的启动群体免疫的确切阈值是多少,但有一点是绝对清楚的:好的节点越多,恶意的节点就越少,而且我们所需的数量肯定不止于几百几千个。

那么全节点工作的上限是什么?

为了使得有尽可能多的用户能够运行全节点,我们会将注意力集中在普通消费级硬件上。即使能够轻松购买到专用硬件,这能够降低一些全节点的门槛,但事实上对可扩展性的提升并不如我们想象的那般。

全节点处理大量交易的能力主要受限于三个方面:

算力:在保证安全的前提下,我们能划分多少CPU来运行节点?

带宽:基于当前的网络连接,一个区块能包含多少字节?

存储:我们能要求用户使用多大的空间来进行存储?此外,其读取速度应该达到多少?(即,HDD足够吗?还是说我们需要SSD?)

许多使用“简单”技术对区块链进行大幅扩容的错误看法都源自于对这些数字过于乐观的估计。我们可以依次来讨论这三个因素:

算力

错误答案:100%的CPU应该用于区块验证

正确答案:约5-10%的CPU可以用于区块验证

限制之所以这么低的四个主要原因如下:

我们需要一个安全边界来覆盖DoS攻击的可能性(攻击者利用代码弱点制造的交易需要比常规交易更长的处理时间)

节点需要在离线之后能够与区块链同步。如果我掉线一分钟,那我应该要能够在几秒钟之内完成同步

运行节点不应该很快地耗尽电池,也不应该拖慢其他应用的运行速度

节点也有其他非区块生产的工作要进行,大多数是验证以及对p2p网络中输入的交易和请求做出响应

请注意,直到最近大多数针对“为什么只需要5-10%?”这一点的解释都侧重于另一个不同的问题:因为PoW出块时间不定,验证区块需要很长时间,会增加同时创建多个区块的风险。这个问题有很多修复方法,例如BitcoinNG,或使用PoS权益证明。但这些并没有解决其他四个问题,因此它们并没有如许多人所料在可扩展性方面获得巨大进展。

并行性也不是灵丹妙药。通常,即使是看似单线程区块链的客户端也已经并行化了:签名可以由一个线程验证,而执行由其他线程完成,并且有一个单独的线程在后台处理交易池逻辑。而且所有线程的使用率越接近100%,运行节点的能源消耗就越多,针对DoS的安全系数就越低。

带宽

错误答案:如果没2-3秒都产生10MB的区块,那么大多数用户的网络都大于10MB/秒,他们当然都能处理这些区块

正确答案:或许我们能在每12秒处理1-5MB的区块,但这依然很难

如今,我们经常听到关于互联网连接可以提供多少带宽的广为传播的统计数据:100Mbps甚至1Gbps的数字很常见。但是由于以下几个原因,宣称的带宽与预期实际带宽之间存在很大差异:

“Mbps”是指“每秒数百万bits”;一个bit是一个字节的1/8,因此我们需要将宣称的bit数除以8以获得字节数。

网络运营商,就像其他公司一样,经常编造谎言。

总是有多个应用使用同一个网络连接,所以节点无法独占整个带宽。

P2P网络不可避免地会引入开销:节点通常最终会多次下载和重新上传同一个块(更不用说交易在被打包进区块之前还要通过mempool进行广播)。

当Starkware在2019年进行一项实验时,他们在交易数据gas成本降低后首次发布了500kB的区块,一些节点实际上无法处理这种大小的区块。处理大区块的能力已经并将持续得到改善。但是无论我们做什么,我们仍然无法获取以MB/秒为单位的平均带宽,说服自己我们可以接受1秒的延迟,并且有能力处理那种大小的区块。

存储

错误答案:10TB

正确答案:512GB

正如大家可能猜到的,这里的主要论点与其他地方相同:理论与实践之间的差异。理论上,我们可以在亚马逊上购买8TB固态驱动(确实需要SSD或NVME;HDD对于区块链状态存储来说太慢了)。实际上,我用来写这篇博文的笔记本电脑有512GB,如果你让人们去购买硬件,许多人就会变得懒惰(或者他们无法负担800美元的8TBSSD)并使用中心化服务。即使可以将区块链装到某个存储设备上,大量活动也可以快速地耗尽磁盘并迫使你购入新磁盘。

一群区块链协议研究员对每个人的磁盘空间进行了调查。我知道样本量很小,但仍然...

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此外,存储大小决定了新节点能够上线并开始参与网络所需的时间。现有节点必须存储的任何数据都是新节点必须下载的数据。这个初始同步时间(和带宽)也是用户能够运行节点的主要障碍。在写这篇博文时,同步一个新的geth节点花了我大约15个小时。如果以太坊的使用量增加10倍,那么同步一个新的geth节点将至少需要一周时间,而且更有可能导致节点的互联网连接受到限制。这在攻击期间更为重要,当用户之前未运行节点时对攻击做出成功响应需要用户启用新节点。

交互效应

此外,这三类成本之间存在交互效应。由于数据库在内部使用树结构来存储和检索数据,因此从数据库中获取数据的成本随着数据库大小的对数而增加。事实上,因为顶级(或前几级)可以缓存在RAM中,所以磁盘访问成本与数据库大小成正比,是RAM中缓存数据大小的倍数。

不要从字面上理解这个图,不同的数据库以不同的方式工作,通常内存中的部分只是一个单独(但很大)的层(参见leveldb中使用的LSM树)。但基本原理是一样的。

例如,如果缓存为4GB,并且我们假设数据库的每一层比上一层大4倍,那么以太坊当前的~64GB状态将需要~2次访问。但是如果状态大小增加4倍到~256GB,那么这将增加到~3次访问。因此,gas上限增加4倍实际上可以转化为区块验证时间增加约6倍。这种影响可能会更大:硬盘在已满状态下比空闲时需要花更长时间来读写。

这对以太坊来说意味着什么?

现在在以太坊区块链中,运行一个节点对许多用户来说已经是一项挑战,尽管至少使用常规硬件仍然是可能的(我写这篇文章时刚刚在我的笔记本电脑上同步了一个节点!)。因此,我们即将遭遇瓶颈。核心开发者最关心的问题是存储大小。因此,目前在解决计算和数据瓶颈方面的巨大努力,甚至对共识算法的改变,都不太可能带来gaslimit的大幅提升。即使解决了以太坊最大的DoS弱点,也只能将gaslimit提高20%。

对于存储大小的问题,唯一解决方案是无状态和状态逾期。无状态使得节点群能够在不维护永久存储的情况下进行验证。状态逾期会使最近未访问过的状态失活,用户需要手动提供证明来更新。这两条路径已经研究了很长时间,并且已经开始了关于无状态的概念验证实现。这两项改进相结合可以大大缓解这些担忧,并为显著提升gaslimit开辟空间。但即使在实施无状态和状态逾期之后,gaslimit也可能只会安全地提升约3倍,直到其他限制开始发挥作用。

另一个可能的中期解决方案使使用ZK-SNARKs来验证交易。ZK-SNARKs能够保证普通用户无需个人存储状态或是验证区块,即使他们仍然需要下载区块中的所有数据来抵御数据不可用攻击。另外,即使攻击者不能强行提交无效区块,但是如果运行一个共识节点的难度过高,依然会有协调审查攻击的风险。因此,ZK-SNARKs不能无限地提升节点能力,但是仍然能够对其进行大幅提升(或许是1-2个数量级)。一些区块链在layer1上探索该形式,以太坊则通过layer2协议(也叫ZKrollups)来获益,例如zksync,Loopring和Starknet。

分片之后又会如何?

分片从根本上解决了上述限制,因为它将区块链上包含的数据与单个节点需要处理和存储的数据解耦了。节点验证区块不是通过亲自下载和执行,而是使用先进的数学和密码学技术来间接验证区块。

因此,分片区块链可以安全地拥有非分片区块链无法实现的非常高水平的吞吐量。这确实需要大量的密码学技术来有效替代朴素完整验证,以拒绝无效区块,但这是可以做到的:该理论已经具备了基础,并且基于草案规范的概念验证已经在进行中。

以太坊计划采用二次方分片(quadraticsharding),其中总可扩展性受到以下事实的限制:节点必须能够同时处理单个分片和信标链,而信标链必须为每个分片执行一些固定的管理工作。如果分片太大,节点就不能再处理单个分片,如果分片太多,节点就不能再处理信标链。这两个约束的乘积构成了上限。

可以想象,通过三次方分片甚至指数分片,我们可以走得更远。在这样的设计中,数据可用性采样肯定会变得更加复杂,但这是可以实现的。但以太坊并没有超越二次方,原因在于,从交易分片到交易分片的分片所获得的额外可扩展性收益实际上无法在其他风险程度可接受的前提下实现。

那么这些风险是什么呢?

最低用户数量

可以想象,只要有一个用户愿意参与,非分片区块链就可以运行。但分片区块链并非如此:单个节点无法处理整条链,因此需要足够的节点以共同处理区块链。如果每个节点可以处理50TPS,而链可以处理10000TPS,那么链至少需要200个节点才能存续。如果链在任何时候都少于200个节点,那可能会出现节点无法再保持同步,或者节点停止检测无效区块,或者还可能会发生许多其他坏事,具体取决于节点软件的设置。

在实践中,由于需要冗余(包括数据可用性采样),安全的最低数量比简单的“链TPS除以节点TPS”高几倍,对于上面的例子,我们将其设置位1000个节点。

如果分片区块链的容量增加10倍,则最低用户数也增加10倍。现在大家可能会问:为什么我们不从较低的容量开始,当用户很多时再增加,因为这是我们的实际需要,用户数量回落再降低容量?

这里有几个问题:

区块链本身无法可靠地检测到其上有多少唯一用户,因此需要某种治理来检测和设置分片数量。对容量限制的治理很容易成为分裂和冲突的根源。

如果许多用户突然同时意外掉线怎么办?

增加启动分叉所需的最低用户数量,使得防御恶意控制更加艰难。

最低用户数为1,000,这几乎可以说是没问题的。另一方面,最低用户数设为100万,这肯定是不行。即使最低用户数为10,000也可以说开始变得有风险。因此,似乎很难证明超过几百个分片的分片区块链是合理的。

历史可检索性

用户真正珍视的区块链重要属性是永久性。当公司破产或是维护该生态系统不再产生利益时,存储在服务器上的数字资产将在10年内不再存在。而以太坊上的NFT是永久的。

是的,到2372年人们仍能够下载并查阅你的加密猫。

但是一旦区块链的容量过高,存储所有这些数据就会变得更加困难,直到某时出现巨大风险,某些历史数据最终将……没人存储。

要量化这种风险很容易。以区块链的数据容量(MB/sec)为单位,乘以~30得到每年存储的数据量(TB)。当前的分片计划的数据容量约为1.3MB/秒,因此约为40TB/年。如果增加10倍,则为400TB/年。如果我们不仅希望可以访问数据,而且是以一种便捷的方式,我们还需要元数据(例如解压缩汇总交易),因此每年达到4PB,或十年后达到40PB。InternetArchive(互联网档案馆)使用50PB。所以这可以说是分片区块链的安全大小上限。

因此,看起来在这两个维度上,以太坊分片设计实际上已经非常接近合理的最大安全值。常数可以增加一点,但不能增加太多。

结语

尝试扩容区块链的方法有两种:基础的技术改进和简单地提升参数。首先,提升参数听起来很有吸引力:如果您是在餐纸上进行数学运算,这就很容易让自己相信消费级笔记本电脑每秒可以处理数千笔交易,不需要ZK-SNARK、rollups或分片。不幸的是,有很多微妙的理由可以解释为什么这种方法是有根本缺陷的。

运行区块链节点的计算机无法使用100%的CPU来验证区块链;他们需要很大的安全边际来抵抗意外的DoS攻击,他们需要备用容量来执行诸如在内存池中处理交易之类的任务,并且用户不希望在计算机上运行节点的时候无法同时用于任何其他应用。带宽也会受限:10MB/s的连接并不意味着每秒可以处理10MB的区块!也许每12秒才能处理1-5MB的块。存储也是一样,提高运行节点的硬件要求并且限制专门的节点运行者并不是解决方案。对于去中心化的区块链而言,普通用户能够运行节点并形成一种文化,即运行节点是一种普遍行为,这一点至关重要。

区块链网络拥堵怎么办

1

什么是网络拥堵

通常指的是一种网络故障现象:某办公局域网计算机使用一个带路由功能的ADSLModem+HUB共享上网。当同一时间上网人数较少的时候网络比较通畅,上网人数多了以后网络会时断时通,并且HUB的Collision指示灯会闪烁不停。

而在区块链的应用程序中,无论是数字货币、智能合约、去中心的交易系统等,它们的网络都是由一个个独立的节点组成的,发生在节点中的各种操作,比如转账交易、合约状态的变更等,都会以交易事务的数据形式广播到网络中,通过矿工打包到新的区块,作为主链的一部分而最终确认所有的这些操作。

当节点很多,使用量很多的时候,大量发生的交易就会来不及在正常期望的时间内被打包,因为它们都拥堵在网络中,这些等待的被确认的交易数据通常会维持在节点的内存池中。这个就是区块链的拥堵。

2

网络拥堵是怎么发生的

目前比特币区块大小为1M,每秒大约只能处理7个交易。随着交易量不断增长,比特币网络已经难以迅速地进行转账交易确认,区块链网络时常出现拥堵。

区块链网络上最高时有上万笔交易积压,某些转账交易手续费高达几十美元,网络拥堵时,交易甚至需要花费好几天才能被打包。

实际上对于每一类区块链应用来说,这个问题都是存在的,造成不断有用户抱怨交易延迟的问题,但也侧面证明了应用的广泛,以及用户体量的增加。

那么发生这些问题,我们应该怎么办呢?

3

网络拥堵怎么解决

解决的方法,无非有如下几种。

第一种扩容,提高处理能力。

第二种截流,限制区块链包的数量。

通过将上述两种方法进行综合。

悉尼大学研究者研发了一种新型的区块链系统,在100台机器中能够实现每秒44万笔交易的吞吐量,而Visa每秒的交易处理器是5.6万笔。相比之下,比特币每秒的交易限制在7笔,以太坊区块链则为20笔。

JadeChain公链系统上线后,将彻底解决JADE生态应用中的网络拥堵问题。

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