区块链将军问题
① 如何理解拜占庭将军问题
拜占庭将军问题(以下简称“共识问题”)的正式表述是:如何在一个不基于信任的分布式网络中就信息达成共识?这个表述听起来有些晦涩,但其本质并不复杂,下面的例子与共识问题虽然并不完全一致,但却有助于我们的理解[9]。 想象一下在遥远的拜占庭时代,有一个富饶的城邦,金银珠宝绫罗绸缎应有尽有,它的领主哆啦A梦独享着这一切奢华与荣耀。而在城邦的外围,四位拜占庭将军大雄、胖虎、小夫和静香都觊觎着哆啦A梦的财富,于是他们决定联手攻占哆啦A梦的城邦。根据双方的实力对比,必须有超过半数的将军同时发起进攻方能克敌制胜,因此获胜条件就是四人中至少三个人可以就进攻时间达成一致。那么四位将军的胜算有多少呢? 这个问题的答案就要取决于四个人的合作方式了,如果是集中式系统,有一个盟主,比如胖虎(相当于中央服务器),那么他们的胜利是毫无悬念的,因为就进攻时间达成一致非常简单,只要胖虎召集大雄、小夫和静香开个会讨论一下就可以了,即使大家意见有分歧胖虎也可以在最后予以定夺。下面让我们回到拜占庭将军问题的假设里,在不基于信任的分布式网络中,四位将军的胜算又如何呢? ? 首先由于四位将军之间缺乏信任,因此聚到小黑屋里开个密谋会的可能性被排除了(一旦在小黑屋里被胖虎绑架了怎么办?);其次由于没有盟主,四个人的意见都会被同等的看重。在这种情况下,四位将军只能通过信使在各自营地之间传递消息,来商定进攻时间了。比如大雄觉得早上6点是发动进攻的好时机,他就会派信使将自己的意见告诉胖虎、小夫和静香,与此同时,胖虎可能认为晚上9点发动突袭更好,小夫更喜欢下午3点出击,而静香希望是上午10点,他们三人也会在同一时间派出自己的信使。这样一来,在第一轮通信结束后,四位将军每个人都有了四个可供选择的进攻时间,他们各自要在下一轮通信中把自己选定的时间告知另外三人。由于四个人的决策都是独立做出的,因此最终的选择结果就有256种可能,而只有当三人以上都恰好选择了同一时间的时候,共识才被达成,而这样的结果才64种,也就是说达成共识的概率仅为1/4。这还只是四位将军的情况,如果将军的人数是10人,100人,1000人呢?我们稍加计算就可以发现随着人数的增加,达成共识的希望会变得越来越渺茫。 把上面例子中的将军换成计算机网络中的节点,把信使换成节点之间的通信,把进攻时间换成需要达成共识的信息,你就可以理解共识问题所描述的困境了。达成共识的能力对于一个支付系统来说重要性不言而喻,如果你给家里汇了一笔钱买车,第二天去银行核实的时候柜台告诉你“关于你汇了多少钱的问题,我们的系统里有三个版本的记录”,这样的银行你显然是不敢把钱存进去的。在比特币出现之前共识问题是很难被完美解决的,要保证达成共识就需要采用集中式系统(除非节点满足特定条件),要想去中心化共识就无法保证。那么区块链技术又是如何解决这一难题的呢?
② 区块链技术,是将颠覆未来还是昙花一现
一种特殊的数据库技术,它基于密码学中的椭圆曲线数字签名算法来实现去中心化的P2P系统设计。但区块链的作用不仅仅局限在比特币上。现在,人们在使用“区块链”这个词时,有的时候是指数据结构,有时是指数据库,有时则是指数据库技术,但无论是哪种含义,都和比特币没有必然的联系。
从数据的角度来看:区块链是一种分布式数据库,这里的“分布式”不仅体现为数据的分布式存储,也体现为数据的分布式记录(即由系统参与者来集体维护)。简单的说,区块链能实现全球数据信息的分布式记录(可以由系统参与者集体记录,而非由一个中心化的机构集中记录)与分布式存储(可以存储在所有参与记录数据的节点中,而非集中存储于中心化的机构节点中)。
从效果的角度来看:区块链可以生成一套记录时间先后的、不可篡改的、可信任的数据库,这套数据库是去中心化存储且数据安全能够得到有效保证的。
区块链技术的工作原理
如今的区块链技术概括起来是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。其实,区块链技术并不是一种单一的、全新的技术,而是多种现有技术(如加密算法、P2P文件传输等)整合的结果,这些技术与数据库巧妙地组合在一起,形成了一种新的数据记录、传递、存储与呈现的方式。简单的说,区块链技术就是一种大家共同参与记录信息、存储信息的技术。过去,人们将数据记录、存储的工作交给中心化的机构来完成,而区块链技术则让系统中的每一个人都可以参与数据的记录、存储。区块链技术在没有中央控制点的分布式对等网络下,使用分布式集体运作的方法,构建了一个P2P的自组织网络。通过复杂的校验机制,区块链数据库能够保持完整性、连续性和一致性,即使部分参与人作假也无法改变区块链的完整性,更无法篡改区块链中的数据。
区块链技术原理的来源可归纳为一个数学问题:拜占庭将军问题。拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来,其内涵可概括为:在互联网大背景下,当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时,人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来,其内涵可概括为:在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下,分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术解决了闻名已久的拜占庭将军问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法。
区块链技术应用
区块链技术让三个领域交叉重叠:
1,货币:发行机制,分配机制,调节机制
2,合约:股权,互助保险 ,权利登记和转让,智能合约等
3,治理:身份认证,健康管理,公证,司法仲裁,去中心化自治组织,投票等
区块链犹如一台“创造信任的机器”,布比区块链要做的是一项新的技术和产品——实现真正的价值流通,使得互联网到达一个新的高度。
谈及区块链技术,便不得不提比特币。很多人都知道,电子货币比特币并不依靠特定的货币机构发行,而是通过特定算法的大量计算产生。事实上,真正支持比特币的核心便是区块链技术。
看不见、摸不着的比特币如何通过区块链技术运作?业界流传的解读是:可以把区块链看成是通过“去中心化”“去信任”的方式,集体维护可靠数据库的技术方案。通俗来说,该技术可被理解为全体参与记账的技术,过去人们使用一台台中心化的服务器记账,而在区块链技术系统中,每个人都可以参与记账,并共同认定记录的真伪。
“通过这项技术,即使没有中立的第三方机构,互不信任的双方也能实现合作。简而言之,区块链类似一台‘创造信任的机器’。“区块链技术在大数据时代有着广泛的应用。”目前除了互联网金融领域,区块链技术已在多个领域展开应用,并展现出了大好前景。
另外,区块链技术在法律方面也具有重要意义。尤其在涉及资产领域,无论是房产、汽车等实物资产,还是健康、名誉等无形资产,都能利用该技术完成登记、交易、追踪。可以这样说,任何缺乏信任的生产生活领域,区块链技术都将有用武之地。”
区块链技术 概念股
建议关注具备区块链技术和应用的IT 厂商。我们认为区块链更像是一种机制或技术方案,未来能把这种机制结合到不同场景推广应用的厂商有望获得颠覆式的成功,区块链技术可保证数据结构不被篡改和伪造,在金融支付领域应用前景广阔。布比区块链已围绕数字货币成立专门工作团队,很早就关注数字货币的发展趋势,围绕数字货币的行业发展需求,已成立专门团队开展相关工作,包括区块链技术的研究。
③ 区块链企业服务主要解决的问题是什么
人人链区块链服务,让用户在弹性、开放的云端上能够快速构建自己的 IT基础设施和区块链服务。使用 BaaS 可以极大降低您实现区块链底层技术的成本,简化区块链构建和运维工作,同时面对各行业领域场景,满足用户个性化需求,一站式快速交付定制 BaaS。
④ 区块链共识机制,拜占庭将军问题是什么
POW完全依靠用经济激励的方式来大量增加记账参与者, 从而稀释作恶节点的比例, 或者说大幅增加作恶的成本, 做假账者需要控制或者贿赂更多的节点。这是一种简单粗暴的共识机制, 在算法上没有优化过,但是又非常可行, 现在体量最大的两条区块链, 比特币和以太坊都是用POW挖矿的方式。
POW虽然不是最优,但是现在最最切实可行的共识算法。例如比特币、莱特币、DECENT都是采用的POW证明机制。
⑤ 区块链技术中的几个要素是什么
金窝窝网络分析要素如下几点:
1-包含一个分布式数据库
2-分布式数据库是区块链的物理载体,区块链是交易的逻辑载体,所有核心节点都应包含该条区块链数据的全副本
3-区块链按时间序列化区块,且区块链是整个网络交易数据的唯一主体
4-区块链只对添加有效,对其他操作无效
5-基于非对称加密的公私钥验证
6-记账节点要求拜占庭将军问题可解/避免
7-共识过程(consensus progress)是演化稳定的,即面对一定量的不同节点的矛盾数据不会崩溃。
8-共识过程能够解决double-spending问题
⑥ 公证区块链是什么
区块链技术原理的来源可归纳为一个数学问题:拜占庭将军问题。拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来,其内涵可概括为:在互联网大背景下,当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时,人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来,其内涵可概括为:在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下,分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术解决了闻名已久的拜占庭将军问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法。
⑦ 区块链是什么意思
区块链(Blockchain)严格的定义是指通过基于密码学技术设计的共识机制方式,在对等网络中多个节点共同维护一个持续增长,由时间戳和有序记录数据块所构建的链式列表账本的分布式数据库技术。该技术方案让参与系统中的任意多个节点,把一段时间系统内全部信息交流的数据,通过密码学算法计算和记录到一个数据块(block),并且生成该数据块的指纹用于链接(chain)下个数据块和校验,系统所有参与节点来共同认定记录是否为真。
区块链是一种类似于NoSQL(非关系型数据库)这样的技术解决方案统称,并不是某种特定技术,能够通过很多编程语言和架构来实现区块链技术。并且实现区块链的方式种类也有很多,目前常见的包括POW(Proof of Work,工作量证明),POS(Proof of Stake,权益证明),DPOS(Delegate Proof of Stake,股份授权证明机制)等。
区块链的概念首次在论文《比特币:一种点对点的电子现金系统(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)》中提出,作者为自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的个人(或团体)。因此可以把比特币看成区块链的首个在金融支付领域中的应用。
【通俗解释】
无论多大的系统或者多小的网站,一般在它背后都有数据库。那么这个数据库由谁来维护?在一般情况下,谁负责运营这个网络或者系统,那么就由谁来进行维护。如果是微信数据库肯定是腾讯团队维护,淘宝的数据库就是阿里的团队在维护。大家一定认为这种方式是天经地义的,但是区块链技术却不是这样。
如果我们把数据库想象成是一个账本:比如支付宝就是很典型的账本,任何数据的改变就是记账型的。数据库的维护我们可以认为是很简单的记账方式。在区块链的世界也是这样,区块链系统中的每一个人都有机会参与记账。系统会在一段时间内,可能选择十秒钟内,也可能十分钟,选出这段时间记账最快最好的人,由这个人来记账,他会把这段时间数据库的变化和账本的变化记在一个区块(block)中,我们可以把这个区块想象成一页纸上,系统在确认记录正确后,会把过去账本的数据指纹链接(chain)这张纸上,然后把这张纸发给整个系统里面其他的所有人。然后周而复始,系统会寻找下一个记账又快又好的人,而系统中的其他所有人都会获得整个账本的副本。这也就意味着这个系统每一个人都有一模一样的账本,这种技术,我们就称之为区块链技术(Blockchain),也称为分布式账本技术。
由于每个人(计算机)都有一模一样的账本,并且每个人(计算机)都有着完全相等的权利,因此不会由于单个人(计算机)失去联系或宕机,而导致整个系统崩溃。既然有一模一样的账本,就意味着所有的数据都是公开透明的,每一个人可以看到每一个账户上到底有什么数字变化。它非常有趣的特性就是,其中的数据无法篡改。因为系统会自动比较,会认为相同数量最多的账本是真的账本,少部分和别人数量不一样的账本是虚假的账本。在这种情况下,任何人篡改自己的账本是没有任何意义的,因为除非你能够篡改整个系统里面大部分节点。如果整个系统节点只有五个、十个节点也许还容易做到,但是如果有上万个甚至上十万个,并且还分布在互联网上的任何角落,除非某个人能控制世界上大多数的电脑,否则不太可能篡改这样大型的区块链。
【要素】
结合区块链的定义,我们认为必须具有如下四点要素才能被称为公开区块链技术,如果只具有前3点要素,我们将认为其为私有区块链技术(私有链)。
1、点对点的对等网络(权力对等、物理点对点连接)
2、可验证的数据结构(可验证的PKC体系,不可篡改数据库)
3、分布式的共识机制(解决拜占庭将军问题,解决双重支付)
4、纳什均衡的博弈设计(合作是演化稳定的策略)
【特性】
结合定义区块链的定义,区块链会现实出四个主要的特性:去中心化(Decentralized)、去信任(Trustless)、集体维护(Collectively maintain)、可靠数据库(Reliable Database)。并且由四个特性会引申出另外2个特性:开源(Open Source)、隐私保护(Anonymity)。如果一个系统不具备这些特征,将不能视其为基于区块链技术的应用。
去中心化(Decentralized):整个网络没有中心化的硬件或者管理机构,任意节点之间的权利和义务都是均等的,且任一节点的损坏或者失去都会不影响整个系统的运作。因此也可以认为区块链系统具有极好的健壮性。
去信任(Trustless):参与整个系统中的每个节点之间进行数据交换是无需互相信任的,整个系统的运作规则是公开透明的,所有的数据内容也是公开的,因此在系统指定的规则范围和时间范围内,节点之间是不能也无法欺骗其它节点。
集体维护(Collectively maintain):系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护的,而这些具有维护功能的节点是任何人都可以参与的。
可靠数据库(Reliable Database):整个系统将通过分数据库的形式,让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝。除非能够同时控制整个系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,也无法影响其他节点上的数据内容。因此参与系统中的节点越多和计算能力越强,该系统中的数据安全性越高。
开源(Open Source):由于整个系统的运作规则必须是公开透明的,所以对于程序而言,整个系统必定会是开源的。
隐私保护(Anonymity):由于节点和节点之间是无需互相信任的,因此节点和节点之间无需公开身份,在系统中的每个参与的节点的隐私都是受到保护的。
⑧ 理论上区块链怎么解决拜占庭将军问题
拜占庭将军问题(以下简称“共识问题”)的正式表述是:如何在一个不基于信任的分布式网络中就信息达成共识?这个表述听起来有些晦涩,但其本质并不复杂,下面的例子与共识问题虽然并不完全一致,但却有助于我们的理解[9]。
想象一下在遥远的拜占庭时代,有一个富饶的城邦,金银珠宝绫罗绸缎应有尽有,它的领主哆啦A梦独享着这一切奢华与荣耀。而在城邦的外围,四位拜占庭将军大雄、胖虎、小夫和静香都觊觎着哆啦A梦的财富,于是他们决定联手攻占哆啦A梦的城邦。根据双方的实力对比,必须有超过半数的将军同时发起进攻方能克敌制胜,因此获胜条件就是四人中至少三个人可以就进攻时间达成一致。那么四位将军的胜算有多少呢?
这个问题的答案就要取决于四个人的合作方式了,如果是集中式系统,有一个盟主,比如胖虎(相当于中央服务器),那么他们的胜利是毫无悬念的,因为就进攻时间达成一致非常简单,只要胖虎召集大雄、小夫和静香开个会讨论一下就可以了,即使大家意见有分歧胖虎也可以在最后予以定夺。下面让我们回到拜占庭将军问题的假设里,在不基于信任的分布式网络中,四位将军的胜算又如何呢?
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首先由于四位将军之间缺乏信任,因此聚到小黑屋里开个密谋会的可能性被排除了(一旦在小黑屋里被胖虎绑架了怎么办?);其次由于没有盟主,四个人的意见都会被同等的看重。在这种情况下,四位将军只能通过信使在各自营地之间传递消息,来商定进攻时间了。比如大雄觉得早上6点是发动进攻的好时机,他就会派信使将自己的意见告诉胖虎、小夫和静香,与此同时,胖虎可能认为晚上9点发动突袭更好,小夫更喜欢下午3点出击,而静香希望是上午10点,他们三人也会在同一时间派出自己的信使。这样一来,在第一轮通信结束后,四位将军每个人都有了四个可供选择的进攻时间,他们各自要在下一轮通信中把自己选定的时间告知另外三人。由于四个人的决策都是独立做出的,因此最终的选择结果就有256种可能,而只有当三人以上都恰好选择了同一时间的时候,共识才被达成,而这样的结果才64种,也就是说达成共识的概率仅为1/4。这还只是四位将军的情况,如果将军的人数是10人,100人,1000人呢?我们稍加计算就可以发现随着人数的增加,达成共识的希望会变得越来越渺茫。
把上面例子中的将军换成计算机网络中的节点,把信使换成节点之间的通信,把进攻时间换成需要达成共识的信息,你就可以理解共识问题所描述的困境了。达成共识的能力对于一个支付系统来说重要性不言而喻,如果你给家里汇了一笔钱买车,第二天去银行核实的时候柜台告诉你“关于你汇了多少钱的问题,我们的系统里有三个版本的记录”,这样的银行你显然是不敢把钱存进去的。在比特币出现之前共识问题是很难被完美解决的,要保证达成共识就需要采用集中式系统(除非节点满足特定条件),要想去中心化共识就无法保证。那么区块链技术又是如何解决这一难题的呢?(关注公众号weoption,回复“区块链”,可查看全文。)
⑨ 如何理解区块链与区块链技术
区块链技术用数学方法实现分布式记账,并解决信任问题,从而完成了去中心化,将在通信、金融、物联网、政府管理等众多领域带来深远的影响。
区块链(Blockchain)是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案,是一种全民参与记账的技术方式。而此前的记账方式都是中心化的,需要中心化的中介,无论这个中介是传统的政府、金融机构、公证机构还是新兴的电商平台、网络支付平台。
经济学假设中,信息是充分的。实际上,正是因为信息不充分,才存在非常庞大的中介机构。而中介机构的存在,增加了交易成本,提高了交易门槛。区块链技术本质上来说是一个大规模协作工具,它首次使用纯技术方式让直接的价值转移成为可能,并延续了互联网去中心化和去中介化的趋势。去中介的区块链技术将极大地颠覆信息中介行业。
区块链技术是构建比特币数据结构与交易信息加密传输的基础技术,该技术实现了比特币的发行与交易。区块链技术的核心是所有当前参与的节点共同维护交易及数据库,使交易基于密码学原理而不基于信任,使得任何达成一致的双方,能够直接进行支付交易,不需第三方的参与。
从技术上来讲,区块是一种记录交易的数据结构,反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成交易的区块连接在一起形成了一条主链,所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。
一个区块包含以下三部分:交易信息、前一个区块形成的哈希散列和随机数。交易信息是区块所承载的任务数据,具体包括交易双方的私钥、交易的数量、电子货币的数字签名等;前一个区块形成的哈希散列用来将区块连接起来,实现过往交易的顺序排列;随机数是交易达成的核心,所有节点竞争计算随机数的答案,最快得到答案的节点生成一个新的区块,并广播到所有节点进行更新,如此完成一笔交易。