区块链共识算法pdf
❶ 区块链技术的共识算法的形成方式是怎样的
重庆金窝窝分析共识算法的形成方式如下：
区块链的共识机制，就是所有分布式节之间怎么达成共识，通过算法来生成和更新数据，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。
区块链主要包括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。
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书名：区块链技术指南
作者：邹均
豆瓣评分：6.4
出版社：机械工业出版社
出版年份：2016-11-1
页数：254
内容简介：
第1-2章为基础和入门内容，着重是区块链入门介绍，并讲解区块链的一些基础概念。本书详细、全面地介绍了区块链的基础知识与概念，剖析了区块链的架构、底层实现细节以及加密技术，并配合行业应用案例，常见问题等，全面解读大热的区块链技术实现与应用。第3-10章，着重是区块链架构剖析，并讲解区块链的关键技术，包括密码学和共识算法；提供比特币开发指南以及以太坊智能合同开发指南；同时介绍HyperLedger，讨论区块链的常见问题和典型的解决方案。第11章，从架构变革的角度探讨IT发展的原动力，并提供对区块链对未来IT发展的一些展望。
作者简介：
邹均，中关村区块链产业联盟专家、服务合约（ServiceContract）方向博士，关注与实践区块链技术与应用，现为海纳云CTO。曾任IBM澳洲金融行业首席软件架构师。擅长云计算、大数据、软件定义存储。融智北京高端外国专家，在国际会议期刊发表论文20余篇。
张海宁，VMware中国云原生应用首席架构师，Harbor企业级开源容器Registry项目负责人，CloudFoundry中国社区最早的技术布道师之一，多年软件开发经验。曾任IBM资深软件工程师、Sun公司资深架构师等。目前着重关注容器、云计算和区块链领域的研究和开发。
唐屹，广州大学教授、理学博士，专注于网络信息安全、分布式计算、区块链安全及应用等，为国外知名安全公司开发过椭圆曲线密码软件，获密码科技进步二等奖（省部级）。多次主持或参与完成国家*科技与人才项目基金工作。
李磊，合肥工业大学副教授，Macquarie大学博士。擅长数据挖掘、社会计算、智能计算。多次担任IEEE国际会议程序委员会委员与组织者，在社会计算和区块链等领域发表论文40余篇，被引用350余次。
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《区块链核心技术与应用》（邹均）电子书网盘下载免费在线阅读
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书名：区块链核心技术与应用
作者：邹均
豆瓣评分：8.6
出版社：机械工业出版社
出版年份：2018-8-1
页数：388
内容简介：
知名专家联袂推荐，实力专家联合撰写，权威性、全面性、透彻性毋庸置疑。深度讲解区块链核心技术、平台与应用开发，涵盖架构、共识、加密、P2P、比特币、以太坊、Hyperledger、EOS、潜力框架、问题与测评等。本书分为三篇，内容解读如下。
基础篇（第1～6章），着重讲解区块链技术思想、通用架构和核心技术。该部分写作时注意通俗易懂且兼顾全局，是学习基石与蓝图，涵盖区块链思想与价值、通用架构模型、基础概念与核心技术（加密、共识、P2P网络等）。
实战篇（第7～9章），讲解主流的区块链开发平台比特币、以太坊、Hyperledger Fabric的核心机制、技术细节，并给出点对点的电子现金系统、智能合约开发、完整的Fabric网络构建与应用开发三个案例。
进阶篇（10～12章），为进一步提升读者开发能力、眼界与研究方向，涵盖三个方面：① 可能的发展方向，以及一些富有潜力、特色的区块链平台（EOS、Cardano、IOTA等）；② 区块链开发需要考虑的各种问题，包括技术局限、各种安全问题与漏洞、应对措施；③区块链测评，从6个层面和8大类质量指标来设计区块链项目评测点和测试用例。
作者简介：
邹均 于斌 庄鹏 邢春晓 等著：邹均，广电运通区块链科技有限公司CEO、中关村区块链联盟副秘书长。主编技术畅销书《区块链技术指南》，在领先的国际会议和期刊上发表论文20余篇，其中区块链论文获IEEE ICWS最佳论文奖，共识算法论文由国际顶级期刊《Transaction on Service Computing》收录并刊登。曾荣获澳中校友会“杰出校友奖”、麦考瑞大学“校长奖”。
❹ 分布式共识包含哪三种方法
PoW 、PoS 、DPOW都是什么意思？
说到区块链，我们必然会谈及它的共识机制。不了解区块链的共识机制，就无法理解区块链的真正意义。那么，今日份的区块链的共识机制了解一下？
共识机制是什么？
什么是共识？直取它的字面意思，就是"共同的认识".
人与人是不同的，这种不同不仅体现在身材、长相、能力，更体现在文化、观点、想法、利益诉求等等方面。
共识，简而言之，就是一个群体的成员在某一方面达成的一致意见。
我们了解到，信任是社会运转中的一大痛点，银行有自己的信用体系，过去的金融体系服务于只服务于极少的企业家，因为建立信用体系耗资巨大。后来支付宝有了芝麻信用，信用已经关系到生活的很多方面，信用卡额度、花呗额度，芝麻信用高出国还可以免签。我们正享受着信用给我们带来的便捷。
区块链本质是去中心化，去中心化的核心是共识机制，区块链上的共识机制主要解决由谁来构造区块，以及如何维护区块链统一的问题。
区块链共识机制的目标是使所有的诚实节点保存一致的区块链视图，同时满足两个性质：
1）一致性：所有诚实节点保存的区块链的前缀部分完全相同。
2）有效性：由某诚实节点发布的信息终将被其他所有诚实节点记录在自己的区块链中。
区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方，也无须信任一个中心化的机构，只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。
共识机制是什么？PoW 、PoS 、DPOW都是什么意思？
共识机制的必要性？
分布式系统中，多个主机通过异步通信方式组成网络集群。在这样的一个异步系统中，需要主机之间进行状态复制，以保证每个主机达成一致的状态共识。错误信息可能出现在异步系统内并不断传播，因此需要在默认不可靠的异步网络中定义容错协议，以确保各主机达成安全可靠的状态共识，这就是共识机制诞生的必要性。
这种自信任的前提是区块链的共识机制（consensus），即在一个互不信任的市场中，要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑，都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则，判断每一笔记录的真实性，最终将判断为真的记录记入区块链之中。attachments-2018-08-9yY7VRHa5b738e3d96021.jpg
换句话说，如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争，则这些节点几乎不可能合谋欺骗你，而当节点们在网络中拥有公共信誉时，这一点体现得尤为明显。区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法，在机器之间建立"信任"网络，从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
当今区块链的几种共识机制介绍
区块链上的共识机制有多种，但任何一种都不是完美无缺，或者说适用于所有应用场景的。
PoW 工作量证明
整个系统中每个节点为整个系统提供计算能力（简称算力），通过一个竞争机制，让计算工作完成最出色的节点获得系统的奖励，即完成新生成货币的分配，简单理解就是多劳多得，bitcoin、LTC等货币型区块链就应用POW机制。
优点
完全去中心化节点自由进出，算法简单，容易实现破坏系统花费的成本巨大，只要网络破坏者的算力不超过网络总算力的50%,网络的交易状态就能达成一致
缺点
浪费能源，这是最大的缺点区块的确认时间难以缩短，如bitcoin每秒只能做7笔交易，不适合商业应用新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临bitcoin的算力攻击对节点的性能网络环境要求高容易产生分叉，需要等待多个确认无法达成最终一致性
PoS 权益证明
也称股权证明，类似于你把财产存在银行，这种模式会根据你持有加密货币的数量和时间，分配给你相应的利息。
优点
对节点性能要求低，达成共识时间短
缺点
没有最终一致性，需要检查点机制来弥补最终性
DPOW 委托股权证明
DPOW是 PoS 的进化方案，在常规 PoW和 PoS 中，任何一个新加入的区块，都需要被整个网络所有节点做确认，非常影响效率。
DPoS则类似于现代董事会的投票机制，通过选举代表来进行投票和决策。被选举出的n个记账节点来做新区块的创建、验证、签名和相互监督，这样就极大地减少了区块创建和确认所需要消耗的时间和算力成本。
优点
大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证
缺点
牺牲了去中心化的概念，不适合公有链
PBFT 实用拜占庭容错
实用拜占庭容错机制是一种采用"许可投票、少数服从多数"来选举领导者并进行记账的共识机制，该共识机制允许拜占庭容错，允许强监督节点参与，具备权限分级能力，性能更高，耗能更低，而且每轮记账都会由全网节点共同选举领导者，允许33%的节点作恶，容错率为33%.实用拜占庭容错特别适合联盟链的应用场景。
优点
会背离中心化，加密货币的存在及奖励机制会产生马太效应，让社区中的穷者更穷，富者更富共识效率高，可实现高频交易
缺点
当系统只剩下33%的节点运行时，系统会停止运行
dBFT 授权拜占庭容错
这种机制是用权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法达成共识。授权拜占庭容错机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。
优点
专业化的记账人可以容忍任何类型的错误记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉算法的可靠性有严格的数学证明
缺点
当三分之一或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务当三分之一或以上记账人联合作恶，可能会使系统出现分叉
Pool 验证池
基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。
优点
不需要加密货币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。
缺点
去中心化程度不如bitcoin,更适合多方参与的多中心商业模式。
Paxos
这是一种传统的分布式一致性算法，是一种基于选举领导者的共识机制。领导者节点拥有绝对权限，并允许强监督节点参与，其性能高，资源消耗低。所有节点一般有线下准入机制，但选举过程中不允许有作恶节点，不具备容错性。
Paxos算法中将节点分为三种类型：
proposer:提出一个提案，等待大家批准为结案。往往是客户端担任该角色
acceptor:负责对提案进行投票。往往是服务端担任该角色
learner:被告知结案结果，并与之统一，不参与投票过程。可能为客户端或服务端
Paxos 能保证在超过50%的正常节点存在时，系统能达成共识。
瑞波共识机制
瑞波共识算法使一组节点能够基于特殊节点列表形成共识，初始特殊节点列表就像一个俱乐部，要接纳一个新成员，必须由该俱乐部51%的会员投票通过。共识遵循这些核心成员的"51%权利",外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由中心化开始，它将一直是中心化的，而如果它开始腐化，股东们什么也做不了。与bitcoin及Peercoin一样，瑞波系统将股东们与其投票权隔开，因此，它比其他系统更中心化。
Peercoin
Peercoin（点点币，PPC），混合了POW工作量证明及POS权益证明方式，其中POW主要用于发行货币，未来预计随着挖矿难度上升，产量降低，系统安全主要由POS维护。
在区块链网络中，由于应用场景的不同，所设计的目标各异，不同的区块链系统采用了不同的共识算法。每种共识算法都不是完美的，都有其优点和局限性。
区块链解决了在不可信信道上传输可信信息、价值转移的问题，而共识机制解决了区块链如何分布式场景下达成一致性的问题。
虽然区块链目前还处于发展的早期，行业发展还面临着一些阻碍，但社会已经足够多地认识到区块链的价值，区块链发展的脚步绝不会停滞不前，行业发展也定会找到突破阻碍的方法。
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书名：区块链技术指南
作者：邹均
豆瓣评分：6.4
出版社：机械工业出版社
出版年份：2016-11-1
页数：254
内容简介：
第1-2章为基础和入门内容，着重是区块链入门介绍，并讲解区块链的一些基础概念。本书详细、全面地介绍了区块链的基础知识与概念，剖析了区块链的架构、底层实现细节以及加密技术，并配合行业应用案例，常见问题等，全面解读大热的区块链技术实现与应用。第3-10章，着重是区块链架构剖析，并讲解区块链的关键技术，包括密码学和共识算法；提供比特币开发指南以及以太坊智能合同开发指南；同时介绍HyperLedger，讨论区块链的常见问题和典型的解决方案。第11章，从架构变革的角度探讨IT发展的原动力，并提供对区块链对未来IT发展的一些展望。
作者简介：
邹均，中关村区块链产业联盟专家、服务合约（ServiceContract）方向博士，关注与实践区块链技术与应用，现为海纳云CTO。曾任IBM澳洲金融行业首席软件架构师。擅长云计算、大数据、软件定义存储。融智北京高端外国专家，在国际会议期刊发表论文20余篇。
张海宁，VMware中国云原生应用首席架构师，Harbor企业级开源容器Registry项目负责人，CloudFoundry中国社区最早的技术布道师之一，多年软件开发经验。曾任IBM资深软件工程师、Sun公司资深架构师等。目前着重关注容器、云计算和区块链领域的研究和开发。
唐屹，广州大学教授、理学博士，专注于网络信息安全、分布式计算、区块链安全及应用等，为国外知名安全公司开发过椭圆曲线密码软件，获密码科技进步二等奖（省部级）。多次主持或参与完成国家*科技与人才项目基金工作。
李磊，合肥工业大学副教授，Macquarie大学博士。擅长数据挖掘、社会计算、智能计算。多次担任IEEE国际会议程序委员会委员与组织者，在社会计算和区块链等领域发表论文40余篇，被引用350余次。
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书名：区块链技术指南
作者：邹均
豆瓣评分：6.4
出版社：机械工业出版社
出版年份：2016-11-1
页数：254
内容简介：
第1-2章为基础和入门内容，着重是区块链入门介绍，并讲解区块链的一些基础概念。本书详细、全面地介绍了区块链的基础知识与概念，剖析了区块链的架构、底层实现细节以及加密技术，并配合行业应用案例，常见问题等，全面解读大热的区块链技术实现与应用。第3-10章，着重是区块链架构剖析，并讲解区块链的关键技术，包括密码学和共识算法；提供比特币开发指南以及以太坊智能合同开发指南；同时介绍HyperLedger，讨论区块链的常见问题和典型的解决方案。第11章，从架构变革的角度探讨IT发展的原动力，并提供对区块链对未来IT发展的一些展望。
作者简介：
邹均，中关村区块链产业联盟专家、服务合约（ServiceContract）方向博士，关注与实践区块链技术与应用，现为海纳云CTO。曾任IBM澳洲金融行业首席软件架构师。擅长云计算、大数据、软件定义存储。融智北京高端外国专家，在国际会议期刊发表论文20余篇。
张海宁，VMware中国云原生应用首席架构师，Harbor企业级开源容器Registry项目负责人，CloudFoundry中国社区最早的技术布道师之一，多年软件开发经验。曾任IBM资深软件工程师、Sun公司资深架构师等。目前着重关注容器、云计算和区块链领域的研究和开发。
唐屹，广州大学教授、理学博士，专注于网络信息安全、分布式计算、区块链安全及应用等，为国外知名安全公司开发过椭圆曲线密码软件，获密码科技进步二等奖（省部级）。多次主持或参与完成国家*科技与人才项目基金工作。
李磊，合肥工业大学副教授，Macquarie大学博士。擅长数据挖掘、社会计算、智能计算。多次担任IEEE国际会议程序委员会委员与组织者，在社会计算和区块链等领域发表论文40余篇，被引用350余次。
❼ 区块链技术的六大核心算法
区块链技术的六大核心算法
区块链核心算法一：拜占庭协定
拜占庭的故事大概是这么说的：拜占庭帝国拥有巨大的财富，周围10个邻邦垂诞已久，但拜占庭高墙耸立，固若金汤，没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个邻邦入侵的都会失败，同时也有可能自身被其他9个邻邦入侵。拜占庭帝国防御能力如此之强，至少要有十个邻邦中的一半以上同时进攻，才有可能攻破。然而，如果其中的一个或者几个邻邦本身答应好一起进攻，但实际过程出现背叛，那么入侵者可能都会被歼灭。于是每一方都小心行事，不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军问题。
在这个分布式网络里：每个将军都有一份实时与其他将军同步的消息账本。账本里有每个将军的签名都是可以验证身份的。如果有哪些消息不一致，可以知道消息不一致的是哪些将军。尽管有消息不一致的，只要超过半数同意进攻，少数服从多数，共识达成。
由此，在一个分布式的系统中，尽管有坏人，坏人可以做任意事情(不受protocol限制)，比如不响应、发送错误信息、对不同节点发送不同决定、不同错误节点联合起来干坏事等等。但是，只要大多数人是好人，就完全有可能去中心化地实现共识
区块链核心算法二：非对称加密技术
在上述拜占庭协定中，如果10个将军中的几个同时发起消息，势必会造成系统的混乱，造成各说各的攻击时间方案，行动难以一致。谁都可以发起进攻的信息，但由谁来发出呢?其实这只要加入一个成本就可以了，即：一段时间内只有一个节点可以传播信息。当某个节点发出统一进攻的消息后，各个节点收到发起者的消息必须签名盖章，确认各自的身份。
在如今看来，非对称加密技术完全可以解决这个签名问题。非对称加密算法的加密和解密使用不同的两个密钥.这两个密钥就是我们经常听到的”公钥”和”私钥”。公钥和私钥一般成对出现, 如果消息使用公钥加密,那么需要该公钥对应的私钥才能解密; 同样，如果消息使用私钥加密,那么需要该私钥对应的公钥才能解密。
区块链核心算法三：容错问题
我们假设在此网络中，消息可能会丢失、损坏、延迟、重复发送，并且接受的顺序与发送的顺序不一致。此外，节点的行为可以是任意的：可以随时加入、退出网络，可以丢弃消息、伪造消息、停止工作等，还可能发生各种人为或非人为的故障。我们的算法对由共识节点组成的共识系统，提供的容错能力，这种容错能力同时包含安全性和可用性，并适用于任何网络环境。
区块链核心算法四：Paxos 算法(一致性算法)
Paxos算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是，在一个分布式数据库系统中，如果各节点的初始状态一致，每个节点都执行相同的操作序列，那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列，需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。一个通用的一致性算法可以应用在许多场景中，是分布式计算中的重要问题。节点通信存在两种模型：共享内存和消息传递。Paxos算法就是一种基于消息传递模型的一致性算法。
区块链核心算法五：共识机制
区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。拿比特币来说，其实从技术角度来看可以把PoW看做重复使用的Hashcash，生成工作量证明在概率上来说是一个随机的过程。开采新的机密货币，生成区块时，必须得到所有参与者的同意，那矿工必须得到区块中所有数据的PoW工作证明。与此同时矿工还要时时观察调整这项工作的难度，因为对网络要求是平均每10分钟生成一个区块。
区块链核心算法六：分布式存储
分布式存储是一种数据存储技术，通过网络使用每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在网络中的各个角落。所以，分布式存储技术并不是每台电脑都存放完整的数据，而是把数据切割后存放在不同的电脑里。就像存放100个鸡蛋，不是放在同一个篮子里，而是分开放在不同的地方，加起来的总和是100个。
❽ 如何通俗的理解ibm区块链技术hyperledger-fabric中的共识算法pbft
1、区块链的技术是什么? 如果我们把数据库假设成一本账本，读写数据库就可以看做一种记账的行为，区块链技术的原理就是在一段时间内找出记账最快最好的人，由这个人来记账，然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。
❾ 金窝窝区块链技术中 共识算法的作用是什么
金窝窝分析区块链技术中的共识机制如下：
区块链是一种去中心化的分布式账本系统，由于点对点网络下存在较高的网络延迟，各个节点所观察到的交易事务先后顺序不可能完全一致。
因此区块链系统需要设计一种机制对在一定的时间内发生的事务的先后顺序进行共识。这种对一个时间窗口内的事务的先后顺序达成共识的算法被称为“共识机制”。
❿ 区块链有几种共识算法
Ripple Consensus（瑞波共识算法）
使一组节点能够基于特殊节点列表达成共识。初始特殊节点列表就像一个俱乐部，要接纳一个新成员，必须由51%的该俱乐部会员投票通过。共识遵循这核心成员的51%权力，外部人员则没有影响力。由于该俱乐部由“中心化”开始，它将一直是“中心化的”，而如果它开始腐化，股东们什么也做不了。
5、PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance（实用拜占庭容错算法）
PBFT是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示，使用0到|R|-1的整数表示每一个副本。为了描述方便，假设|R|=3f+1，这里f是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3f+1个副本，但是额外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性。
PBFT算法主要特点如下：客户端向主节点发送请求调用服务操作；主节点通过广播将请求发送给其他副本；所有副本都执行请求并将结果发回客户端；客户端需要等待f+1个不同副本节点发回相同的结果，作为整个操作的最终结果。