以太坊系统架构图
A. 区块链fabric什么
超级账本之——Fabric目前超级账本下面有5个并行的项目,Fabric属于其中较为成熟的一个。这个项目由,来自28个不同组织的159名工程师参与开发。
在Fabric的区块链网络中,有四类节点:MSP,OrderingNode,EndorsingPeer,CommttingPeer
MSP(MembershipServiceProvider),这类节点主管区块链网络中其他的节点的授权,准入,踢除。通过给不同节点颁发证书的方式,授予不同类型的节点相应的权限。
中文可以称作排序节点。通常在一个网络中至少有一个或多个排序节点,这类节点负责按照指定的算法,将交易进行排序,并返回给CommittingPeer。其并不关心具体的交易细节。
这类节点的主要负责接收交易请求,验证这笔交易之后,并做一些预处理之后,并将签名后的数据传回给客户端。
这类节点做是区块链网络中的全节点,它们需要记录完整的区块信息,并且验证每笔交易的正确性,是最终将交易打包进区块链的节点。
结合下面这种图,看看一笔交易的上链过程:
1,首先从客户端发起一笔交易提交到EndorsingPeer,进行预处理。
2,预处理通过之后,将签名数据,传回给客户端。
3,客户端发起请求,将收到的签名数据传给OrderingNode。
4,OrderingNode对交易进行排序,然后传给CommittingPeer。
5,CommittingPeer这里将排序好的交易进行验证,并打包,通过指定的共识算法达成一致,形成新的区块。
6,最后将交易结果返回给客户端。
6,中间过程的每一步,都伴随着权限的验证。会根据MSP颁发的证书,进行判断。
区块链的定义是什么?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。
10000mm的fabric是什么概念基本概念。10000mm的fabric是基本概念,fabric基本概念首先fabric是由IBM贡献的超级账本框架。它是一个利用现有成熟的技术来组合而成的一个区块链技术的实现。它是一种允许可插拔实现各种功能的的模块化架构。
区块链是什么意思?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。
它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块。
在区块链网络中,我们发出的数据请求,会根据密码学原理被加密成为一串接受者完全看不懂的字符。这种加密方式的背后是哈希算法在支持。
架构模型
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。
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-什么是区块链?金点币讯能读懂区块链?区块链-什么是区块链?金点币讯能读懂区块链?
区块先锋动画视频带你了解什么是区块链,简单易懂
什么是区块链,卯贝属于区块链?
答:卯贝不是属于区块链,只是运用了区块链的技术,区块链的特性就是每件发生的事物都会被记录,不得删除更改。
区块链,什么是区块
区块链全面解读
一说起区块链,人们总是拿它与比特币相提并论。2008年10月31日,一名叫“中本聪”的人在一个密码学邮件群组中发出电子邮件,宣称,“我一直在研究一个新的电子现金系统,这完全是点对点的,无需任何可信的第三方。”他推出了一个以比特币为交易货币的新体系。
什么是区块链技术?什么叫区块链?
区块链是一种分布式共享记账的技术,它要做的事情就是让参与的各方能够在技术层面建立信任关系。
区块链可以大致分成两个层面,一是做区块链底层技术;二是做区块链上层应用,即基于区块链的改造、优化或者创新应用。
区块链的核心意义到底是什么,我们的理解是,区块链最核心的意义是参与方之间建立数据信用,通过单方面的对抗,在明确规定下打造单方面的生态共同保障完整机会,这是一个体系,这种建立可以结束没有区块链之前的问题,没有区块链之前,在数据共享的时候是无法做到有新的共享,即使做定向也只是给你一个接口,区块链有了以后,让参与方是实现信用的共享。
区块链的底层平台有哪些?
答:主要有一下几类:
1、比特币。是最早的区块链开发便是基于比特币的区块链网络进行开发了,由于比特币是全球最广泛使用和真正意义的去中心化,就区块链应用来说,比特币就是世上最强大的锚,拥有最大的权威性。
2、以太坊。可以说除了比特币外,以太坊目前在区块链平台是最吸引眼球的。以太坊是一个图灵完备的区块链一站式开发平台,采用多种编程语言实现协议,采用Go语言写的客户端作为默认客户端(即与以太坊网络交互的方法,支持其他多种语言的客户端)。
3、IBMHyperLedger。又叫fabric,他的目标是打造成一个由全社会来共同维护的一个超级账本,fabric源于IBM,初衷为了服务于工业生产,IBM将44,000行代码开源,是了不起的贡献,让我们可以有机会如此近的去探究区别于比特币的区块链的原理。
4、LISK。是新一代的区块链平台,允许JavaScript(又是Javascript技术,工程师们注意了)的开发和基于分布的分散的应用程序使用一个易于使用的,功能齐全的生态区块链系统。
5、网录区块链平台。是网录区块链底层技术的研发成果和能够进行商业交付的基础平台,网录区块链平台除了服务网录公链外,也是网录为客户打造私有链和联盟链的基础平台。
什么是区块链?什么是数字货币的区块链?
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范式。
现在,主流的数字货币基本上都是基于区块链技术开发的。区块链是数字货币的底层技术。国内的茶本位数字货币普银就是基于区块链技术开发的。
什么是区块链
区块链的本质是一种去中心化的记账系统,比特币是这个系统上承载的“以数字形式存在”的货币。区块链是比特币背后的一套由信用记录和信用记录的清算构成的体系。
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。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[1]。
区块链(Blockchain)是比特币的一个重要概念,火币网联合清华大学五道口金融学院互联网金融实验室、新浪科技发布的《2014—2016全球比特币发展研究报告》提到区块链是比特币的底层技术和基础架构[2]。它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块
区块链的进化方式是:
?区块链1.0——数字货币
?区块链2.0——数字资产与智能合约
?区块链3.0——IFMChain,区块链正式链接移动终端
B. Dapp和App有什么区别
DApp 是 decentralized application 中文分布式 APP 的缩写。
一个 DApp 有后台代码运行在分布式点对点网络中。传统的 APP 的后台代码是运行在中心化的服务器。
一个 DApp 的前端代码可以由任何语言开发,和传统的 APP 一样。还有,DApp 的前端代码可以托管在分布式存储的服务中,例如:Swarm 或者 IPFS。
如果一个 应用 = 前端 + 后台,因为以太坊合约是由运行在以太坊分布式点对点网络中的代码组成的,所以 分布式应用 = 前端 + 合约。
图片演示一个 DApp 架构:
App我们都知道是客户端应用,是application的简称。DApp就是D+App,D是英文单词decentralization的首字母,单词翻译中文是去中心化,即DApp为去中心化应用。这是从字面上去理解这个概念,要在脑中形成清晰、准确、必要的概念,还需要深度去理解DApp。
对比APP,两者最大不同就是中心化与去中心化。App先要有钱,所以先融资;然后再有人,所以招齐人后再开发运营。而DApp则是继承传统App并结合区块链的特点所形成的产物,它更像是众筹模式、共享模式和去中心化模式.
C. 一文读懂以太坊—ETH2.0,是否值得长期持有
这几天一直在看关于ETH伦敦升级方面的资料,简单的聊一下,在加密货币的世界里,无论是投资机构、区块链应用开发者、矿机商,还是个人投资者、硬件供应商、 游戏 行业从业者等等,提起以太坊,或多或少都会有一些了解。
一方面取决于以太坊代币 ETH 本身的造富效应。从 2014 年首次发行以来,投资回报率已经超过 7400 倍。
另一方面,以太坊作为应用最广泛的去中心应用编程平台,引来无数开发者在其之上开发应用。这些应用不仅产生了巨大的商业价值,伴随 DEFI 生态、NFT 生态、DAO 生态蓬勃发展,也给 ETH 带来了更多使用者。
随着“伦敦升级计划”临近,ETH 再次聚集所有人的关注目光。
以太坊 2.0 到底是什么?包含哪些升级?目前进展如何?
以太坊 2.0 到来,会对现有以太坊生态的去中心化应用产生哪些影响?
ETH 是否值得持续投资?看完相信你会有自己的判断。
如果将搭建应用比作造房子,那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块,用户只需像搭积木一样把房子搭起来,因此在以太坊上建立应用的成本和速度都大大改善。以太坊的出现,迅速吸引了大量开发者进入以太坊的世界编写出各类去中心应用,极大丰富人们对去中心应用场景的需求。
以太坊应用开发模型示意
以太坊与ETH
现有市场的加密货币,只是在区块链技术应用在某一场景下的单一代币。
以太坊也不例外,它的完整项目名称是“下一代智能合约与去中心化应用平台”,Ether(以太币)是其原生加密货币,简称 ETH。
ETH 除了可以用来与各种类型数字资产之间进行有效交换,还提供支付交易费用的机制,即我们现在做链上操作时所支付的 GAS 费用。GAS 费用机制的出现,即保护了以太坊网络上创建的应用不会被恶意程序随意滥用,又因为 GAS 收入归矿工所有,让更多的用户参与到以太坊网络的记账当中成为矿工,进一步维护了以太坊网络安全与生态发展。
与 BTC 不同的是,ETH 并没有采用 SHA256 挖矿算法,避免了整个挖矿生态出现由 ASIC(专用集成电路)矿机主导以至于大部分算力被中心化机构控制所带来的系统性风险。
以太坊最初采用的是 PoW(Proof of Work)的工作量证明机制,人们需要通过工作量证明以获取手续费回报。我们经常听说矿工使用显卡挖矿,他们做的就是 POW 工作量证明。显卡越多,算力越大,那么工作量就越大,收入也就越高。
当前,整个以太坊网络的总算力大约为 870.26 TH/s,用我们熟悉的消费级显卡来对比,英伟达 RTX 3080 的显卡算力大约为 92-93 MH/s,以太坊网络相当于 936 万张 3080 显卡算力的总和。
以太坊白皮书内非常明确提到之后会将 PoW 工作证明的账本机制升级为 POS (Proof of Stake)权益证明的账本机制。
ETH经济模型
与 BTC 总量 2100 万枚不同,ETH 的总量并没有做上限,而是在首次预售的 ETH 数量基础上每年增发,增发数量为 0.26x(x 为发售总量)。
但也不用担心 ETH 会无限通胀下去,长期来看,每年增发币的数量与每年因死亡或者粗心原因遗失币的数量大致相同,ETH 的“货币供应增长率”是趋近于零的。
ETH 分配模型包含早期购买者,早期贡献值,长期捐赠与矿工收益,具体分配比例如下表。
现在每年将有 60,102,216 * 0.26 = 15,626,576 个 ETH 被矿工挖出,转成 PoS 后,每年产出的 ETH 将减少。
目前,市场上流通的 ETH 总量约为 116,898,848 枚,总市值约为 2759 亿美元。
以太坊发展历程
1. 边境阶段(2015年):上线后不久进行了第一次分叉,调整未来挖矿的难度。此版本处于实验阶段,技术并未成熟,最初只能让少部分开发者参与挖矿,智能合约也仅面向开发者开发应用使用,并没有用户参与,以太坊网络处于萌芽期。
边境阶段 ETH 价格:1.24 美元。
2. 家园阶段(2016年):以太坊主网于 2016 年 3 月进行了第二次分叉,发布了第一个稳定版本。此版本是第一个成熟的正式版本,采用 100% PoW 证明,引入难度炸弹,随着区块链数量的增加,挖矿难度呈指数增长,网络的性能大幅提升,以太坊项目也进入到快速成长期。在”家园“版本里,还发生了著名的”The DAO 攻击事件“,以太坊被社区投票硬分叉为以太坊(ETH)与以太经典(ETC)两条链,V 神站在了 ETH 这边。
家园阶段 ETH 价格:12.50 美元。
3. 都会阶段(2017~2019年):都会的开发又分为三个阶段,升级分成了三次分叉,分别是 2017 年 10 月的“拜占庭”、2019 年 2 月底的“君士坦丁堡“、以及 2019 年 12 月的“伊斯坦布尔”。这些升级主要改善智能合约的编写、提高安全性、加入难度炸弹以及一些核心架构的修改,以协助未来从工作量证明转至权益证明。
在都会阶段,以太坊网络正式显现出其威力,正式进入成熟期。智能合约让不同链上的加密货币可以互相交易,ERC-20 也在 2017 代币发行的标准,成千上万个项目在以太坊网络进行募资,被称作“首次代币发行(ICO)”,相信很多币圈的老人都是被当时 ICO 造富效应带进来的。到 2019 年,随着DeFi 生态的崛起,金融产品正式成为以太链上最大的产业。
都会阶段 ETH 价格:151.06 美元。
4. 宁静阶段(2020-2023年):与都会分三阶段开发相同,宁静阶段目前预计分成三次分叉:柏林(已完成)、伦敦(即将到来)、以及后面的第三次分叉。“宁静”阶段又称为“以太坊 2.0”,是项目的最终阶段,以太坊将从工作量证明方式正式转向权益证明,并开发第二层扩容方案,提高整个网络的运行效率。
宁静阶段可以说是以太坊网络的集大成之作,如果说前个三阶段只是让以太坊的愿景展现的实验平台,宁静阶段之后的以太坊,将正式成为完全体,不仅有完备的生态应用,超级快的处理速度,众多网络协同发展,而且 PoS 机制会非常节约能源,真正代表了区块链技术逐渐走向成熟的标志。
宁静阶段 ETH 价格:2021 年 4 月 15 日完成的柏林阶段,当天价格为 2454 美元。
即将到来的伦敦协议升级
以太坊生态
以太坊的生态发展,从属性划可分为两大类:一是以太坊网络生态应用建设,二是以太坊网络扩容建设。两者相互融合,互相成就,应用需要更健壮强大的网络作为承载,网络需要功能完善的应用场景服务用户。
先说应用生态,以太坊的生态我们又可以分为以下几大类:
1. 去中心化自制组织(DAO)生态
什么是去中心化自制组织?还是以我们熟悉的比特币举例:比特币目前市值七千多亿美金,在全球资产市值类排名第九,但比特币并不是某一公司发布的产品,也没有特定公司组织招聘人员进行维护。比特币现有的一切,都源于比特币持有者、比特币矿工自发形成的分布式组织,他们通过投票方式规划比特币发展路线,自发参与维护比特币程序与网络 —这仅仅因为只要拥有比特币,所有人都是比特币网络建设中的受益者,一切维护都源于自身的利益关系。
比特币的发明与成功运行,突破了由荷兰人创建、至今流行 400 多年的公司商业架构,开创出一种全新的、无组织架构的、全球分布式的商业模式,这就是 DAO。
再说回以太坊,以太坊的 DAO 可以由智能合约编写,用户自定义应用场景。简单说就是我们规定出程序执行条件与执行范围,真实世界里只要触发设定好的条件,程序就会自动执行运行,且所有过程都会在以太坊的网络上进行去中心化公开验证,不需要经过人工或者任何第三方组织机构确认。
以太坊 DAO 生态演化出许多商业场景,有慈善机构使用 DAO 建立公开透明的捐款与使用机制,有风投机构使用 DAO 建立公平分配的风险基金。
以太坊生态的很多项目都采用 DAO 自治,代表项目有:Uniswap,AAVE,MakerDAO,Compound,Decred,Dash 等。
2. 去中心化金融(DEFI)生态
在传统商业世界里,我们如果需要借钱、存钱,或者买某一公司股票,或者做企业贷款、融资,只要是进行金融活动,总离不开与银行、证券机构、会计事务所这些金融机构打交道。
而在去中心的世界里,区块链本质就是集合所有人交易记录且公开的大账本,我们可以非常容易的追溯到每一个钱包地址发生过的每一笔交易,查询到任意一个钱包地址的余额信息,从而对钱包地址里的资产做评估。
举个例子:全世界个人贷款最贵的国家是印度,印度的年轻人房贷利率目前是 8.8%,最高曾经到过 20%;与此对应,全世界个人存款利率最低的国家是日本,日本政府为了鼓励民众消费,在很长一段时间里银行存款利率是负值,日本人在银行存款不仅没有利息,还要给银行交保管费。理论上,如果日本人将自己的存款借与印度人,双方都能获得利益最大化,但现实生活中这样的场景很难发生。一是每个国家都有外汇管制,日本人的钱并不容易能给到印度人,二是印度人的信用如何日本人也不好评估,大家没有统一标准,万一借出去的钱无法归还,不能没了收益还要蒙受损失。
但在去中心的世界里,这样的事情就简单的多。
如果印度人的钱包地址里有比特币,我们就可以利用智能合约,印度人将自己的比特币质押进去,根据比特币当时的价格,系统自动给印度人一个授信额度,印度人就可以拿着这个额度去和日本人借款,并规定好还款的周期与利率。如果印度人违约,合约自动将印度人质押进去的比特币扣除,优先保障日本的权利,这样,日本人不用担心安全问题放心享受收益,印度人也有了更多的款项做为流动资金。
这个例子就是去中心金融的简单应用,实际上,这就是我们参与 DEFI 挖矿是质押理财的原理 —— 当然真正应用实现算法与场景要复杂的多。
DEFI 根据场景不同,又可以分为很多赛道,比如稳定币、预言机、AMM 交易所、衍生品、聚合器等等。
DEFI 代表项目有:Dai,Augur,Chainlink,WBTC,0x,Balance,Liquity 等。
3. 非同质化代币(NFT)生态
世界名画《蒙娜丽莎》,只有达·芬奇的原版可以展览在法国卢浮宫博物馆,哪怕现代的技术可以无比精细地复刻出来,仿品都不具备原版的收藏价值。
这就是 NFT 的应用场景。NFT是我们可以用来表示独特物品所有权的代币,它们让我们将艺术品、收藏品甚至房地产等现实事物唯一代币化。虽然文件(作品)本身是可以无限复制,但代表它们的代币在链上可以被追踪,并为买家提供所有权证明。
相比现实中实物版权、物权的双重交割相比,NFT 只需要交割描述此物品的唯一代币。NFT 作品往往存储在如 IPFS 这样的分布式存储网络里,随用随取,永不丢失,加之交割简单方便,很快吸引了大量玩家与投资者收藏转卖,NFT 出现也给艺术家提供了全新的收入模式。
类似 DEFI 生态,NFT 生态根据应用场景不同也产生了不同赛道,目前比较火热的赛道有 NFT 交易平台,NFT 游戏 平台,NFT 艺术品平台, NFT 与 DEFI 结合在一起的金融平台。
NFT 代表项目有:CryptoKitties,CryptoPunks,Meebits,Opensea,Rally,Axie Infinity,Enjin Coin,The Sandbox 等。
4. 标准代币协议(ERC-20)生态
与 NFT 非同质化代币所对应的,就是同质化代币。比如我们使用的人民币就是一种同质化代币,我们可以用人民币进行价值交换,即使序号不同也不影响其价值,如果面额相同,不同的钞票序号对持有者来说没有区别。
BTC,ETH 和所有我们熟知的加密货币,都属于同质化代币。同种类的一个比特币和另一个比特币没有任何区别,规格相同,具有统一性。在交易中,只需关注代币交接的数量即可,其价值可能会根据交换的时间间隔而改变,但其本质并没有发生变化。
以太坊的 ERC-20 就是定义这种代币的标准协议,任何人都可以使用 ERC-20 协议,通过几行代码,发布自己在以太坊网络上的加密货币。
现在,以太坊网络上运行的代币种类有上百万个,上边提到的项目,大多也在以太坊网络中发布了自己的同质化代币。
ERC-20 代表项目有:USDT,USDC,WBTC 等。
以太坊网络扩容性
我们先引入一个概念:区块链的不可能三角,即无论何种方法,我们都无法同时达到可扩展、去中心化、安全,三者只能得其二。
这其实很好理解,如果我们要去中心化和安全,就需要更多有节点参与网络进行验证,从而导致验证人增多、网络效率降低,扩展性下降。网络性能建设就是在三者之间找到平衡点。
用数据举例,目前比特币可处理转账 7 笔 / 秒,以太坊是 25 笔 / 秒,而 VISA 平均为 4500 笔 / 秒,峰值则达每秒上万笔。这种业务处理能力的差别,我们就可以简单理解为是「吞吐量」的差距。而想要提高吞吐量,则需要扩展区块链的业务处理能力,这就是所谓的扩展性。
根据优化方法不同,以太坊网络性能扩容方案可以分为:
1. Layer 1 链上扩展,所有交易都保留在以太坊上的扩展解决方案,具有更高的安全性。
链上扩展的本质还是改进以太坊主链本身,使整个系统拥有更高的拓展性与运行效率。一般的方法有两种,要么改变共识协议,比如 ETH 将从 PoW 转变为 PoS;要么使用分片技术,优化方法使网络具有更高效率。
2. Layer 2 链下扩展,在以太坊协议之上分层单独做各场景解决方案,具有更好的扩展性。
链下扩展可以理解为把计算、交易等业务处理场景拿到以太坊主链之外计算,最后将计算好的结果传回主链,主链只反映最终的结果而不用管过程,这样,无论多么复杂的应用都不会对主链产生影响。
我们并不需要明白具体技术实现,只需知道:相比 Layer 1 方案,Layer 2 方案网络不会干扰底层区块链协议,可以替 Layer 1 承担大部分计算工作,从而降低主网络的负担提高网络业务处理效率,是目前公认比较好的扩容方案。
以太坊2.0
终于讲到以太坊 2.0,回到主题。
通过回顾以太坊的发展 历史 ,以太坊 2.0 并不是新项目,它只是以太坊开发进程的最后一个阶段,它将由整个以太坊生态多个团队协同完成,目标是使以太坊更具可扩展性、更安全和更可持续,最终成为主流并为全人类服务。
ETH2建设目标:
1. 更具可扩展性。每秒支持 1000 次交易,以使应用程序使用起来更快、更便宜。
2. 更安全。以太坊变得更加安全,以抵御所有形式的攻击。
3. 更可持续。提高网络性能的同时减少对能源的消耗,更好地保护环境。
最重要的变化,ETH2 将从 ETH1 使用的 PoW(Proof of Work)工作量证明机制升级为 POS (Proof of Stake)权益证明机制。不再以算力做为验证方式,而是通过质押加密货币的数量做为验证手段。矿工不需要显卡也能挖矿,既节省了时间成本与电力成本,又提高了 ETH 的利用率,非常类似钱存在银行获得利息。
ETH2 主要使用的技术是分片分层技术实现整个网络扩容。
ETH2 升级将分为三个阶段进行:
1. 阶段0(正在进行):信标链的创建与合并。信标链是 ETH2 的主链,如同人类的大脑,是 ETH2 得以运行的基础。
2. 阶段1(预计2022年):分片链的创建与应用。当信标链与 ETH1 合并完成后,就进入分片链的开发阶段。分片链可以理解为将 ETH2 主链的整块数据按一定规则拆分存放,单独建立新链处理,用来分担主链上的数据压力,目前规划是建立 64 条分片链。
举个例子,从北京到上海,原来的交通工具只有一条公路,所有的车辆都需要在上边运行,就会非常拥挤;现在通过分片技术,多出来高铁、飞机等交通方式,分流的车辆同时到达速度更快,这就是分片链起到的作用。
分片链与主链交互示意图
3. 阶段2(预计2023年):整个网络功能的融合。到了此阶段,整个系统的功能全面开始融合,分片链的功能会更加强大,新的处理机制开始支持账户、智能合约、开发工具的创建,新的生态应用等。
此阶段是以太坊网络的最终形态,网络性能得到全面提升,生态应用全面爆发。但要服务全人类,ETH2 每秒 1000 次的交易效率显然还是远远不够,以太坊也会为它的目标持续优化下去。
ETH2对于大家有什么影响?
1. 对于以太坊生态开发者。ETH2 在部署应用的时候,是需要选择应用在哪条分片网络进行部署,造成这种差异的原因是跨分片通信不同步,这就意味着开发者需要根据自己发展计划做不同的组合。
2. 对与 ETH 持币者。ETH2 与 ETH1 数据完全同步,代币也不会有任何变化,你可以继续使用现在的钱包地址继续持有 ETH。
3. 对于矿工。虽然 PoW 与 PoS 还会并行一段时间,可以预计的 PoW 矿机的产出会越来越少,应该开始减少 PoW 矿机的投资,开始转向 PoS 机制。
4. 对于用户。ETH2 速度更快,交易手续费更低,网络体验会非常好,唯一值得注意的是,由于 Dapp 部署在不同的分片网络上,可能需要手动选择应用的网络选项。
ETH是否值得投资?
ETH 是除了 BTC 以外市场的风向标,明确了解 ETH2 非常有助于我们理解其他区块链项目,理解二级市场。
简单总结几个点吧:
1. 通过以太坊的项目分析,我们可以清晰地看到:在比特币之后,以太坊项目的发展史就是目前区块链应用生态的发展史。无论 DEFI 生态,NFT 生态,DAO 生态还是代币、合约、协议生态,其实在以太坊发布白皮书时已有预见,后来出现的项目,都是围绕以太坊做验证。
2. 以太坊的联合创始人里,只有 V 神还在为以太坊事业做贡献,但这并不影响以以太坊繁荣发展。以太坊初始团队只是创建了它,后续的发展是社区、开发者、矿工与用户共同建立的结果,现在的以太坊早已不是某一个人的思维,它是所有以太坊生态参与者共同的结晶,它属于全人类。
3. 以太坊在过去的几年一直沿着既定的开发轨迹发展,虽然中途一度出现过危机,以太坊“被死亡”了好几百次,以太坊还是顽强的发展下来,并且拥有了繁荣生态。ETH2 还要两三年时间才能落地,中间也充满变数,比如其他的公链抢占先机,但可以预见,ETH2 后的以太坊会更加健壮。
4. 不要在抱有任何 BTC 会死亡,区块链行业会消失这样的伪命题。BTC、ETH 让我们看到了突破原有公司组织架构,一种全新无组织架构的商业模式存在,这种商业模式显然更符合这个时代的发展需求,无论项目地发起团队在不在,无论各国政府如何打压,只要技术对人类有贡献,就会由人员自发组织维护,区块链技术是革命。
5. ETH2 的上线,短期看 PoW 奖励与 PoS 奖励并行,可能会让 ETH 总通胀率短期内飙升,长期看 ETH 通胀率始终保持平衡。加上 ETH 本身的生态与应用场景,ETH是值得投资的,目前看不到有其他公链代替以太坊公链的可能性,ETH2 的上线,甚至会对其他公链造成“虹吸效应”,万链归一。
#比特币[超话]# #数字货币#
D. 如何找到区块链的密码,区块链的密钥是什么
【深度知识】区块链之加密原理图示(加密,签名)先放一张以太坊的架构图:
在学习的过程中主要是采用单个模块了学习了解的,包括P2P,密码学,网络,协议等。直接开始总结:
秘钥分配问题也就是秘钥的传输问题,如果对称秘钥,那么只能在线下进行秘钥的交换。如果在线上传输秘钥,那就有可能被拦截。所以采用非对称加密,两把钥匙,一把私钥自留,一把公钥公开。公钥可以在网上传输。不用线下交易。保证数据的安全性。
如上图,A节点发送数据到B节点,此时采用公钥加密。A节点从自己的公钥中获取到B节点的公钥对明文数据加密,得到密文发送给B节点。而B节点采用自己的私钥解密。
2、无法解决消息篡改。
如上图,A节点采用B的公钥进行加密,然后将密文传输给B节点。B节点拿A节点的公钥将密文解密。
1、由于A的公钥是公开的,一旦网上黑客拦截消息,密文形同虚设。说白了,这种加密方式,只要拦截消息,就都能解开。
2、同样存在无法确定消息来源的问题,和消息篡改的问题。
如上图,A节点在发送数据前,先用B的公钥加密,得到密文1,再用A的私钥对密文1加密得到密文2。而B节点得到密文后,先用A的公钥解密,得到密文1,之后用B的私钥解密得到明文。
1、当网络上拦截到数据密文2时,由于A的公钥是公开的,故可以用A的公钥对密文2解密,就得到了密文1。所以这样看起来是双重加密,其实最后一层的私钥签名是无效的。一般来讲,我们都希望签名是签在最原始的数据上。如果签名放在后面,由于公钥是公开的,签名就缺乏安全性。
2、存在性能问题,非对称加密本身效率就很低下,还进行了两次加密过程。
如上图,A节点先用A的私钥加密,之后用B的公钥加密。B节点收到消息后,先采用B的私钥解密,然后再利用A的公钥解密。
1、当密文数据2被黑客拦截后,由于密文2只能采用B的私钥解密,而B的私钥只有B节点有,其他人无法机密。故安全性最高。
2、当B节点解密得到密文1后,只能采用A的公钥来解密。而只有经过A的私钥加密的数据才能用A的公钥解密成功,A的私钥只有A节点有,所以可以确定数据是由A节点传输过来的。
经两次非对称加密,性能问题比较严重。
基于以上篡改数据的问题,我们引入了消息认证。经过消息认证后的加密流程如下:
当A节点发送消息前,先对明文数据做一次散列计算。得到一个摘要,之后将照耀与原始数据同时发送给B节点。当B节点接收到消息后,对消息解密。解析出其中的散列摘要和原始数据,然后再对原始数据进行一次同样的散列计算得到摘要1,比较摘要与摘要1。如果相同则未被篡改,如果不同则表示已经被篡改。
在传输过程中,密文2只要被篡改,最后导致的hash与hash1就会产生不同。
无法解决签名问题,也就是双方相互攻击。A对于自己发送的消息始终不承认。比如A对B发送了一条错误消息,导致B有损失。但A抵赖不是自己发送的。
在(三)的过程中,没有办法解决交互双方相互攻击。什么意思呢?有可能是因为A发送的消息,对A节点不利,后来A就抵赖这消息不是它发送的。
为了解决这个问题,故引入了签名。这里我们将(二)-4中的加密方式,与消息签名合并设计在一起。
在上图中,我们利用A节点的私钥对其发送的摘要信息进行签名,然后将签名+原文,再利用B的公钥进行加密。而B得到密文后,先用B的私钥解密,然后对摘要再用A的公钥解密,只有比较两次摘要的内容是否相同。这既避免了防篡改问题,有规避了双方攻击问题。因为A对信息进行了签名,故是无法抵赖的。
为了解决非对称加密数据时的性能问题,故往往采用混合加密。这里就需要引入对称加密,如下图:
在对数据加密时,我们采用了双方共享的对称秘钥来加密。而对称秘钥尽量不要在网络上传输,以免丢失。这里的共享对称秘钥是根据自己的私钥和对方的公钥计算出的,然后适用对称秘钥对数据加密。而对方接收到数据时,也计算出对称秘钥然后对密文解密。
以上这种对称秘钥是不安全的,因为A的私钥和B的公钥一般短期内固定,所以共享对称秘钥也是固定不变的。为了增强安全性,最好的方式是每次交互都生成一个临时的共享对称秘钥。那么如何才能在每次交互过程中生成一个随机的对称秘钥,且不需要传输呢?
那么如何生成随机的共享秘钥进行加密呢?
对于发送方A节点,在每次发送时,都生成一个临时非对称秘钥对,然后根据B节点的公钥和临时的非对称私钥可以计算出一个对称秘钥(KA算法-KeyAgreement)。然后利用该对称秘钥对数据进行加密,针对共享秘钥这里的流程如下:
对于B节点,当接收到传输过来的数据时,解析出其中A节点的随机公钥,之后利用A节点的随机公钥与B节点自身的私钥计算出对称秘钥(KA算法)。之后利用对称秘钥机密数据。
对于以上加密方式,其实仍然存在很多问题,比如如何避免重放攻击(在消息中加入Nonce),再比如彩虹表(参考KDF机制解决)之类的问题。由于时间及能力有限,故暂时忽略。
那么究竟应该采用何种加密呢?
主要还是基于要传输的数据的安全等级来考量。不重要的数据其实做好认证和签名就可以,但是很重要的数据就需要采用安全等级比较高的加密方案了。
密码套件是一个网络协议的概念。其中主要包括身份认证、加密、消息认证(MAC)、秘钥交换的算法组成。
在整个网络的传输过程中,根据密码套件主要分如下几大类算法:
秘钥交换算法:比如ECDHE、RSA。主要用于客户端和服务端握手时如何进行身份验证。
消息认证算法:比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用于消息摘要。
批量加密算法:比如AES,主要用于加密信息流。
伪随机数算法:例如TLS1.2的伪随机函数使用MAC算法的散列函数来创建一个主密钥——连接双方共享的一个48字节的私钥。主密钥在创建会话密钥(例如创建MAC)时作为一个熵来源。
在网络中,一次消息的传输一般需要在如下4个阶段分别进行加密,才能保证消息安全、可靠的传输。
握手/网络协商阶段:
在双方进行握手阶段,需要进行链接的协商。主要的加密算法包括RSA、DH、ECDH等
身份认证阶段:
身份认证阶段,需要确定发送的消息的来源来源。主要采用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密,DSA签名)等。
消息加密阶段:
消息加密指对发送的信息流进行加密。主要采用的加密方式包括DES、RC4、AES等。
消息身份认证阶段/防篡改阶段:
主要是保证消息在传输过程中确保没有被篡改过。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。
ECC:EllipticCurvesCryptography,椭圆曲线密码编码学。是一种根据椭圆上点倍积生成公钥、私钥的算法。用于生成公私秘钥。
ECDSA:用于数字签名,是一种数字签名算法。一种有效的数字签名使接收者有理由相信消息是由已知的发送者创建的,从而发送者不能否认已经发送了消息(身份验证和不可否认),并且消息在运输过程中没有改变。ECDSA签名算法是ECC与DSA的结合,整个签名过程与DSA类似,所不一样的是签名中采取的算法为ECC,最后签名出来的值也是分为r,s。主要用于身份认证阶段。
ECDH:也是基于ECC算法的霍夫曼树秘钥,通过ECDH,双方可以在不共享任何秘密的前提下协商出一个共享秘密,并且是这种共享秘钥是为当前的通信暂时性的随机生成的,通信一旦中断秘钥就消失。主要用于握手磋商阶段。
ECIES:是一种集成加密方案,也可称为一种混合加密方案,它提供了对所选择的明文和选择的密码文本攻击的语义安全性。ECIES可以使用不同类型的函数:秘钥协商函数(KA),秘钥推导函数(KDF),对称加密方案(ENC),哈希函数(HASH),H-MAC函数(MAC)。
ECC是椭圆加密算法,主要讲述了按照公私钥怎么在椭圆上产生,并且不可逆。ECDSA则主要是采用ECC算法怎么来做签名,ECDH则是采用ECC算法怎么生成对称秘钥。以上三者都是对ECC加密算法的应用。而现实场景中,我们往往会采用混合加密(对称加密,非对称加密结合使用,签名技术等一起使用)。ECIES就是底层利用ECC算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非对称加密,对称加密和签名的功能。
metacharset="utf-8"
这个先订条件是为了保证曲线不包含奇点。
所以,随着曲线参数a和b的不断变化,曲线也呈现出了不同的形状。比如:
所有的非对称加密的基本原理基本都是基于一个公式K=kG。其中K代表公钥,k代表私钥,G代表某一个选取的基点。非对称加密的算法就是要保证该公式不可进行逆运算(也就是说G/K是无法计算的)。*
ECC是如何计算出公私钥呢?这里我按照我自己的理解来描述。
我理解,ECC的核心思想就是:选择曲线上的一个基点G,之后随机在ECC曲线上取一个点k(作为私钥),然后根据kG计算出我们的公钥K。并且保证公钥K也要在曲线上。*
那么kG怎么计算呢?如何计算kG才能保证最后的结果不可逆呢?这就是ECC算法要解决的。
首先,我们先随便选择一条ECC曲线,a=-3,b=7得到如下曲线:
在这个曲线上,我随机选取两个点,这两个点的乘法怎么算呢?我们可以简化下问题,乘法是都可以用加法表示的,比如22=2+2,35=5+5+5。那么我们只要能在曲线上计算出加法,理论上就能算乘法。所以,只要能在这个曲线上进行加法计算,理论上就可以来计算乘法,理论上也就可以计算k*G这种表达式的值。
曲线上两点的加法又怎么算呢?这里ECC为了保证不可逆性,在曲线上自定义了加法体系。
现实中,1+1=2,2+2=4,但在ECC算法里,我们理解的这种加法体系是不可能。故需要自定义一套适用于该曲线的加法体系。
ECC定义,在图形中随机找一条直线,与ECC曲线相交于三个点(也有可能是两个点),这三点分别是P、Q、R。
那么P+Q+R=0。其中0不是坐标轴上的0点,而是ECC中的无穷远点。也就是说定义了无穷远点为0点。
同样,我们就能得出P+Q=-R。由于R与-R是关于X轴对称的,所以我们就能在曲线上找到其坐标。
P+R+Q=0,故P+R=-Q,如上图。
以上就描述了ECC曲线的世界里是如何进行加法运算的。
从上图可看出,直线与曲线只有两个交点,也就是说直线是曲线的切线。此时P,R重合了。
也就是P=R,根据上述ECC的加法体系,P+R+Q=0,就可以得出P+R+Q=2P+Q=2R+Q=0
于是乎得到2P=-Q(是不是与我们非对称算法的公式K=kG越来越近了)。
于是我们得出一个结论,可以算乘法,不过只有在切点的时候才能算乘法,而且只能算2的乘法。
假若2可以变成任意个数进行想乘,那么就能代表在ECC曲线里可以进行乘法运算,那么ECC算法就能满足非对称加密算法的要求了。
那么我们是不是可以随机任何一个数的乘法都可以算呢?答案是肯定的。也就是点倍积计算方式。
选一个随机数k,那么k*P等于多少呢?
我们知道在计算机的世界里,所有的都是二进制的,ECC既然能算2的乘法,那么我们可以将随机数k描述成二进制然后计算。假若k=151=10010111
由于2P=-Q所以这样就计算出了kP。这就是点倍积算法。所以在ECC的曲线体系下是可以来计算乘法,那么以为这非对称加密的方式是可行的。
至于为什么这样计算是不可逆的。这需要大量的推演,我也不了解。但是我觉得可以这样理解:
我们的手表上,一般都有时间刻度。现在如果把1990年01月01日0点0分0秒作为起始点,如果告诉你至起始点为止时间流逝了整1年,那么我们是可以计算出现在的时间的,也就是能在手表上将时分秒指针应该指向00:00:00。但是反过来,我说现在手表上的时分秒指针指向了00:00:00,你能告诉我至起始点算过了有几年了么?
ECDSA签名算法和其他DSA、RSA基本相似,都是采用私钥签名,公钥验证。只不过算法体系采用的是ECC的算法。交互的双方要采用同一套参数体系。签名原理如下:
在曲线上选取一个无穷远点为基点G=(x,y)。随机在曲线上取一点k作为私钥,K=k*G计算出公钥。
签名过程:
生成随机数R,计算出RG.
根据随机数R,消息M的HASH值H,以及私钥k,计算出签名S=(H+kx)/R.
将消息M,RG,S发送给接收方。
签名验证过程:
接收到消息M,RG,S
根据消息计算出HASH值H
根据发送方的公钥K,计算HG/S+xK/S,将计算的结果与RG比较。如果相等则验证成功。
公式推论:
HG/S+xK/S=HG/S+x(kG)/S=(H+xk)/GS=RG
在介绍原理前,说明一下ECC是满足结合律和交换律的,也就是说A+B+C=A+C+B=(A+C)+B。
这里举一个WIKI上的例子说明如何生成共享秘钥,也可以参考AliceAndBob的例子。
Alice与Bob要进行通信,双方前提都是基于同一参数体系的ECC生成的公钥和私钥。所以有ECC有共同的基点G。
生成秘钥阶段:
Alice采用公钥算法KA=ka*G,生成了公钥KA和私钥ka,并公开公钥KA。
Bob采用公钥算法KB=kb*G,生成了公钥KB和私钥kb,并公开公钥KB。
计算ECDH阶段:
Alice利用计算公式Q=ka*KB计算出一个秘钥Q。
Bob利用计算公式Q'=kb*KA计算出一个秘钥Q'。
共享秘钥验证:
Q=kaKB=ka*kb*G=ka*G*kb=KA*kb=kb*KA=Q'
故双方分别计算出的共享秘钥不需要进行公开就可采用Q进行加密。我们将Q称为共享秘钥。
在以太坊中,采用的ECIEC的加密套件中的其他内容:
1、其中HASH算法采用的是最安全的SHA3算法Keccak。
2、签名算法采用的是ECDSA
3、认证方式采用的是H-MAC
4、ECC的参数体系采用了secp256k1,其他参数体系参考这里
H-MAC全程叫做Hash-.其模型如下:
在以太坊的UDP通信时(RPC通信加密方式不同),则采用了以上的实现方式,并扩展化了。
首先,以太坊的UDP通信的结构如下:
其中,sig是经过私钥加密的签名信息。mac是可以理解为整个消息的摘要,ptype是消息的事件类型,data则是经过RLP编码后的传输数据。
其UDP的整个的加密,认证,签名模型如下:
区块链密码算法是怎样的?
区块链作为新兴技术受到越来越广泛的关注,是一种传统技术在互联网时代下的新的应用,这其中包括分布式数据存储技术、共识机制和密码学等。随着各种区块链研究联盟的创建,相关研究得到了越来越多的资金和人员支持。区块链使用的Hash算法、零知识证明、环签名等密码算法:
Hash算法
哈希算法作为区块链基础技术,Hash函数的本质是将任意长度(有限)的一组数据映射到一组已定义长度的数据流中。若此函数同时满足:
(1)对任意输入的一组数据Hash值的计算都特别简单;
(2)想要找到2个不同的拥有相同Hash值的数据是计算困难的。
满足上述两条性质的Hash函数也被称为加密Hash函数,不引起矛盾的情况下,Hash函数通常指的是加密Hash函数。对于Hash函数,找到使得被称为一次碰撞。当前流行的Hash函数有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。
比特币使用的是SHA256,大多区块链系统使用的都是SHA256算法。所以这里先介绍一下SHA256。
1、SHA256算法步骤
STEP1:附加填充比特。对报文进行填充使报文长度与448模512同余(长度=448mod512),填充的比特数范围是1到512,填充比特串的最高位为1,其余位为0。
STEP2:附加长度值。将用64-bit表示的初始报文(填充前)的位长度附加在步骤1的结果后(低位字节优先)。
STEP3:初始化缓存。使用一个256-bit的缓存来存放该散列函数的中间及最终结果。
STEP4:处理512-bit(16个字)报文分组序列。该算法使用了六种基本逻辑函数,由64步迭代运算组成。每步都以256-bit缓存值为输入,然后更新缓存内容。每步使用一个32-bit常数值Kt和一个32-bitWt。其中Wt是分组之后的报文,t=1,2,...,16。
STEP5:所有的512-bit分组处理完毕后,对于SHA256算法最后一个分组产生的输出便是256-bit的报文。
作为加密及签名体系的核心算法,哈希函数的安全性事关整个区块链体系的底层安全性。所以关注哈希函数的研究现状是很有必要的。
2、Hash函的研究现状
2004年我国密码学家王小云在国际密码讨论年会(CRYPTO)上展示了MD5算法的碰撞并给出了第一个实例(CollisionsforhashfunctionsMD4,MD5,HAVAL-128andRIPEMD,rumpsessionofCRYPTO2004,,EuroCrypt2005)。该攻击复杂度很低,在普通计算机上只需要几秒钟的时间。2005年王小云教授与其同事又提出了对SHA-1算法的碰撞算法,不过计算复杂度为2的63次方,在实际情况下难以实现。
2017年2月23日谷歌安全博客上发布了世界上第一例公开的SHA-1哈希碰撞实例,在经过两年的联合研究和花费了巨大的计算机时间之后,研究人员在他们的研究网站SHAttered上给出了两个内容不同,但是具有相同SHA-1消息摘要的PDF文件,这就意味着在理论研究长期以来警示SHA-1算法存在风险之后,SHA-1算法的实际攻击案例也浮出水面,同时也标志着SHA-1算法终于走向了生命的末期。
NIST于2007年正式宣布在全球范围内征集新的下一代密码Hash算法,举行SHA-3竞赛。新的Hash算法将被称为SHA-3,并且作为新的安全Hash标准,增强现有的FIPS180-2标准。算法提交已于2008年10月结束,NIST分别于2009年和2010年举行2轮会议,通过2轮的筛选选出进入最终轮的算法,最后将在2012年公布获胜算法。公开竞赛的整个进程仿照高级加密标准AES的征集过程。2012年10月2日,Keccak被选为NIST竞赛的胜利者,成为SHA-3。
Keccak算法是SHA-3的候选人在2008年10月提交。Keccak采用了创新的的“海绵引擎”散列消息文本。它设计简单,方便硬件实现。Keccak已可以抵御最小的复杂度为2n的攻击,其中N为散列的大小。它具有广泛的安全边际。目前为止,第三方密码分析已经显示出Keccak没有严重的弱点。
KangarooTwelve算法是最近提出的Keccak变种,其计算轮次已经减少到了12,但与原算法比起来,其功能没有调整。
零知识证明
在密码学中零知识证明(zero-knowledgeproof,ZKP)是一种一方用于向另一方证明自己知晓某个消息x,而不透露其他任何和x有关的内容的策略,其中前者称为证明者(Prover),后者称为验证者(Verifier)。设想一种场景,在一个系统中,所有用户都拥有各自全部文件的备份,并利用各自的私钥进行加密后在系统内公开。假设在某个时刻,用户Alice希望提供给用户Bob她的一部分文件,这时候出现的问题是Alice如何让Bob相信她确实发送了正确的文件。一个简单地处理办法是Alice将自己的私钥发给Bob,而这正是Alice不希望选择的策略,因为这样Bob可以轻易地获取到Alice的全部文件内容。零知识证明便是可以用于解决上述问题的一种方案。零知识证明主要基于复杂度理论,并且在密码学中有广泛的理论延伸。在复杂度理论中,我们主要讨论哪些语言可以进行零知识证明应用,而在密码学中,我们主要讨论如何构造各种类型的零知识证明方案,并使得其足够优秀和高效。
环签名群签名
1、群签名
在一个群签名方案中,一个群体中的任意一个成员可以以匿名的方式代表整个群体对消息进行签名。与其他数字签名一样,群签名是可以公开验证的,且可以只用单个群公钥来验证。群签名一般流程:
(1)初始化,群管理者建立群资源,生成对应的群公钥(GroupPublicKey)和群私钥(GroupPrivateKey)群公钥对整个系统中的所有用户公开,比如群成员、验证者等。
(2)成员加入,在用户加入群的时候,群管理者颁发群证书(GroupCertificate)给群成员。
(3)签名,群成员利用获得的群证书签署文件,生成群签名。
(4)验证,同时验证者利用群公钥仅可以验证所得群签名的正确性,但不能确定群中的正式签署者。
(5)公开,群管理者利用群私钥可以对群用户生成的群签名进行追踪,并暴露签署者身份。
2、环签名
2001年,Rivest,shamir和Tauman三位密码学家首次提出了环签名。是一种简化的群签名,只有环成员没有管理者,不需要环成员间的合作。环签名方案中签名者首先选定一个临时的签名者集合,集合中包括签名者。然后签名者利用自己的私钥和签名集合中其他人的公钥就可以独立的产生签名,而无需他人的帮助。签名者集合中的成员可能并不知道自己被包含在其中。
环签名方案由以下几部分构成:
(1)密钥生成。为环中每个成员产生一个密钥对(公钥PKi,私钥SKi)。
(2)签名。签名者用自己的私钥和任意n个环成员(包括自己)的公钥为消息m生成签名a。
(3)签名验证。验证者根据环签名和消息m,验证签名是否为环中成员所签,如果有效就接收,否则丢弃。
环签名满足的性质:
(1)无条件匿名性:攻击者无法确定签名是由环中哪个成员生成,即使在获得环成员私钥的情况下,概率也不超过1/n。
(2)正确性:签名必需能被所有其他人验证。
(3)不可伪造性:环中其他成员不能伪造真实签名者签名,外部攻击者即使在获得某个有效环签名的基础上,也不能为消息m伪造一个签名。
3、环签名和群签名的比较
(1)匿名性。都是一种个体代表群体签名的体制,验证者能验证签名为群体中某个成员所签,但并不能知道为哪个成员,以达到签名者匿名的作用。
(2)可追踪性。群签名中,群管理员的存在保证了签名的可追
E. 区块链分为哪些层(区块链的六个层次结构)
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。
区块链技术可以分为几个层面?重庆金窝窝网络分析区块链技术的结构层面如下:
区块链可以大致分成两个层面,
一是做区块链底层技术;
二是做区块链上层应用,即基于区块链的改造、优化或者创新应用。
区块链技术系统是由哪些层组成的?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技术;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。
F. 什么是以太币/以太坊ETH
以太币(ETH)是以太坊(Ethereum)的一种数字代币,被视为“比特币2.0版”,采用与比特币不同的区块链技术“以太坊”(Ethereum),一个开源的有智能合约成果的民众区块链平台,由全球成千上万的计算机构成的共鸣网络。开发者们需要支付以太币(ETH)来支撑应用的运行。和其他数字货币一样,以太币可以在交易平台上进行买卖 。
温馨提示:以上解释仅供参考,不作任何建议。入市有风险,投资需谨慎。您在做任何投资之前,应确保自己完全明白该产品的投资性质和所涉及的风险,详细了解和谨慎评估产品后,再自身判断是否参与交易。
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G. 以太坊是什么
随着区块链技术的创新,一个新的平台诞生了,它就是以太坊。以太坊不像比特币那样只是一种加密货币,它还存在其它特征,使其成为了一个巨大的分布式计算机。
那么,到底什么是以太坊?
具体来说,以太坊(Ethereum)是一个可编程、可视化、更易用的区块链,它允许任何人编写智能合约和发行代币。就像比特币一样,以太坊是去中心化的,由全网共同记账,账本公开透明且不可窜改。
与比特币不同的是,以太坊是可编程的区块链,它提供了一套图灵完备的脚本语言,因此,开发人员可以直接用C语言等高级语言编程,转换成汇编语言,大大降低了区块链应用的开发难度。
为了更易理解,打个比方,以太坊就像是区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。它上面提供各种模块让用户来搭建应用,如果将搭建应用比作造房子,那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块,用户只需像搭积木一样把房子搭起来,因此在以太坊上建立应用的成本和速度都大大改善。
事实上,在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)。
至于以太坊如何运作?
与其它区块链一样,以太坊需要几千人在自己的计算机上运行一个软件,为该网络提供动力。网络中的每个节点(计算机)运行一个叫做以太坊虚拟机(EVM)的软件。如果将以太坊虚拟机想象成一个操作系统,它能理解并执行通过以太坊特定编程语言编写的软件,由以太坊虚拟机执行的软件/应用程序被称为“智能合约”。
不过,在这台计算机上操作并不是免费的,需要支付该网络自带的加密货币,叫做以太币(Ether)。以太币与比特币大致相同,除了一点,即以太币可以为在以太坊上执行智能合约而付费。
回到以太坊的发展史,以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员Vitalik Buterin受比特币启发后提出,大意为“下一代加密货币与去中心化应用平台”,在2014年通过ICO众筹开始得以发展。
截至2018年2月,以太币是市值第二高的加密货币,仅次于比特币。
对于许多程序工程师和投资人而言,2015年7月30号这一天是一个大日子,经过18个月的酝酿期后,以太坊区块链平台终于正式诞生了,当天在位于布鲁克林的办公室上午11:45左右,当以太坊区块链产生第一个创世区块,随即有很多狂热的矿工在后头想要赢得第一个区块,也就是以太坊专属电子货币,以太币的所有权。当时整个办公室掌声雷动,那一天天气很糟糕,纽约一带下了大雷雨,每个人的智能手机不时传来嘈杂的洪水警告讯号。
根据该公司网站资料的说明,以太坊是一个去中心化的应用平台,以智能合约为例,设计师可以完全排除死机被监控,被诈骗或者是被第三方横加干预的可能,跟比特币一样,以太坊利用以太币吸引参加者,建立验证交易平台的网络架构,维持网络架构的运作,并且以共识决定哪些是真正发生过存在的事件,但是以太坊和比特币也有所不同,以太坊提供一些功能强大的工具,让投入开发的人创造出去,具有去中心化的软件服务,使用范围可以从线上 游戏 横跨到股票交易。
以太坊的构想源自于2013年,当时才19岁的俄裔加拿大人为例,维塔利克布特林,他当时跟比特币的核心开发者争论,区块链网络架构需要有更稳固的手稿语言才能发展其他的应用软件,不过他的想法没有被采纳,促成了他打定主意要开发一套符合自己理念的区块链网络架构共识,这家公司可以说是他跨出的第一步,在以太坊区块链上推出了应用软件,如果我们把时间往回倒转几年,就会发现一个很有趣的对照。
有位大师托瓦兹推出Linux作业系统的举动,正如布特林推出以太坊一样如出一辙。共识系统公司的联合创始人约瑟夫鲁宾谈到区块链以太坊的兴起时表示,我愈发觉得走上街头去贴海报诉求是很浪费时间的一件事,倒不如一起合作,在这个失衡的 社会 的经济体制带来要比较实际得改变。
跟许多创业者一样,鲁宾提出的愿望也很有企图心,他不只想要创立一家了不起的公司,也想借机克服这个世界上难解的问题。这个公司的应用程序会对十多个其他领域的产业带来震撼力十足的效果,他们的计划包括分布式的三重记账会计体系,针对原本广受好评,但是后来却因为集中管控儿而遭受争议的reddit论坛推出分布式的新版本,自动执行的文件格式进行管理,系统现在叫智能合约,涵盖商务 体育 和 娱乐 领域的预测市场、公开竞标的能源市场、足以和苹果电脑分庭抗礼的一整套可以供大规模协作集体创造,实现无管理阶层公司之共同管理机制的商务工具。
以太坊Ethereum由V神(Vitalik Buterin)在2014年创办,它是一个区块链底层系统,类似于互联网的操作系统,基于它开发的DAPP(去中心化应用)类似于基于互联网操作系统开发的软件APP。
它的出现主要是弥补比特币的不足,比特币只能实现点对点的电子现金交易系统,但是区块链技术在其他场景的应用却无法实现。如果每用于一个场景,就搭建一个底层基础系统,再进行开发,太耗时间和精力,成本也很高。为此,以太坊就建了一个底层系统供开发者使用,开发者只需要在其基础上开发自己的DAPP应用就可以了。去年5月数据显示,全球就已有200多个以太坊应用。
此外,以太坊也是区块链比较优秀的公链之一。不过,它的交易速度太慢令众多开发者诟病,以太坊开发者正在不断尝试研发分片技术对此现象进行改变。
以太坊的本质是一个可编程可视化而且操作简单的区块链,允许任何人编写智能合约和发行代币(这也是为什么市面上各类空气币、传销币如此之多的一个原因之一)。和比特币一样,以太坊也是去中心化的,全网共同记录以太坊的所有情况,而且公开透明不可篡改。
那你想问,以太坊和比特币的不同之处在哪?通俗地讲,你可以把以太坊理解成为能够编程的区块链,它提供了一套图灵完备的脚本语言,后续的开发人员可以直接在这个基础上进行c语言等语言编程,之后转变成汇编语言,由此降低了区块链的应用的开发难度。就好像安卓系统上,准备好了api和接口,用户直接开发app就可以这样的逻辑。从以太坊诞生之初到现在,以太坊上已经诞生了几百个应用,俄罗斯政府甚至也与以太坊基金会合作。
希望我的回答能够帮助你!
在基础层面上,以太坊是基于区块链技术的软件平台。该平台允许构建和部署分散式应用程序。以太坊里的“以太”是什么?对Ethereum感兴趣的人们经常会问“以太是什么?”
了解以太是非常重要的,因为它是以太坊功能的基础。就像所有机器使用某种燃料一样,区块链也是如此。以太坊使用以太网,这是一种独特的代码,可用作支付运行应用程序或程序的方式。就像老虎机需要硬币(或者现在的预付卡)来运行硬币一样,客户必须使用乙醚作为付款才能在以太坊运行他们所要求的操作。
大家其他人的答案真的都是太麻烦了
讲得太复杂了
以太坊
简单来说就是这么一个结论:
以太坊等于 BTC+智能合约+合同自由+通缩资产+使用价值
这个结论其实不难理解的
官方定义更加诡诈:
开源的有智能合约功能的公共区块链平台。通过其专用加密货币以太币(Ether,又称“以太币”)提供去中心化的虚拟机
以太坊简单来说就是这么一个结论:
以太坊等于 BTC+智能合约+合同自由+通缩资产+使用价值
我给大家简单地来说说吧
首先先来看下面这个视频:也就是以太坊创始人V神的视频 特别好的解释
以太坊简单来说就是这么一个结论:
以太坊等于 BTC+智能合约+合同自由+通缩资产+使用价值
官方定义更加诡诈:
以太坊是一个可编程,可视化的区块链平台。其操作功能非常多,计算汇总各类数据等等。
以太坊是区块链技术的一个质的飞跃!就好比http是互联网底层支撑技术而以太坊就是可以基于以太坊智能合约做各种生态dapp
以太坊是什么?
以太坊是互联网新时代的基础:
内建货币与支付。
用户拥有个人数据主权,且不会被各类应用监听或窃取数据。
人人都有权使用开放金融系统。
基于中立且开源的基础架构,不受任何组织或个人控制。
以太坊的创建以太坊主网于 2015 年上线,是世界领先的可编程区块链。
和其它区块链一样,以太坊也拥有原生加密货币,叫作 Ether (ETH)。 ETH 是一种数字货币, 和比特币有许多相同的功能。 它是一种纯数字货币,可以即时发送给世界上任何地方的任何人。 ETH 的供应不受任何政府或组织控制,它是去中心化且具稀缺性的。 全世界的人们都在使用 ETH 进行支付,或将其作为价值存储和抵押品。
但与其它区块链不同的是,以太坊可以做更多的工作。 以太坊是可编程的,开发者可以用它来构建不同于以往的应用程序。
以太坊的作用这些去中心化的应用程序(或称“dapps”)基于加密货币与区块链技术, 因而值得信任,也就是说 dapps 一旦被“上传”到以太坊,它们将始终按照编好的程序运行。 这些应用程序可以控制数字资产,以便创造新的金融应用; 同时还是去中心化的,这意味着没有任何单一实体或个人可以控制它们。
目前,全世界有成千上万名开发者正在以太坊上构建应用程序、发明新的应用程序,其中有许多现在已经可以使用:
1.加密货币钱包:让你可以使用 ETH 或其他数字资产进行低成本的即时支付
2.金融应用程序:让你可以借贷、投资数字资产
3.去中心化市场:让你可以交易数字资产,甚至就现实世界事件的“预测”进行交易
4. 游戏 :你可以拥有 游戏 内的资产,甚至可以由此获得现实收益以及更多。
以太坊社区以太坊社区是世界上最大最活跃的区块链社区。它包括核心协议开发者、加密经济研究员、密码朋克、挖矿组织、ETH 持有者、应用开发者、普通用户、无政府主义者、财富 500 强公司。
没有公司或中心化的组织能够控制以太坊。 一直以来,以太坊由多元化的全球性社区贡献者来协同进行维护和改善,社区成员耕耘于以太坊的方方面面,从核心协议到应用程序。
以太坊拥堵的元凶找到了,竟然是它!
H. 区块链的网络构架包括哪些
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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区块链由哪些结构组成?
区块链是由区块相互连接形成的链式存储结构,区块就是链式存储结构中的数据元素,其中第一个区块被称为创始区块。
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一般区块包括区块头和区块体两部分。区块头包含每个区块的身份识别信息,如版本号、hash值、时间戳、区块高度等信息;区块体主要包含具体的交易数据。
金窝窝:区块链的构架是什么?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,金窝窝集团认为是由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成:
1、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技术;
2、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;
3、共识层:主要封装网络节点的各类共识算法;
4、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;
5、应用层:则封装了区块链的各种应用场景和案例。