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区块链与EOS,简单的报告您区块链是怎么职业的

发布时间:2019-09-30 01:07编辑:互联网浏览(61)

    原标题:简单的告诉你区块链是怎么工作的?

    区块链的共识有哪些?

    从技术上来讲,区块链是一种记录交易的数据结构,反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块链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。

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    区块链的工作原理

    现在比特币应用的是POW工作量证明,每秒最多只能处理7笔交易,速度极慢而且容易拥堵,这个是比特币的一个原始硬伤,在2017年上线的EOS在比特币原基础上修改了这个问题,EOS可以应用在商业服务上门,每秒可以处理交易笔数高达百万,这些日后可以为商业应用提供巨大的价值服务,下面介绍一下目前区块链典型的一些共识技术都有哪些:

    核心技术1、智能合约

    EOS在这段时间突然出现在众人的视野里,它的诞生并非是偶然,而是有着一场从内到外的进化演变历程,内从Bitshare、Steemit到EOS,外从比特币、以太坊到EOS,本期就从区块链的外部进化史进行论述。

    简单描述区块链的工作原理,A想要发送钱给B,这笔交易在网络上以一个区块作为代表,该区块广播给网络里所有的参与者,参与者同意交易有效,改区块被添加到链上,这条链提供永久和透明的交易记录,资金从A转移到B。全网一本帐,每个人都可以查找。

    1.工作量证明(POW):通常只能够从结果证明,因为检测工作过程通常是繁琐且低效的

    智能合约是一组情景应对型的程序化规则和逻辑,是通过部署在区块链上的去中心化、可信共享的脚本代码实现的。通常情况下,智能合约经各方签署后,以程序代码的形式附着在区块链数据上,经P2P网络传播和节点验证后记入区块链的特定区块中。智能合约封装了预定义的若干状态及转换规则、触发合约执行的情景、特定情景下的应对行动等。区块链可实时监控智能合约的状态,并通过核查外部数据源、确认满足特定触发条件后激活并执行合约。

    一、货币的演变

    我们能看到的是这个分布式的数据库里,记账不是由个人或者某个中心化的主体来控制的,而是由所有节点共同维护、共同记账的。所有的单一节点都无法篡改,想篡改一个记录,需要同时控制整个网络超过51%的节点或计算能力才可以,而区块链中的节点无限多且无时无刻都在增加新的节点,这基本上是不可能完成的事情。

    POW依赖机器进行数学运算来获取记账权,资源消耗大,共识机制高,可监管性弱,同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性能方面允许全网50%节点出错

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    在人类社会中,货币的形态经历了实物货币——贵金属货币——信用货币的演变过程,而信用货币里便包含了数字货币,也就是我们今天要讲述的。

    区块链的本质是一个互相验证的公开记账系统,这个系统所做的事情,就是记录所有账户发生的所有交易。每个账号的每笔数额变化都会被记录在全网总账本中。而且每个人手上都有一份完整的账本,每个人都可以独立统计出有史以来比特币系统每个账号的所有账目,也能算出任意账号当前余额是多少。

    POW的优点:完全去中心化,节点自由进出。

    核心技术2、共识机制

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    由于所有数据公开透明,任何人都可以去查看它的源代码,人们便会信任这套去中心化的系统,而不担心里面是否隐藏着什么阴谋。

    PoW的缺点:目前比特币已经吸引全球大部分的算力,其他再使用POW共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全;挖矿造成大量资源浪费,共识达成周期长。

    共识机制,就是所有记账节点之间如何达成共识,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。目前主要有四大类共识机制:PoW、PoS、DPoS和分布式一致性算法。

    货币的演变

    区块链的6层模型

    使用POW共识机制的项目有:比特币,以太坊前三个阶段,以太坊第四个阶段将使用权益证明机制(POS)

    PoW(Proofof Work,工作量证明):PoW机制,也就是像比特币的挖矿机制,矿工通过把网络尚未记录的现有交易打包到一个区块,然后不断遍历尝试来寻找一个随机数,使得新区块加上随机数的哈希值满足一定的难度条件。找到满足条件的随机数,就相当于确定了区块链最新的一个区块,也相当于获得了区块链的本轮记账权。矿工把满足挖矿难度条件的区块在网络中广播出去,全网其他节点在验证该区块满足挖矿难度条件,同时区块里的交易数据符合协议规范后,将各自把该区块链接到自己版本的区块链上,从而在全网形成对当前网络状态的共识。

    数字货币被频繁提起的便是区块链,真正让区块链为大家所熟知的正是那份白皮书《点对点之间的现金交易系统》,由此诞生了比特币,从而开启了世界的另一个篇章。

    区块链的基础模型分为6层:数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。每层分别完成一个核心功能,相互配合,实现一个去中心化的信任机制。

    2.权益证明POS

    PoS(Proofof Stake,权益证明):PoS机制,要求节点提供拥有一定数量的代币证明来获取竞争区块链记账权的一种分布式共识机制。如果单纯依靠代币余额来决定记账者必然使得富有者胜出,导致记账权的中心化,降低共识的公正性,因此不同的PoS机制在权益证明的基础上,采用不同方式来增加记账权的随机性来避免中心化。例如点点币(Peer Coin)PoS机制中,拥有最多链龄长的比特币获得记账权的几率就越大。NXT和Blackcoin则采用一个公式来预测下一记账的节点。拥有多的代币被选为记账节点的概率就会大。未来以太坊也会从目前的PoW机制转换到PoS机制,从目前看到的资料看,以太坊的PoS机制将采用节点下赌注来赌下一个区块,赌中者有额外以太币奖,赌不中者会被扣以太币的方式来达成下一区块的共识。

    二、区块链的三个代表性项目

    数据层:数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密;

    2011年在比特币论坛讲座上,首次提出,后经

    DPoS(DelegatedProof-Of-Stake,股份授权证明):DPoS很容易理解,类似于现代企业董事会制度。比特股采用的DPoS机制是由持股者投票选出一定数量的见证人,每个见证人按序有两秒的权限时间生成区块,若见证人在给定的时间片不能生成区块,区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。持股人可以随时通过投票更换这些见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速,也更加节能。

    比特币背后底层技术区块链也随着被大众所熟知,就现有的区块链发展进程,我们通过三个代表性:比特币、以太坊和EOS来梳理下它的发展脉络。

    网络层:P2P(点对点)网络、传播机制、验证机制;

    peercoin(点点币)和NXT(未来币)以不同思路实现

    分布式一致性算法:分布式一致性算法是基于传统的分布式一致性技术。其中有分为解决拜占庭将军问题的拜占庭容错算法,如PBFT(拜占庭容错算法)。另外解决非拜占庭问题的分布式一致性算法(Pasox、Raft),详细算法本文不做说明。该类算法目前是联盟链和私有链场景中常用的共识机制。

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    共识层:pow(工作量证明)、pos(权益证明)、dpos(股份授权证明) ;

    POS的主要理念是以节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比,相比POW,其在一定程度上减少了数学运算带来的资源浪费消耗,性能也得到了相应的提升,但是依然基于哈希运算,竞争获取记账权的方式,监管性弱。该共识机制的容错性和PoW相同,它是POW的一种升级,根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例地降低挖矿难度,从而加快找到随机的速度。

    综合来看,POW适合应用于公链,如果搭建私链,因为不存在验证节点的信任问题,可以采用POS比较合适;而联盟链由于存在不可。

    共识算法的演变

    激励层:发行机制、分配机制;

    POS的优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间;不再需要消耗大量能源去挖矿

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    Part1·比特币

    合约层:脚本代码、算法机制、智能合约;

    POS的缺点:还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点;所有的确认都只是一个概率上的表达,而不是一个确定性的事件,理论上有可能存在其他攻击影响;例如以太坊的DAO攻击事件造成的以太坊硬分叉,而ETC随之出现,事实上证明了此次硬分叉的失败。

    核心技术3、发行机制和激励机制:

    比特币采用POW解决了拜占庭将军问题,并且保证了节点的忠诚执行。其创新在于将一个非常简单的基于节点的去中心化共识协议与工作量证明机制结合在一起。其目的如白皮书上所说,是一个现金交易系统。

    应用层:可编程货币、可编程金融、可编程社会;

    3.股份授权证明DPOS:

    以比特币为例。比特币最开始由系统奖励给那些创建新区块的矿工,该奖励大约每四年减半。刚开始每记录一个新区块,奖励矿工50个比特币,该奖励大约每四年减半。依次类推,到公元2140年左右,新创建区块就没有系统所给予的奖励了。届时比特币全量约为2100万个,这就是比特币的总量,所以不会无限增加下去。

    Part2·以太坊

    大多属于技术范畴,不在过多的赘述。

    Bitshare(比特股)社区首先提出了DPS股份授权证明机制,简称DPOS。EOS也是应用DPOS股份授权证明机制,它与POS主要的区别在于节点选举若干代理人,

    另外一个激励的来源则是交易费。云豹研发的区块链,新创建区块没有系统的奖励时,矿工的收益会由系统奖励变为收取交易手续费。例如,你在转账时可以指定其中1%作为手续费支付给记录区块的矿工。如果某笔交易的输出值小于输入值,那么差额就是交易费,该交易费将被增加到该区块的激励中。只要既定数量的电子货币已经进入流通,那么激励机制就可以逐渐转换为完全依靠交易费,那么就不必再发行新的货币。

    以太坊的白皮书叫《下一代智能合约和去中心化应用平台》,其目的不仅仅停留在交易上,它要走的更远。它目的是要通过智能合约来搭建一个DAPP,即去中心化应用平台。

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    由代理人验证和记账,但其合规监管,性能,资源消耗和容错性与POS相似。类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,进行代理验证和记账。

    而智能合约正是对比特币里写死的脚本的一个扩展,在以太坊里,脚本是可编程的,并且脚本在一个EVM上运行,可以实现指定的功能(即图灵完备)。

    区块链的发展脉络

    DPOS的优点: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

    以太币一开始也是用POW的证明机制,但它采取了另一个去中心化共识协议。

    区块链1.0:以比特币为代表的可编程货币,它更多是指数字货币领域的创新,如货币转移、兑付和支付系统;

    DPOS的缺点:整个共识机制还是依赖于代币,而且很多商业应用是不需要代币的。

    Part3·EOS

    区块链2.0:基于区块链的可编程金融。它更多涉及一些合约方面的创新,特别是商业合同以及交易方面的创新,比如股票、证券、贷款、清算结算、所谓的智能合约等。

    4.pool验证池

    使用以太坊有两个很大的限制,一是收费,二是不支持高频交易(每秒十几笔交易)。基于这两个问题的解决有了一个全新的DAPP开发平台---EOS。EOS采用了一套全新的共识算法即DPOS,这个算法在之前的bitshare、steemit有了成功的实践,所以被无限看好。

    区块链3.0:区块链在其他行业的应用。它更多地对应人类组织形态的变革,包括健康、科学、文化和基于区块链的司法、投票等。

    基于传统的分布式一致性技术以及数据验证机制,pool(联营)验证池是目前行业内大范围使用的共识机制

    三、共识算法的演进

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    优点:不需要代币也可以工作,在成熟的分布式一致性算法的基础上,实现秒级共识验证

    Part1·POW工作量证明

    区块链的基本类型

    缺点:去中心化不如比特币,更适合多放参与的多中心商业模式

    比特币,以太坊,LTC的工作机制是POW,即Proof of work, 工作量证明机制。 在比特币和其他类比特币的系统中,POW系统是以合乎要求的HASH作为工作结果。POW的新增机制是“挖矿”,即矿工每完成一定量的计算,有可能获得一块新block中的新增比特币。这个过程是一个纯粹的通胀过程,即无中生有新增比特币。但获得新增的比特币有一定的要求,必须全球第一个找出特定的HASH值。

    公有链

    5.实用拜占庭容错

    POW代表币种:BTC,LTC,ETH,ETC,BCH,DASH,XMR,ZEC。

    公有链是指全世界任何人都可读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程的区块链。

    实用拜占庭容错是一种采用“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,允许强制监管节点参与,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,容错性为33%。由于特别适合联盟链的应用场景,实用拜占庭容错机制及其改进算法为目前使用最多的联盟链共识算法。

    优点:

    公有链有这么几个特点:

    6.授权拜占庭容错

    完全去中心化

    1、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,区块链可以保护其用户;

    2016年4月小蚁公司发布共识算法白皮书,描述了一种通用的共识机制——授权拜占庭容错,提出了一种改进拜占庭容错的算法。

    节点自由进出,容易实现

    2、访问门槛低,任何人都可以访问,只要有一台能够联网的计算机就能够满足基本的访问条件;

    授权拜占庭容错机制的优点: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。

    破坏系统花费的成本巨大

    3、所有数据默认公开,公有链中的每个参与者可以看到整个分布式账本的所有交易记录。

    授权拜占庭容错机制的缺点:当1/3及以上的记账人停止工作和,系统将无法提供服务;当1/3及以上的记账人联合作恶,且其他所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时,恶意记账人可以使系统出现分叉,但是会留下密码学证据

    缺点:

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    第一小节:关于区块链的简单介绍

    对节点的性能网络环境要求高

    私有链

    关于区块链,我们可以把它怎么介绍给身边的朋友呢,可以用下面这么一句简单的话来总结:把区块链跟互联网对比起来:

    无法达成最终一致性

    私有链是指其写入权限仅在一个组织手里的区块链,目的是对读取权限或者对外开放权限进行限制。

    互联网可以让信息高速,低成本的传递,是一条信息高速公路,但是他无法传递一类特殊的信息,那就是货币

    最关键的,浪费能源

    私有链有这么几个特点:

    而区块链恰恰可以解决这样的问题,因为区块链是一种价值传输网络

    Part2·POS股权证明

    1、交易速度非常之快一个私有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。

    互联网很善于处理信息分享,却不能解决价值转移这件事

    POS就是“股权证明”,Proof of stake,即直接证明你持有的份额。除了混合性的PPC之外,真正的POS币是没有挖矿过程的,也就是在创世区块内就写明了股权证明,之后的股权证明只能转让,不能挖矿。POS的新增机制是“利息”,即持有一定的POS币一定时间,当然得开着客户端,将获得一定量的固定“利息”。这部分“利息”是新增的POS币。只要你持有POS币并开机,你就能获得一定比例的“利息”。在现实世界中股权证明很普遍,最简单的就是股票。股票是用来记录股权的证明,同时代表着投票权和收益权。股票被创造出来以后,除了增发外,不能增加股权数量,要获得股票只能转让。

    2、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。

    关于区块链的概念我已经有,那么区块链账本的特点是什么呢?

    POS代表币种(包括DPOS):NXT,VEN,EOS,GNX,QTUM。

    3、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。

    区块链账本的特点有三个:

    优点:

    4、有助于保护基本的产品不被破坏,银行和传统的金融机构使用私有链可以保证它们的既有利益,以至原有的生态系统不被破坏。

    1.可以无限增加的巨型账本--每个区块可以视作这个账本的一页,每增加一个区块,账本就多一页,这一页中可能包含一条或者多条记录信息

    对节点性能要求低,达成共识时间短(网络环境好的话可实现毫秒级)

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    2.加密且有序的账本--账目信息会被打包成一个区块并加密,同时盖上时间戳,一个个区块按照时间戳顺序链接形成一个总账本

    ** 缺点:**

    联盟链

    3.去中心化的账本---由网内用户共同维护的,他是去中心化的.

    没有最终一致性

    联盟链是指其共识过程受到预选节点控制的区块链。只针对某个特定群体的成员和有限的第三方,其内部指定多个预选节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定。

    第二小节:关于【信任】方面

    Part3·DPOS:委托权益证明

    联盟链的几个特点:

    是基于POS衍生出的更专业的解决方案,他是类似于董事会的投票机制,选举出n个记账节点,在节点中提案者提交的提案被这些记账节点投票决定谁是正确的。

    1、是交易成本更便宜。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。

    DPOS代表币种:BTS,EOS,STEEM,GXS。

    2、是节点可以很好地连接,故障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。

    优点:

    3、是如果读取权限受到限制,可以提供更好的隐私保护。四是更灵活,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。

    减少记账节点规模,属于弱中心化,效率提高。

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    缺点:

    区块链的共识机制

    牺牲了去中心化的概念,不适合公有链。

    区块链的共识机制的目的是解决信任的问题,解决两个完全陌生人之间的信任问题。通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认。

    = END =

    区块链上的共识机制有很多种,不是每一种都适合所有具体应用场景的,共识需要在具体的应用场景下去讨论。这里我们来讨论下最常见的三种共识机制:

    1、工作量证明

    简称Pow,通常只能从结果证明,因为监测工作过程通常是繁琐且低效的。比特币在区块生成过程中就使用了pow机制。

    Pow依赖机器进行数学运算来获取记账权,资源消耗大、共识机制高、可监管性弱,同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%节点出错。

    Pow的优点:完全去中心化,节点自由进出

    Pow的缺点:目前比特币已经吸引全球大部分的算力,其他再使用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全,挖矿造成大量的资源浪费,共识达成的周期较长。

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    2、权益证明

    简称POS,权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。

    权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。这种共识机制可以缩短达成共识所需的时间,但本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算。因此,PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以应用于商业领域的问题。

    POS的优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间,不在需要大量消耗能源去挖矿。

    POS的缺点:还是需要挖矿,本质上没有解决商业应用的痛点;所有的确认都只是一个概率上的表述,而不是一个确定性的事情,理论上有可能存在其他攻击影响。

    3、股份授权证明

    简称DPOS,类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,进行代理验证和记账。

    DPOS的工作原理,每个股东按其持股比例拥有相应的影响力,51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的,其挑战是通过及时而高效的方法达到“51%批准”。为了达到这个目标,每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每位代表分配一个时间段来生产区块。

    DPOS的投票模式可以每30秒产生一个新区块,并且在正常的网络条件下,区块链分叉的可能性极其小,即使发生也可以在几分钟内得到解决。

    互联网解决了传统商业很多不能解决的问题,区块链能够解决很多互联网不能解决的问题,尤其是信息泛滥,信任缺失的问题,这些都是商业的基础。

    九点学社:由贺关武创立,专注区块链商业应用实,多年互联网从业经验,财经作家,著《新零售:电商创业陷阱》《社交电商:运营策略、技巧与实操》《电商,这么玩才有未来》。返回搜狐,查看更多

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