无论是Bitcoin、Ethereum还是EOS,作为一个分布式网络,首先需要解决分布式一致性的问题,也就是所有的节点如何对同一个提案或者值达成共识,这一问题在一个所有节点都是可以被信任的分布式集群中都是一个比较难以解决的问题,更不用说在复杂的区块链网络中了。
在加密货币领域中,共识算法是每个区块链网络的关键要素,它们负责维护这些分布式系统的完整性和安全性。第一个被创建出的加密货币共识算法是工作量证明,它由中本聪设计并在比特币上实现,用于实现拜占庭容错。
共识算法
共识算法可以被定义为使区块链网络达成共识的机制。公共区块链是作为分布式系统来构建的,由于它们不依赖于一个中央权威,因此分散的节点需要就交易的有效与否达成一致。这就是共识算法发挥作用的地方,确保所有节点都遵守协议规则并保证所有交易都以可靠的方式进行,即每个货币都只能花一次。在深入研究不同类型的共识算法之前,先了解算法和协议之间的差异非常重要。
共识算法与协议
算法和协议作为术语经常会被互换使用,但它们并非同一回事。简单来说,我们可以将协议定义为区块链的主要规则,而将算法定义为遵循这些规则的机制。除了金融系统中的广泛应用,区块链技术还可以应用于各种各样的业务,并且可以适用于不同的用例。但无论什么情景,区块链网络都将建立在一个协议之上,该协议将定义系统应该如何工作,因此系统的所有不同部分和网络的所有参与者都需要遵循规则。虽然协议确定了规则是什么,但算法告诉系统采取哪些步骤来遵守这些规则并最终产生所需的结果。例如,区块链的共识算法决定了交易和区块的有效性。因此,比特币和以太坊是协议,而工作量证明和权益证明是它们的共识算法。进一步来说,比特币协议定义了节点间应如何交互,数据应如何在它们之间传输,以及区块验证成功的要求是什么。另一方面,公式算法负责负责验证余额和签名,确认交易,以及实际执行区块验证-所有这些都取决于网络共识。
腾讯科技新增一条与区块链技术相关专利:8月9日,腾讯科技有限公司日前新增多条专利信息,其中一条与区块链技术相关,名为“基于区块链的资源聚合方法、系统、设备及存储介质”,公开号为CN111667371B,法律状态显示该专利已获授权。专利摘要显示,本申请公开了一种基于区块链的资源聚合方法、系统、设备及存储介质,属于区块链技术领域,应用该方案,在数据准备、数据验证两个阶段,提高资源聚合过程的效率和安全性。(新浪科技)[2021/8/9 1:43:50]
不同类型的共识算法
有几种类型的共识算法。最常见的是工作量证明和权益证明、PBFT、DPOS。在尝试平衡安全性与功能性和可扩展性时,每个方案都有各自的优缺点。
实用拜占庭容错算法
优点:高速、可扩展。缺点:通常用于私有网络和许可网络。采用者:HyperledgerFabric、Stellar、Ripple、Dispatch在解释这种算法之前,我们先来看看分布式计算中的经典问题——拜占庭将军问题。拜占庭将军问题是LeslieLamport在10世纪80年代提出的一个假想问题。拜占庭是东罗马帝国的首都,由于当时拜占庭罗马帝国国土辽阔,每支军队的驻地分隔很远,将军们只能靠信使传递消息。发生战争时将军们必须制订统一的行动计划。然而,这些将军中有叛徒,叛徒希望通过影响统一行动计划的制定与传播,破坏忠诚的将军们一致的行动计划。因此,将军们必须有一个预定的方法协议,使所有忠诚的将军够达成一致。而且少数几个叛徒不能使忠诚的将军做出错误的计划。也就是说,拜占庭将军问题的实质就是要寻找一个方法,使得将军们在一个有版徒的非信任环境中建立对战斗计划的共识。在分布式系统中,特别是在区块链网络环境中,也和拜占庭将军的环境类似,有运行正常的服务器,还有故障的服务器,有破坏者的服务器。共识算法的核心是在正常的节点间形成对网络状态的共识。实用拜占庭容错是首个提出的该问题解决方案,当前已被HyperledgerFabric采用。PBFT使用了较少的预选定将军数,因此运行非常高效。它的优点是高交易通量和吞吐量,但是不足之处在于是中心化的,并用于许可网络。拜占庭容错系统是指:在一个拥有n台节点的系统,整个系统,对每个请求满足如下条件:所有非拜占庭节点使用相同的输入信息,产生同样的结果;如果输入的信息正确,那么所有非拜占庭节点必须接收这个信息,并计算相应的结果。与此同时,在拜占庭系统的实际运行过程中一般假设系统中拜占庭节点不超过m台,并且对每个请求满足2个指标:安全性——任何已经完成的请求都不会被更改,它可以在以后请求看到;活性——可以接受并且执行非拜占庭客户端的请求,不会被任何因素影响而导致非拜占庭客户端的请求不能执行。拜占庭系统目前普遍采用的假设条件包括:1)拜占庭节点的行为可以是任意的,拜占庭节点之间可以共谋;2)节点之间的错误是不相关的;3)节点之间通过异步网络连接,网络中的消息可能丢失、乱序、延时到达;4)服务器之间传递的信息,第三方可以知晓,但是不能窜改、伪造信息的内容和验证信息的完整性;此外,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。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。
世界经济论坛发布一系列区块链行为准则,呼吁行业参与者共同遵守:世界经济论坛(World Economic Forum)今日发文《Presidio原则:去中心化未来的基本价值观》。文章指出,区块链技术是第四次工业革命的支柱之一,它不仅可以推动公共和私营部门的重大改进,而且还可以促成新的业务和治理模式。然而,没有充分考虑治理和用户保护的创新往往会导致对个人、公司和组织以及整个社会不利的结果。
为此,WEF的全球区块链理事会起草了一系列行为原则。WEF呼吁所有行业参与者,包括开发人员、政府、管理人员、国际组织、公司董事会和其他人员,在构建区块链应用程序时坚持这些原则,并自发引导其生态系统使用这些原则作为保护用户的基础。
WEF表示,希望该系列原则可以成为社区的指导性文件,但其也澄清,这些原则不具有法律约束力,仅供参考。(WEF官网)[2020/5/22]
工作量证明
工作量证明是第一个被建立的共识算法。它被比特币和许多其他加密货币所采用。工作量证明算法是挖矿过程的重要组成部分。工作量证明挖矿涉及到大量哈希的尝试,因此更多的算力意味着每秒更多的尝试。换句话说,哈希率的矿工有更多机会找到下一个区块的解。如果网络的分布式节点达成共识并且确认矿工提供的块哈希是有效的工作证明,则工作量证明共识算法确保该矿工仅能够验新区块里的交易并将其添加到区块链。
延迟工作量证明
优点:节能;安全性增加;可以通过非直接提供Bitcoin,添加价值到其它区块链,无需付出Bitcoin交易的代价。缺点:只有使用PoW或PoS的区块链,才能采用这种共识算法;在“公证员激活”模式下,必须校准不同节点的哈希率,否则哈希率间的差异会爆炸。采用者:Komodo类型:协同型共识DPoW是建立在PoB与DPoS基础上的新一代共识机制,借鉴了前辈共识机制的设计理念和运行的经验。解释DPoW前,需要先说明什么叫PoB。PoB叫做焚烧证明机制,是一种通过焚烧自己手中的代币来表决谁拥有对网络的领导地位的承诺。焚烧代币的数量越多,能获得网络领导地位的概率越高。PoB是分布式共识的一种方法,也是工作量证明机制的替代方法。它也可以用来引导一种加密货币。在基于DPoW的区块链中,矿工挖矿所获得的不再是奖励的代币,而是可以焚烧的“wood”——燃木。矿工使用自己的算力,通过哈希算法,最终证明自己的工作量之后,获取对应的wood,wood不可交易。当wood积攒到一定量之后,可以前往燃烧场地燃烧wood。通过一组算法计算后,燃烧较多wood的人或者BP或者一组BP可以获取下个事件段出块的权利,成功出块后获取奖励。由于一个时间段内可能会有多人燃烧wood,下一个时间段出块的概率由自己燃烧wood数量决定。焚烧的越多,下一段时间可以获得出块权利的概率越高。这样可以让算力和出矿权利达到一个平衡。不一定非要庞大算力的矿工、矿池才能成为区块生产者。小矿工也有春天,只要辛勤劳动,积攒一定数量的wood,也能出块。保证效率,人人参与,最平民化的参与方式保证了去中心化的理念,避免拥有算力的组织或者持币大户把持网络。PoW系统中有两种类型的节点:公证人节点和正常节点。64个公证人节点是由dPoW区块链的权益持有者选举产生的,它们可从dPoW区块链向所附加的PoW区块链添加经公证确认的块。一旦添加了一个块,该块的哈希值将被添加到由33个公证人节点签署的Bitcoin交易中,并创建一个哈希到Bitcoin区块链的dPow块记录。该记录已被网络中的大多数公证人节点公证。为避免公证人节点间在挖矿上产生战争,进而降低网络的效率,Komodo设计了一种采用轮询机制的挖矿方法,该方法具有两种运行模式。在“无公证人”模式下,支持所有网络节点参与挖矿,这类似于传统PoW共识机制。而在“公证人激活”模式下,网络公证人使用一种显著降低的网络难度率挖矿。“公证人激活”模式下,允许每位公证人使用其当前的难度挖掘一个区块,而其它公证人节点必须采用10倍难度挖矿,所有正常节点使用公证人节点难度的100倍挖矿。
公告 | 易见股份:公司参与了三项区块链团体标准制定:易见股份(600093)回复投资者提问表示,公司参与了三项区块链团体标准(区块链隐私保护规范\\/智能合约实施规范\\/存证应用指南),并积极参与《信息技术区块链与分布式账本技术参考架构》国家标准、IEEEP2418.2《区块链系统数据格式规范》\\/2418.7《基于区块链的供应链金融》的制定。[2019/6/10]
权益证明
作为工作量证明的替代方案,权益证明共识算法在2011年被提出。尽管工作量证明和权益证明有着相同的目标,但它们存在根本的差异性特殊性。特别是验证新块的过程。简单来说,权益证明共识算法用一种机制来取代工作量证明的挖矿,期中区块根据参与者的质押的币而验证。每个区块的验证者由本身的加密货币投资决定,而不是分配的算力数量。每个权益证明系统可以以不同的方式来实现该算法,但是通常来说,区块链由随机的选举过程保护,该过程考虑了节点的财富、币龄以及随机因素。以太坊区块链目前基于工作量共识算法,但是最终Casper协议将被推出以将网络从工作量共识切换到权益共识,以尝试增加网络的可扩展性。
DPOS(DelegatedProof-of-Stake)委托权益证明
前面介绍的权益证明算法可以将整个区块链网络理解为一家公司,出资最多、占比最大的人有更多的机会得到话语权;对于小股东来说,千分之几甚至万分之几的股份很难有什么作为,只能得到股份带来的分红和收益。但是在这里介绍的委托权益证明能够让每一个人选出可以代表自己利益的人参与到记账权的争夺中,这样多个小股东就能够通过投票选出自己的代理人,保障自己的利益。整个网络中选举出的多个节点能够在1s中之内对99.9%的交易进行确认,使用委托权益证明的EOS能够每秒处理几十万笔交易,同时也能够比较监管的干预。在委托权益证明中,每一个参与者都能够选举任意数量的节点生成下一个区块,得票最多的前N个节点会被选择成为区块的创建者,下一个区块的创建者就会从这样一组当选者中随机选取,除此之外,N的数量也是由整个网络投票决定的,所以可以尽可能地保证网络的去中心化。
声音 | 腾讯金融李康宁:可利用区块链技术解决供应链金融市场诸多痛点:据中证网今日消息,腾安基金销售公司总经理、腾讯金融科技首席理财专家李康宁表示,可在传统供应链金融的基础上结合区块链技术,利用区块链技术不可篡改、去中心化的特点解决供应链金融市场各环节参与者的诸多痛点。核心企业在区块链上对其应付账款进行确权后,形成数字债权凭证,应收账款通过区块链不可篡改、双重记账的方式流转至多级,穿透覆盖至长尾端供应商,并可以在任何一个环节追溯到核心企业。有核心企业的应付账款作为信用保证,金融机构风险降低,在链条上的供给供应商就可以向金融机构发起融资需求,以改善小微企业融资难、融资贵问题。[2019/3/20]
授权拜占庭容错算法
优点:快速;可扩展。缺点:每个人都争相成为根链。其中可能存在多个根链。采用者:Neo。同样是为了解决拜占庭将军问题,「授权拜占庭容错」机制,是一种在NEO区块链内部实现的保证容错的共识算法。在这个机制当中,存在两个参与者,一个是专业记账的“记账节点”,一个是系统当中的普通用户。普通用户基于持有权益的比例来投票决定记账节点,当需要通过一项共识时,在这些记账节点中随机推选出一名发言人拟定方案,然后由其他记账节点根据拜占庭容错算法,即少数服从多数的原则进行表态,如果超过66%的节点表示同意发言人方案,则共识达成;否则,重新推选发言人,重复投票过程。所以说,dBFT机制实际使用了一种迭代共识的方法来保证系统达成一致决定。然而,这种机制的缺点在于,当系统中有超过三分之一的记账节点停止工作时,整个区块链网络将无法提供正常的服务;当超过三分之一的节点联合作恶时,区块链将有可能发生分叉。
区块链私募火爆 机构正在入场:近日,区块链项目私募的火热再次吸引了不少投资者的关注,而在今日,多位圈内大咖推出了门槛为500ETH的私募投资群,并表示入群者可以拿到市面上拿不到的私募额度。同时,郭宏才在微博表示有机构正在入场,网友认为,这是在花式割韭菜,不过也有人认为,这可能意味着大资金会进入场内。 ?[2018/1/2]
权威证明
优点:节能、快速。缺点:略为中心化;虽然可用于公有区块链,但是通常用于私有区块链和许可区块链。使用者:POA.Network、EthereumKovantestnet、VeChain。类型:协同型共识。基于PoA的网络、事务和区块,是由一些经认可的账户认证的,这些被认可的账户称为“验证者”。验证者运行的软件,支持验证者将交易置于区块中。该过程是自动的,无需验证者持续监控计算机,但需要维护计算机不妥协。验证者必须满足以下三个条件:其身份必须在链上得到正式验证,信息可在公有可用域中交叉验证;其资格必须难以获得,这样所得到的验证块的权利才弥足珍贵;建立权威的检查和程序必须完全统一。使用PoA,每个个体都具有变成验证者的权利,因此存在一旦获取就保持验证者位置的动机。通过对身份附加一个声誉,可以鼓励验证者去维护交易的过程。因为验证者并不希望让自己获得负面声誉,这会使其失去来之不易的验证者地位。
恒星共识
优点:去中心化控制;低延迟;灵活的信任机制;渐进安全。采用者:Stellar恒星共识基于联邦拜占庭共识。恒星共识协议提供了一种不依赖闭合系统实现准确记录金融交易而达成共识的方法。SCP具有一组可验证的安全属性,这些属性根据如何安全地保持活力而做了优化。一旦出现分区或不当行为节点,它将会终止网络过程,直至达成共识。SCP同时具备四种属性:去中心控制、低延迟、灵活信任机制和渐进安全。
为什么共识算法对于加密货币至关重要
就如同前面所说,共识算法对于维护加密货币网络的完整性和安全性至关重要。它们提供了一种分布式节点就正确版本的区块链达成共识的方法。对当前的区块链状态达成共识对数字经济系统的正常运作至关重要。工作量证明共识算法被认为是拜占庭将军问题的最佳解决方案之一,它可以将比特币创建为拜占庭容错系统。这意味着比特币对攻击具有很强的抵抗力,例如51%的攻击。不仅仅因为网络是去中心化的,而且还因为工作量证明算法。挖矿过程中涉及的高成本使矿工很难并且不太可能投入资源来破坏网络。
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在全球范围内,合法化的安全性仍然是一个充满争议的话题。虽然日本成功地将加密货币合法化了,但没有其他国家突然觉得需要这样做。越南是一个计划在不久的将来完全合法化所有加密货物的国家.
1900/1/1 0:00:00EOS是一个专为分散应用程序开发而设计的平台,该应用程序在经过一年的初始硬币发行期后于今年6月推出了区块链。在此期间,为EOS的发展筹集了40亿美元,使其成为加密货币历史上最大的1C0.
1900/1/1 0:00:00大家请注意:这是为那些对Badlands概念感兴趣的人准备的技术预热帖,而不是宣布项目细节的正式帖子.
1900/1/1 0:00:00巴比特现场报道,12月22日,区块链与数字资产年会2019暨中国投资协会数字资产研究中心成立大会在北京召开。数字资产研究院常务副院长柏亮以《区块链全球产业布局新格局》为题发表了演讲.
1900/1/1 0:00:00BTC缩量调整期间,已经达到了短期变盘节点。成交量维持高位是BTC周末行情最值得期待的地方,短线可关注反弹表现。在BTC短线缩量回调期间,成交量虽然短线萎缩却没有达到非常低的程度.
1900/1/1 0:00:00据dailybtc报道,加密货币分析师JosephYoung发文分析称,Skew的数据表明,在一整周里.
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