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区块链的共识有哪些,类似比特币这样的去中心

文章作者:巴黎人-人工智能 上传时间:2019-11-15

公有链有这么几个特点:

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

核心技术2、共识机制

二、区块链的三个代表性项目

所以区块链技术的核心是在没有中心控制的情况下,在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识的共识机制。

2、权益证明

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。

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。

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区块链为什么需要共识机制?

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。

第二小节:关于【信任】方面

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三、共识算法的演进

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。

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;

5.实用拜占庭容错

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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以太坊将会从目前的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。

区块链的发展脉络

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

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。

一、货币的演变

(4)分布式一致性算法

Pow的优点:完全去中心化,节点自由进出

区块链的共识有哪些?

核心技术3、发行机制和激励机制:

Part3·DPOS:委托权益证明

缺点:1.目前比特币挖矿造成大量的资源浪费;

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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。

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。

无法达成最终一致性

DPoS(股份授权证明)机制,类似于董事会投票。

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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

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。

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。

比特币和以太坊都是基于PoW的共识机制。

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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

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。

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。

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。

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;

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

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。

没有最终一致性

2.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。

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。

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:

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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。

优点:实现秒级的快速共识机制,保证一致性。

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。

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。

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。

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。

3.更大的问题是PoW机制的共识达成的周期较长,每秒只能最多做7笔交易,不适合商业应用。

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。

2.权益证明POS

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。

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缺点:1.选举固定数量的见证人作为记账候选人有可能不适合于完全去中心化的场景。

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