看了这些,你对比特币——区块链的认识将上升几个台阶

区块与链

从技术角度看,区块链是一种利用去中心化和去信任的方式集体维护一本数据薄的可靠性的技术方案。该方案要让参与系统中的任意多个节点,通过一串密码学方法相关联产生的数据块的每个数据中都包含了一定时间内的系统全部信息交流的数据。并生产数据指纹用于验证其信息的有效性和链接下一个数据库块。首先来看基于公有区块链讲解的俩张图:

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图一

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图二

在图一中存在一个中心机构O,所有的节点要参与交易必须通过中心机构O来达成交易。这里的中心机构O扮演了俩个身份,一个是维护这身份,即维护交易账目正常达成且真是可靠;另外一个是特权参与者身份,即发行货币的权利。

如果我们要去中心化,那么我们应该如何做?

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第一是去掉维护者这个身份,首先,在区块链上我们只记录交易本身,而不是记录每个人的账户余额。然后,大家一起记账,都写到一个账本(区块链)上,并且每个人都保留一份总账副本。

其实这个问题又分俩层,第一层是一个技术问题,并且已经有成熟的解决方案了,就是使用P2P技术(BT技术),大家都来同步分布式总账本,大家发送交易直接到节点,并且通过公私钥技术来验证节点;第二层是一个确认真实交易的问题,我们通过共识过程来确认交易的有效性。目前有四种共识过程可供选择:工作量证明(POW)、权益证明(POS)、股权授权证明机制(DPOS)、验证池(POOL)。

第二是去掉特权参与者这个身份,如何去掉它又能保证资产的流通呢?这个问题也是一个核心问题。在公有链上,可以发行自己的虚拟货币,如bitcoin和litecoin。而在私有链的实现方式里,是将资产直接数字化,可以将对应的物理实体所有权发行。在图二中节点A直接发交易给节点D,所有节点一起确认并且验证交易的真实性,更新了公共总账以后,所有人再同步一下最新总账。

这里将维护者的身份下放至每个参与者手中,并且通过加密算法来保证交易真实可信,不许对账,只需要维护一条总账就可以。

1.区块

Header:连接到前面的块并且为区块链提供完整性

Body:包含验证了块创建过程中的比特币交易记录

2.链目前分为三类:公有区块链、联合(行业)区块链、私有区块链

“区块+链”的结构为我们提供了一个数据库的完整历史,从第一个区块开始,带最新产生的区块为止,区块链上储存了系统全部的历史数据,区块链为我们提供了数据库内每一笔交易的查找功能;区块链上的每一条交易数据,都可以通过区块链的结构追本溯源,一笔一笔进行验证;“区块+链+时间戳”是区块链数据库最大的创新点,区块链数据库让全网的记录者在每一个区块中都盖上一个时间戳来记账,表示这个信息是这个时间写入的,形成一个不可篡改、不可伪造的数据库。

共识机制(POW)

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1.工作量证明

就是大家熟悉的挖矿,通过 与或运算(一种逻辑运算) 计算出计算出一个满足规则的随机数,即获得本次几张券,发出本轮需要记录的数据,全网其他节点验证后一起储存;工作量证明机制不难理解,很多情况下我们都使用,只是不自知而已。在不考虑验证的情况下,我们可以认为任何具有概率性事件的累计都是工作量证明,如淘金、电子游戏里的胜率、游戏里的成就系统、装备体系,这些都能够证明你付出了时间或其他工作量。矿工要取得合法的计算结果需要一定的计算量,因此得到合法的计算结果就可以证明完成了一定量的计算。(这个合法的结果就如同上述的装备、胜率一样)

优点:完全去中心化,节点自由进出。

缺点:目前比特币吸引了全球大部分算力,其它再适应POW共识机制的区块链很难获得相同的算力来保证自身安全;挖矿造成大量的资源浪费;共识达成机制叫长,不适合商业应用。

2.权益证明(POS)

POS是POW的一种升级共识机制,根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度,直接证明你持有的份额。真正的POS币是没有挖矿过程的,也就是在创建区块内就写明了股权证明,之后只能转让不能挖矿。

优点:在一定程度上缩短了共识达成时间。

缺点:本质上没有解决商业应用的痛点。

3.股权授权证明机制(DPOS)

基本原理是给持股人一把可以开启他们所持有股份对应的裁决权的钥匙,而不是给他们一把可以挖矿的铲子。

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:整个共识过程依赖于代币,而很多商业应用不需要代币存在。

4.验证池(Pool)

基于传统分布式一致性技术,加上数据验证机制,是目前行业里大范围在使用的共识机制。

优点:不需要代币可以工作,可以实现秒级共识验证。

缺点:去中心化程度不如比特币,更适合多方参与的多中心商业模式。

总账本

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1.里面记录着自比特币诞生以来的所有比特币转账交易(即总账)。

2.存放在互联网的各个比特币节点上,每个节点都有一份完整的备份。

3.是分区块储存的,每一区块包含一部分交易记录,每一个区块都会记录着前一区块所有交易信息的哈希值。

4.当你要发起一笔比特币交易时,只需把交易信息广播到P2P网络中,矿工把你的交易信息记录成一个新的区块连到区块链上,交易就完成了。

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