区块链打包区块时具体解答和区块打包是什么意思细致分析
作为虚拟币行业人士而言,我们经常都会说到区块链打包区块时时有很多细节是需要注意的。你知道区块打包是什么意思?今天就让小编跟你们说说吧!
区块链入门必备108知识点
(欢迎同频者交流)
1、什么是区块链
把多笔交易的信息以及表明该区块的信息打包放在一起,经验证后的这个包就是区块。
每个区块里保存了上一个区块的hash值,使区块之间产生关系,也就是说的链了。合起来就叫区块链。
2.什么是比特币
比特币概念是2009年中本聪提出的,总量是2100万个。比特币链大约每10分钟产生一个区块,这个区块是矿工挖了10分钟挖出来的。作为给矿工奖励,一定数量的比特币会发给矿工们,但是这个一定数量是每四年减半一次。现在是12.5个。照这样下去2040年全部的比特币问世。
3.什么是以太坊
以太坊与比特币最大的区别是有了智能合约。使得开发者在上边可以开发,运行各种应用。
4.分布式账本
它是一种在网络成员之间共享,复制和同步的数据库。直白说,在区块链上的所有用户都有记账功能,而且内容一致,这样保证了数据不可篡改性。
5.什么是准匿名性
相信大家都有钱包,发送交易都用的钱包地址(一串字符串)这就是准匿名。
6.什么是开放透明性/可追溯
区块链存储了从 历史 到现在的所有数据,任何人都可以查看,而且还可以查看到 历史 上的任何数据。
7.什么是不可篡改
历史 数据和当前交易的数据不可篡改。数据被存在链上的区块上,有一个hash值,如果修改该区块信息,那么它的 hash值也变了,它后边的所有区块的hash值也必须修改,使成为新的链。同时主链还在进行交易产生区块。修改后链也必须一直和主链同步产生区块,保证链的长度一样。代价太大了,只为修改一条数据。
8.什么是抗ddos攻击
ddos:黑客通过控制许多人的电脑或者手机,让他们同时访问一个网站,由于服务器的宽带是有限的,大量流量的涌入可能会使得网站可能无法正常工作,从而遭受损失。但区块链是分布式的,不存在一个中心服务器,一个节点出现故障,其他节点不受影响。理论上是超过51%的节点遭受攻击,会出现问题。
9.主链的定义
以比特币为例,某个时间点一个区块让2个矿工同时挖出来,然后下面最先产生6个区块的链就是主链
10.单链/多链
单链指的是一条链上处理所有事物的数据结构。多链结构,其核心本质是公有链 N个子链构成。只有一条,子链理论上可以有无数条,每一个子链都可以运行一个或多个DAPP系统
11.公有链/联盟链/私有链
公有链:每个人都可以参与到区块链
联盟链:只允许联盟成员参与记账和查询
私有链:写入和查看的权限只掌握在一个组织手里。
12.共识层数据层等
区块链整体结构有六个:数据层,网络层,共识层,激励层,合约层,应用层。数据层:记录数据的一层,属于底层技术;网络层:构建区块链网络的一种架构,它决定了用户与用户之间通过何种方式组织起来。共识层:提供了一套规则,让大家接收和存储的信息达成一致。激励层:设计激励政策,鼓励用户参与到区块链生态中;合约层:一般指“智能合约”,它是一套可以自动执行,根据自己需求编写的合约体系。应用层:区块链上的应用程序,与手机的app类似前分布式存储研发中心
13.时间戳
时间戳是指从1970年1月1日0时0分0秒0…到现在的当前时间的总秒数,或者总纳秒数等等很大的数字。每个区块生成时都有一个时间戳,表明生成区块的时间。
14.区块/区块头/区块体
区块是区块链的基本单元,区块头和区块体是区块链的组成部分。区块头里面包含的信息有上一个区块的hash,本区块的hash,时间戳等等。区块体就是区块里的详细数据。
15.Merkle树
Merkle树,也叫二叉树,是存储数据的一种数据结构,最底层是所有区块包含的原始数据,上一层是每个区块的hash值,这一层的hash两两组合产生新的hash值,形成新的一层,然后一层层往上,-直到产生一个hash值。这样的结构可以用于快速比较大量的数据,不需要下载全部的数据就可以快速的查找你想要的最底层的 历史 数据。
16什么是扩容
比特币的一个区块大小大约是1M左右,可以保存4000笔交易记录。扩容就是想把区块变大,能保存更多的数据。
17.什么是链
每个区块都会保存上一个区块的 hash,使区块之间产生关系,这个关系就是链。通过这个链把区块交易记录以及状态变化等的数据存储起来。
18.区块高度
这个不是距离上说的高度,它指是该区块与所在链上第一个区块之间相差的区块总个数。这个高度说明了就是第几个区块,只是标识作用。
19.分叉
同一时间内产生了两个区块(区块里的交易信息是一样的,只是区块的hash值不一样),之后在这两个区块上分叉出来两条链,这两条链下面谁先生成6个区块,谁就是主链,另外的一条链丢弃。
20.幽灵协议
算力高的矿池很容易比算力低的矿机产生区块速度快,导致区块链上大部分区块由这些算力高的矿池产生的。而算力低的矿机产生的区块因为慢,没有存储到链上,这些区块将会作废。
幽灵协议使得本来应该作废的区块,也可以短暂的留在链上,而且也可以作为
工作量证明的一部分。这样一来,小算力
的矿工,对主链的贡献比重就增大了,大型矿池就无法独家垄断对新区块的确认。
21.孤块
之前说过分叉,孤块就是同一时间产生的区块,有一个形成了链,另一个后边没有形成链。那么这个没形成链的块就叫
孤块。
22.叔块
上边说的孤块,通过幽灵协议,使它成为工作量证明的一部分,那它就不会被丢弃,会保存在主链上。这个区块就是下
23重放攻击
就是黑客把已经发送给服务器的消息,重新又发了一遍,有时候这样可以骗取服务器的多次响应。
24.有向无环图
也叫数据集合DAG(有向非循环图),DAG是一种理想的多链数据结构。现在说的区块链大都是单链,也就是一个区块连一个区块,DAG是多个区块相连。好处是可以同时生成好几个区块,于是网络可以同时处理大量交易,吞吐量肯定就上升了。但是缺点很多,目前属于研究阶段。
25.什么是挖矿
挖矿过程就是对以上这六个字段进行一系列的转换、连接和哈希运算,并随着不断一个一个试要寻找的随机数,最后成功找到一个随机数满足条件:经过哈希运算后的值,比预设难度值的哈希值小,那么,就挖矿成功了,节点可以向邻近节点进行广播该区块,邻近节点收到该区块对以上六个字段进行同样的运算,验证合规,再向其它结点转播,其它结点也用同样的算法进行验证,如果全网有51%的结点都验证成功,这个区块就算真正地“挖矿”成功了,每个结点都把这个区块加在上一个区块的后面,并把区块中与自己记录相同的列表删除,再次复生上述过程。另外要说的是,不管挖矿成不成功每个节点都预先把奖励的比特币50个、所有交易的手续费(总输入-总输出)记在交易列表的第一项了(这是“挖矿”最根本的目的,也是保证区块链能长期稳定运行的根本原因),输出地址就是本结点的地址,但如果挖矿不成功,这笔交易就作废了,没有任何奖励。而且这笔叫作“生产交易”的交易不参与“挖矿”计算。
26.矿机/矿场
矿机就是各种配置的计算机,算力是他们的最大差距。矿机集中在一个地的地方就是矿场
27.矿池
就是矿工们联合起来一起组成一个团队,这个团队下的计算机群就是矿池。挖矿奖励,是根据自己的算力贡献度分发。
28.挖矿难度和算力
挖矿难度是为了保证产生区块的间隔时间稳定在某个时间短内,如比特币10分钟出
块1个。算力就是矿机的配置。
29.验证
当区块链里的验证是对交易合法性的一种确认,交易消息在节点之间传播时每个节点都会验证一次这笔交易是否合法。比如验证交易的语法是否正确,交易的金额是否大于0,输入的交易金额是否合理,等等。验证通过后打包,交给矿工挖矿。
30.交易广播
就是该节点给其他节点通过网络发送信息。
31.矿工费
区块链要像永动机一样不停的工作,需要矿工一直维护着这个系统。所以要给矿工们好处费,才能持久。
32.交易确认
当交易发生时,记录该笔交易的区块将进行第一次确认,并在该区块之后的链上的每一个区块进行再次确认:当确认数达到6个及以上时,通常认为这笔交易比较安全并难以篡改。
33.双重交易
就是我有10块钱,我用这10块钱买了一包烟,然后瞬间操作用这还没到付的10块钱又买了杯咖啡。所以验证交易的时候,要确认这10块钱是否已花费。
34.UTXO未花费的交易输出
它是一个包含交易数据和执行代码的数据结构,可以理解为存在但尚未消费的数字货币。
35.每秒交易数量TPS
也就是吞吐量,tps指系统每秒能处理的交易数量。
36.钱包
与支付宝类似,用来存储数字货币的,用区块链技术更加安全。
37.冷钱包/热钱包
冷钱包就是离线钱包,原理是储存在本地,运用二维码通信让私钥永不触网。热钱包就是在线钱包,原理是将私钥加密后存储在服务器上,当需要使用时再从服务器上下载下来,并在浏览器端进行解密。
38.软件钱包/硬件钱包
软件钱包是一种计算机程序。一般而言,软件钱包是与区块链交互的程序,可以让用户接收、存储和发送数字货币,可以存储多个密钥。硬件钱包是专门处理数字货币的智能设备。
39.空投
项目方把数字货币发送给各个用户钱包地址。
40.映射
映射跟区块链货币的发行相关,是链与链之间的映射。比如有一些区块链公司,前期没有完成链的开发,它就依托于以太坊发行自己的货币,前期货币的发行、交易等都在以太坊上进行操作。随着公司的发展,公司自己的链开发完成了公司想要把之前在以太坊上的信息全部对应到自己的链上,这个过程就是映射。
41.仓位
指投资人实有投资和实际投资资金的比例
42.全仓
全部资金买入比特币
43.减仓
把部分比特币卖出,但不全部卖出
44.重仓
资金和比特币相比,比特币份额占多
45.轻仓
资金和比特币相比,资金份额占多
46.空仓
把手里所持比特币全部卖出,全部转为资金
47.止盈
获得一定收益后,将所持比特币卖出以保住盈利
48.止损
亏损到一定程度后,将所持比特币卖出以防止亏损进一步扩大
49.牛市
价格持续上升,前景乐观
50.熊市
价格持续下跌,前景黯淡
51.多头(做多)
买方,认为币价未来会上涨,买入币,待币价上涨后,高价卖出获利了结
52.空头(做空)
卖方,认为币价未来会下跌,将手中持有的币(或向交易平台借币)卖出,待币价下跌后,低价买入获利了结
53.建仓
买入比特币等虚拟货币
54.补仓
分批买入比特币等虚拟货币,如:先买入1BTC,之后再买入1BTC
55.全仓
将所有资金一次性全部买入某一种虚拟币
56.反弹
币价下跌时,因下跌过快而价格回升调整
57.盘整(横盘)
价格波动幅度较小,币价稳定
58.阴跌
币价缓慢下滑
59.跳水(瀑布)
币价快速下跌,幅度很大
60.割肉
买入比特币后,币价下跌,为避免亏损扩大而赔本卖出比特币。或借币做空后,币价上涨,赔本买入比特币
61.套牢
预期币价上涨,不料买入后币价却下跌;或预期币价下跌,不料卖出后,币价却上涨
62.解套
买入比特币后币价下跌造成暂时的账面损失,但之后币价回升,扭亏为盈
63.踏空
因看淡后市卖出比特币后,币价却一路上涨,未能及时买入,因此未能赚得利润
64.超买
币价持续上升到一定高度,买方力量基本用尽,币价即将下跌
65.超卖
币价持续下跌到一定低点,卖方力量基本用尽,币价即将回升
66.诱多
币价盘整已久,下跌可能性较大,空头大多已卖出比特币,突然空方将币价拉高,诱使多方以为币价将会上涨,纷纷买入,结果空方打压币价,使多方套牢
67.诱空
多头买入比特币后,故意打压币价,使空头以为币价将会下跌,纷纷抛出,结果误入多头的陷阱
68.什么是NFT
NFT全称“Non-Fungible Tmxcns” 即非同质化代币,简单来说,即区块链上一种无法分割的版权证明,主要作用数字资产确权,转移,与数字货币区别在于,它独一无二,不可分割,本质上,是一种独特的数字资产。
69.什么是元宇宙
元宇宙是一个虚拟时空间的集合, 由一系列的增强现实(AR), 虚拟现实(VR) 和互联网(Internet)所组成,其中数字货币承载着这个世界中价值转移的功能。
70.什么是DeFi
DeFi,全称为Decentralized Finance,即“去中心化金融”或者“分布式金融”。“去中心化金融”,与传统中心化金融相对,指建立在开放的去中心化网络中的各类金融领域的应用,目标是建立一个多层面的金融系统,以区块链技术和密码货币为基础,重新创造并完善已有的金融体系
71.谁是中本聪?
中本聪是比特币的开发者兼创始者。2008年11月1日中本聪发表了比特币白皮书,并于2009年1月3日首次挖出比特币,谁能动用创世区块里的比特币谁便是中本聪本人,所以谁是中本聪呢? 历史 上出现过很多个“中本聪”:2013年,有人爆料在数学领域有过卓越贡献的望月新一就是中本聪,但是并没有提出直接证据。 2014年,黑客黑进了中本聪用过的邮箱,并找到了邮件的主人多利安?中本(Dorian Nakamoto),随后多利安表示自己只是偶然获取了邮箱的地址和密码,并不是中本聪。2016年,克雷格?赖特(CraigWright)表示他是中本聪,且能提供中本聪的私钥。但随后,赖特因为无法面对大家的质疑而撤回自己的声明。
72.比特币和Q币不一样
比特币是一种去中心化的数字资产,没有发行主体。Q币是由腾讯公司发行的电子货币,类似于电子积分,其实不是货币。Q币需要有中心化的发行机构,Q币因为腾讯公司的信用背书,才能被认可和使用。使用范围也局限在腾讯的 游戏 和服务中,Q币的价值完全基于人们对腾讯公司的信任。
比特币不通过中心化机构发行,但却能够得到全球的广泛认可,是因为比特币可以自证其信,比特币的发行和流通由全网矿工共同记账,不需要中心机构也能确保任何人都无法窜改账本。
73.矿机是什么?
以比特币为例,比特币矿机就是通过运行大量计算争夺记账权从而获得新生比特币奖励的专业设备,一般由挖矿芯片、散热片和风扇组成,只执行单一的计算程序,耗电量较大。挖矿实际是矿工之间比拼算力,拥有较多算力的矿工挖到比特币的概率更大。随着全网算力上涨,用传统的设备(CPU、GPU)挖到比特的难度越来越大,人们开发出专门用来挖矿的芯片。芯片是矿机最核心的零件。芯片运转的过程会产生大量的热,为了散热降温,比特币矿机一般配有散热片和风扇。用户在电脑上下载比特币挖矿软件,用该软件分配好每台矿机的任务,就可以开始挖矿了。每种币的算法不同,所需要的矿机也各不相同。
74.量化交易是什么?
量化交易,有时候也称自动化交易,是指以先进的数学模型替代人为的主观判断,极大地减少了投资者情绪波动的影响,避免在市场极度狂热或悲观的情况下做出非理性的投资决策。量化交易有很多种,包括跨平台搬砖、趋势交易、对冲等。跨平台搬砖是指,当不同目标平台价差达到一定金额,在价高的平台卖出,在价低的平台买入。
75.区块链资产场外交易
场外交易也叫OTC交易。用户需要自己寻找交易对手,不通过撮合成交,成交价格由交易双方协商确定,交易双方可以借助当面协商或者电话通讯等方式充分沟通。
76.时间戳是什么?
区块链通过时间戳保证每个区块依次顺序相连。时间戳使区块链上每一笔数据都具有时间标记。简单来说,时间戳证明了区块链上什么时候发生了什么事情,且任何人无法篡改。
77.区块链分叉是什么?
在中心化系统中升级软件十分简单,在应用商店点击“升级”即可。但是在区块链等去中心化系统中,“升级”并不是那么简单,甚至可能一言不合造成区块链分叉。简单说,分叉是指区块链在进行“升级”时发生了意见分歧,从而导致区块链分叉。因为没有中心化机构,比特币等数字资产每次代码升级都需要获得比特币社区的一致认可,如果比特币社区无法达成一致,区块链很可能形成分叉。
78.软分叉和硬分叉
硬分叉,是指当比特币代码发生改变后,旧节点拒绝接受由新节点创造的区块。不符合原规则的区块将被忽略,矿工会按照原规则,在他们最后验证的区块之后创建新的区块。软分叉是指旧的节点并不会意识到比特币代码发生改变,并继续接受由新节点创造的区块。矿工们可能会在他们完全没有理解,或者验证过的区块上进行工作。软分叉和硬分叉都”向后兼容”,这样才能保证新节点可以从头验证区块链。向后兼容是指新软件接受由旧软件所产生的数据或者代码,比如说Windows 10可以运行Windows XP的应用。而软分叉还可以”向前兼容”。
79.区块链项目分类和应用
从目前主流的区块链项目来看,区块链项目主要为四类:第一类:币类;第二类:平台类;第三类:应用类;第四类:资产代币化。
80.对标美元的USDT
USDT是Tether公司推出的对标美元(USD)的代币Tether USD。1USDT=1美元,用户可以随时使用USDT与USD进行1:1兑换。Tether公司执行1:1准备金保证制度,即每个USDT代币,都会有1美元的准备金保障,对USDT价格的恒定形成支撑。某个数字资产单价是多少USDT,也就相当于是它的单价是多少美元(USD)。
81.山寨币和竞争币
山寨币是指以比特币代码为模板,对其底层技术区块链进行了一些修改的区块链资产,其中有技术性创新或改进的又称为竞争币。因为比特币代码开源,导致比特币的抄袭成本很低,甚至只需复制比特币的代码,修改一些参数,便可以生成一条全新的区块链。
82.三大交易所
币安
Okex
火币
83.行情软件
Mytmxcn
非小号
84.资讯网站
巴比特
金色 财经
币世界快讯
85.区块链浏览器
BTC
ETH
BCH
LTC
ETC
86.钱包
Imtmxcn
比特派
MetaMask(小狐狸)
87. 去中心化交易所
uniswap
88. NFT交易所
Opensea
Super Rare
89. 梯子
自备,购买靠谱梯子
90. 平台币
平台发行的数字货币,用于抵扣手续费,交易等
91. 牛市、熊市
牛市:上涨行情
熊市:下跌行情
92. 区块链1.0
基于分布式账本的货币交易体系,代表为比特币
93. 区块链2.0
以太坊(智能合约)为代表的合同区块链技术为2.0
94. 区块链3.0
智能化物联网时代,超出金融领域,为各种行业提供去中心化解决方案
95. 智能合约
智能合约,Smart Contract,是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议,简单说,提前定好电子合约,一旦双方确认,合同自动执行。
96. 什么是通证?
通证经济就是以Tmxcn为唯一参考标准的经济体系,也就是说相当于通行证,你拥有Tmxcn ,就拥有权益,就拥有发言权。
97.大数据和区块链的区别
大数据是生产资料,AI是新的生产力,区块链是新的生产关系。大数据指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。简单理解为,大数据就是长期积累的海量数据,短期无法获取。区块链可以作为大数据的获取方式,但无法取代大数据。大数据只是作为在区块链运行的介质,没有绝对的技术性能,所以两者不能混淆。(生产关系简单理解就是劳动交换和消费关系,核心在于生产力,生产力核心在于生产工具)
98.什么是ICO?
ICO,Initial Coin Offering, 首次公开代币发行,就是区块链数字货币行业中的众筹。是2017最为热门的话题和投资趋势,国家9.4出台监管方案。说到ICO,人们会想到IPO,两者有着本质不同。
99. 数字货币五个特征
第一个特征:去中心化
第二个特征:有开源代码
第三个特征:有独立的电子钱包
第四个特征:恒量发行的
第五个特征:可以全球流通
100.什么叫去中心化?
没有发行方,不属于任何机构或国家,由互联网网络专家设计、开发并存放于互联网上,公开发行的币种。
100. 什么叫衡量(稀缺性)?
发行总量一旦设定,永久固定,不能更改,不能随意超发,可接受全球互联网监督。因挖掘和开釆难度虽时间数量变化,时间越长,开采难度越大,所开釆的币就越少,因此具有稀缺性。
101. 什么叫开源代码?
用字母数字组成的存放在互联网上,任何人都可以查出其设计的源代码,所有人都可以参与,可以挖掘,全球公开化。
102. 什么叫匿名交易? 专有钱包私密?
每个人都可以在网上注册下载钱包,无需实名认证,完全由加密数字代码组成,全球即时点对点发送、交易,无需借助银行和任何机构,非本人授权任何人都无法追踪、查询。
103.什么是合约交易
合约交易是指买卖双方对约定未来某个时间按指定价格接收一定数量的某种资产的协议进行交易。合约交易的买卖对象是由交易所统一制定的标准化合约,交易所规定了其商品种类,交易时间,数量等标准化信息。合约代表了买卖双方所拥有的权利和义务。
104.数字货币产业链
芯片厂家 矿机厂商 矿机代理 挖矿 出矿到交易所 散户炒币
105.北枫是谁?
北枫:数字货币价值投资者
投资风格:稳健
106.建立社区?
北斗社区(高质量价投社区)
长短结合,价投为主,不碰合约,不玩短线
合理布局,科学操作,稳健保守,挣周期钱
欢迎币友,共谋发展。
PoW算法是一种防止分布式服务资源被滥用、拒绝服务攻击的机制。它要求节点进行适量消耗时间和资源的复杂运算,并且其运算结果能被其他节点快速验算,以耗用时间、能源做担保,以确保服务与资源被真正的需求所使用。
PoW算法中最基本的技术原理是使用哈希算法。假设求哈希值Hash(r),若原始数据为r(raw),则运算结果为R(Result)。
R = Hash(r)
哈希函数Hash()的特性是,对于任意输入值r,得出结果R,并且无法从R反推回r。当输入的原始数据r变动1比特时,其结果R值完全改变。在比特币的PoW算法中,引入算法难度d和随机值n,得到以下公式:
Rd = Hash(r n)
该公式要求在填入随机值n的情况下,计算结果Rd的前d字节必须为0。由于哈希函数结果的未知性,每个矿工都要做大量运算之后,才能得出正确结果,而算出结果广播给全网之后,其他节点只需要进行一次哈希运算即可校验。PoW算法就是采用这种方式让计算消耗资源,而校验仅需一次。
?
PoS算法要求节点验证者必须质押一定的资金才有挖矿打包资格,并且区域链系统在选定打包节点时使用随机的方式,当节点质押的资金越多时,其被选定打包区块的概率越大。
POS模式下,每个币每天产生1币龄,比如你持有100个币,总共持有了30天,那么,此时你的币龄就为3000。这个时候,如果你验证了一个POS区块,你的币龄就会被清空为0,同时从区块中获得相对应的数字货币利息。
节点通过PoS算法出块的过程如下:普通的节点要成为出块节点,首先要进行资产的质押,当轮到自己出块时,打包区块,然后向全网广播,其他验证节点将会校验区块的合法性。
?
DPoS算法和PoS算法相似,也采用股份和权益质押。
但不同的是,DPoS算法采用委托质押的方式,类似于用全民选举代表的方式选出N个超级节点记账出块。
选民把自己的选票投给某个节点,如果某个节点当选记账节点,那么该记账节点往往在获取出块奖励后,可以采用任意方式来回报自己的选民。
这N个记账节点将轮流出块,并且节点之间相互监督,如果其作恶,那么会被扣除质押金。
通过信任少量的诚信节点,可以去除区块签名过程中不必要的步骤,提高了交易的速度。
?
拜占庭问题:
拜占庭是古代东罗马帝国的首都,为了防御在每块封地都驻扎一支由单个将军带领的军队,将军之间只能靠信差传递消息。在战争时,所有将军必须达成共识,决定是否共同开战。
但是,在军队内可能有叛徒,这些人将影响将军们达成共识。拜占庭将军问题是指在已知有将军是叛徒的情况下,剩余的将军如何达成一致决策的问题。
BFT:
BFT即拜占庭容错,拜占庭容错技术是一类分布式计算领域的容错技术。拜占庭假设是对现实世界的模型化,由于硬件错误、网络拥塞或中断以及遭到恶意攻击等原因,计算机和网络可能出现不可预料的行为。拜占庭容错技术被设计用来处理这些异常行为,并满足所要解决的问题的规范要求。
拜占庭容错系统 :
发生故障的节点被称为 拜占庭节点 ,而正常的节点即为 非拜占庭节点 。
假设分布式系统拥有n台节点,并假设整个系统拜占庭节点不超过m台(n ≥ 3m 1),拜占庭容错系统需要满足如下两个条件:
另外,拜占庭容错系统需要达成如下两个指标:
PBFT即实用拜占庭容错算法,解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题,算法的时间复杂度是O(n^2),使得在实际系统应用中可以解决拜占庭容错问题
?
PBFT是一种状态机副本复制算法,所有的副本在一个视图(view)轮换的过程中操作,主节点通过视图编号以及节点数集合来确定,即:主节点 p = v mod |R|。v:视图编号,|R|节点个数,p:主节点编号。
PBFT算法的共识过程如下:客户端(Client)发起消息请求(request),并广播转发至每一个副本节点(Replica),由其中一个主节点(Leader)发起提案消息pre-prepare,并广播。其他节点获取原始消息,在校验完成后发送prepare消息。每个节点收到2f 1个prepare消息,即认为已经准备完毕,并发送commit消息。当节点收到2f 1个commit消息,客户端收到f 1个相同的reply消息时,说明客户端发起的请求已经达成全网共识。
具体流程如下 :
客户端c向主节点p发送REQUEST, o, t, c请求。o: 请求的具体操作,t: 请求时客户端追加的时间戳,c:客户端标识。REQUEST: 包含消息内容m,以及消息摘要d(m)。客户端对请求进行签名。
主节点收到客户端的请求,需要进行以下交验:
a. 客户端请求消息签名是否正确。
非法请求丢弃。正确请求,分配一个编号n,编号n主要用于对客户端的请求进行排序。然后广播一条PRE-PREPARE, v, n, d, m消息给其他副本节点。v:视图编号,d客户端消息摘要,m消息内容。PRE-PREPARE, v, n, d进行主节点签名。n是要在某一个范围区间内的[h, H],具体原因参见 垃圾回收 章节。
副本节点i收到主节点的PRE-PREPARE消息,需要进行以下交验:
a. 主节点PRE-PREPARE消息签名是否正确。
b. 当前副本节点是否已经收到了一条在同一v下并且编号也是n,但是签名不同的PRE-PREPARE信息。
c. d与m的摘要是否一致。
d. n是否在区间[h, H]内。
非法请求丢弃。正确请求,副本节点i向其他节点包括主节点发送一条PREPARE, v, n, d, i消息, v, n, d, m与上述PRE-PREPARE消息内容相同,i是当前副本节点编号。PREPARE, v, n, d, i进行副本节点i的签名。记录PRE-PREPARE和PREPARE消息到log中,用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。
主节点和副本节点收到PREPARE消息,需要进行以下交验:
a. 副本节点PREPARE消息签名是否正确。
b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。
c. n是否在区间[h, H]内。
d. d是否和当前已收到PRE-PPREPARE中的d相同
非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f 1个验证通过的PREPARE消息,则向其他节点包括主节点发送一条COMMIT, v, n, d, i消息,v, n, d, i与上述PREPARE消息内容相同。COMMIT, v, n, d, i进行副本节点i的签名。记录COMMIT消息到日志中,用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。记录其他副本节点发送的PREPARE消息到log中。
主节点和副本节点收到COMMIT消息,需要进行以下交验:
a. 副本节点COMMIT消息签名是否正确。
b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。
c. d与m的摘要是否一致。
d. n是否在区间[h, H]内。
非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f 1个验证通过的COMMIT消息,说明当前网络中的大部分节点已经达成共识,运行客户端的请求操作o,并返回REPLY, v, t, c, i, r给客户端,r:是请求操作结果,客户端如果收到f 1个相同的REPLY消息,说明客户端发起的请求已经达成全网共识,否则客户端需要判断是否重新发送请求给主节点。记录其他副本节点发送的COMMIT消息到log中。
?
如果主节点作恶,它可能会给不同的请求编上相同的序号,或者不去分配序号,或者让相邻的序号不连续。备份节点应当有职责来主动检查这些序号的合法性。
如果主节点掉线或者作恶不广播客户端的请求,客户端设置超时机制,超时的话,向所有副本节点广播请求消息。副本节点检测出主节点作恶或者下线,发起View Change协议。
View Change协议 :
副本节点向其他节点广播VIEW-CHANGE, v 1, n, C , P , i消息。n是最新的stable checkpoint的编号, C 是 2f 1验证过的CheckPoint消息集合, P 是当前副本节点未完成的请求的PRE-PREPARE和PREPARE消息集合。
当主节点p = v 1 mod |R|收到 2f 个有效的VIEW-CHANGE消息后,向其他节点广播NEW-VIEW, v 1, V , O 消息。 V 是有效的VIEW-CHANGE消息集合。 O 是主节点重新发起的未经完成的PRE-PREPARE消息集合。PRE-PREPARE消息集合的选取规则:
副本节点收到主节点的NEW-VIEW消息,验证有效性,有效的话,进入v 1状态,并且开始 O 中的PRE-PREPARE消息处理流程。
?
在上述算法流程中,为了确保在View Change的过程中,能够恢复先前的请求,每一个副本节点都记录一些消息到本地的log中,当执行请求后副本节点需要把之前该请求的记录消息清除掉。
最简单的做法是在Reply消息后,再执行一次当前状态的共识同步,这样做的成本比较高,因此可以在执行完多条请求K(例如:100条)后执行一次状态同步。这个状态同步消息就是CheckPoint消息。
副本节点i发送CheckPoint, n, d, i给其他节点,n是当前节点所保留的最后一个视图请求编号,d是对当前状态的一个摘要,该CheckPoint消息记录到log中。如果副本节点i收到了2f 1个验证过的CheckPoint消息,则清除先前日志中的消息,并以n作为当前一个stable checkpoint。
这是理想情况,实际上当副本节点i向其他节点发出CheckPoint消息后,其他节点还没有完成K条请求,所以不会立即对i的请求作出响应,它还会按照自己的节奏,向前行进,但此时发出的CheckPoint并未形成stable。
为了防止i的处理请求过快,设置一个上文提到的 高低水位区间[h, H] 来解决这个问题。低水位h等于上一个stable checkpoint的编号,高水位H = h L,其中L是我们指定的数值,等于checkpoint周期处理请求数K的整数倍,可以设置为L = 2K。当副本节点i处理请求超过高水位H时,此时就会停止脚步,等待stable checkpoint发生变化,再继续前进。
?
在区块链场景中,一般适合于对强一致性有要求的私有链和联盟链场景。例如,在IBM主导的区块链超级账本项目中,PBFT是一个可选的共识协议。在Hyperledger的Fabric项目中,共识模块被设计成可插拔的模块,支持像PBFT、Raft等共识算法。
?
?
Raft基于领导者驱动的共识模型,其中将选举一位杰出的领导者(Leader),而该Leader将完全负责管理集群,Leader负责管理Raft集群的所有节点之间的复制日志。
?
下图中,将在启动过程中选择集群的Leader(S1),并为来自客户端的所有命令/请求提供服务。 Raft集群中的所有节点都维护一个分布式日志(复制日志)以存储和提交由客户端发出的命令(日志条目)。 Leader接受来自客户端的日志条目,并在Raft集群中的所上述文章内容就是注者(S2,S3,S4,S5)之间复制它们。
在Raft集群中,需要满足最少数量的节点才能提供预期的级别共识保证, 这也称为法定人数。 在Raft集群中执行操作所需的最少投票数为 (N / 2 1) ,其中N是组中成员总数,即 投票至少超过一半 ,这也就是为什么集群节点通常为奇数的原因。 因此,在上面的示例中,我们至少需要3个节点才能具有共识保证。
如果法定仲裁节点由于任何原因不可用,也就是投票没有超过半数,则此次协商没有达成一致,并且无法提交新日志。
?
数据存储:Tidb/TiKV
日志:阿里巴巴的 DLedger
服务发现:Consul etcd
集群调度:HashiCorp Nomad
?
只能容纳故障节点(CFT),不容纳作恶节点
顺序投票,只能串行apply,因此高并发场景下性能差
?
Raft通过解决围绕Leader选举的三个主要子问题,管理分布式日志和算法的安全性功能来解决分布式共识问题。
当我们启动一个新的Raft集群或某个领导者不可用时,将通过集群中所有成员节点之间协商来选举一个新的领导者。 因此,在给定的实例中,Raft集群的节点可以处于以下任何状态: 追随者(Follower),候选人(Candidate)或领导者(Leader)。
系统刚开始启动的时候,所有节点都是follower,在一段时间内如果它们没有收到Leader的心跳信号,follower就会转化为Candidate;
如果某个Candidate节点收到大多数节点的票,则这个Candidate就可以转化为Leader,其余的Candidate节点都会回到Follower状态;
一旦一个Leader发现系统中存在一个Leader节点比自己拥有更高的任期(Term),它就会转换为Follower。
Raft使用基于心跳的RPC机制来检测何时开始新的选举。 在正常期间, Leader 会定期向所有可用的 Follower 发送心跳消息(实际中可能把日志和心跳一起发过去)。 因此,其他节点以 Follower 状态启动,只要它从当前 Leader 那里收到周期性的心跳,就一直保持在 Follower 状态。
当 Follower 达到其超时时间时,它将通过以下方式启动选举程序:
根据 Candidate 从集群中其他节点收到的响应,可以得出选举的三个结果。
共识算法的实现一般是基于复制状态机(Replicated state machines),何为 复制状态机 :
简单来说: 相同的初识状态 相同的输入 = 相同的结束状态 。不同节点要以相同且确定性的函数来处理输入,而不要引入一下不确定的值,比如本地时间等。使用replicated log是一个很不错的注意,log具有持久化、保序的特点,是大多数分布式系统的基石。
有了Leader之后,客户端所有并发的请求可以在Leader这边形成一个有序的日志(状态)序列,以此来表示这些请求的先后处理顺序。Leader然后将自己的日志序列发送Follower,保持整个系统的全局一致性。注意并不是强一致性,而是 最终一致性 。
日志由有序编号(log inDEX)的日志条目组成。每个日志条目包含它被创建时的任期号(term),和日志中包含的数据组成,日志包含的数据可以为任何类型,从简单类型到区块链的区块。每个日志条目可以用[ term, index, data]序列对表示,其中term表示任期, index表示索引号,data表示日志数据。
Leader 尝试在集群中的大多数节点上执行复制命令。 如果复制成功,则将命令提交给集群,并将响应发送回客户端。类似两阶段提交(2PC),不过与2PC的区别在于,leader只需要超过一半节点同意(处于工作状态)即可。
leader 、 follower 都可能crash,那么 follower 维护的日志与 leader 相比可能出现以下情况
当出现了leader与follower不一致的情况,leader强制follower复制自己的log, Leader会从后往前试 ,每次AppendEntries失败后尝试前一个日志条目(递减nextIndex值), 直到成功找到每个Follower的日志一致位置点(基于上述的两条保证),然后向后逐条覆盖Followers在该位置之后的条目 。所以丢失的或者多出来的条目可能会持续多个任期。
?
要求候选人的日志至少与其他节点一样最新。如果不是,则跟随者节点将不投票给候选者。
意味着每个提交的条目都必须存在于这些服务器中的至少一个中。如果候选人的日志至少与该多数日志中的其他日志一样最新,则它将保存所有已提交的条目,避免了日志回滚事件的发生。
即任一任期内最多一个leader被选出。这一点非常重要,在一个复制集中任何时刻只能有一个leader。系统中同时有多余一个leader,被称之为脑裂(brain split),这是非常严重的问题,会导致数据的覆盖丢失。在raft中,两点保证了这个属性:
因此, 某一任期内一定只有一个leader 。
?
当集群中节点的状态发生变化(集群配置发生变化)时,系统容易受到系统故障。 因此,为防止这种情况,Raft使用了一种称为两阶段的方法来更改集群成员身份。 因此,在这种方法中,集群在实现新的成员身份配置之前首先更改为中间状态(称为联合共识)。 联合共识使系统即使在配置之间进行转换时也可用于响应客户端请求,它的主要目的是提升分布式系统的可用性。
初入币圈,小娜深深理解新手们想要了解区块链基础概念,但是又无从下手的感觉。
小娜这段时间以来阅读了一系列科普文章,觉得用类比的方法理解会容易很多,这就帮大家整理出来啦~
银行是一个中心化账本,上面写着:
张三的A账号余额3000元,李四的B账号余额2000元……
当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时:
转自知乎江卓尔的回答
假设有这样的一个小村庄,大家不是靠银行,而是自己用账本来记录谁有多少钱,每个人都有一本账本,账本上写着:
张三的A账号余额3000元,李四的B账号余额2000元……
当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时,
当张三想要通过A账号转账1比特币给李四的B账号时,
所以说,在这个系统中,没有一个中心账本,而是每个人都有一个账本。一传十十传百,实现联动。
每个人的账本上,都有所有的交易记录。每个人账本上的交易记录都是一样的。即便你篡改了你账本上的记录,你也无法篡改村子里其他人的记录,所以你一己之力无法更改记录。这保证了交易记录的真实性。
在上面这个故事中,每个村民都是一个节点。
在现实生活中,人们在电脑上运行客户端软件,接入账本,成为记账的一员,称为一个节点。
节点连接在一起,成为一个网络。
节点我们已经知道了,那么区块又是什么呢?
区块是一段时间内的交易打成的一个包。
如下图所示,假设10个交易打一个包,那么交易1到交易10形成区块1。打包完毕后将下面10个交易打包成区块2,以此类推。
目前比特币全网平均每10分钟产生一个区块,每一个区块都链接到上一个区块,以此相连形成区块链。
为什么要把交易打包呢?
由于比特币长期积累大量的交易,两个节点逐条对照你缺了哪些交易/我缺了哪些交易,是非常困难的。
为了解决这一难题,中本聪发明了区块,把区块从1开始编号,接着是2,3,以此类推。两个节点相互连接后,只要检查双方的区块编号高度,就能方便地同步交易数据。
比如上图,赵六接到王五后,发现王五的区块高度是10,而自己只有9,则只要向王五请求区块10这个一个区块即可。
挖矿,就是竞争区块的打包权。
为什么打包权还要竞争呢?不是把一揽子交易打个包就可以了吗?
打包需要耗费一定的网络及计算资源。为了鼓励张三李四王二赵六等节点参与打包,比特币规则规定:谁打包区块,谁就将获得比特币作为酬劳。
中本聪设计比特币初始总量为2100万个。获得区块打包权的节点,最开始的奖励是每个区块50比特币,之后没经过21万个区块(约4年时间)奖励将减半一次,直到2140年左右区块奖励将变得微乎其微,此时区块奖励总和为2100万比特币。
在比特币奖励的鼓励下,张三李四王二赵六等节点纷纷踊跃争夺打包权,也就是“挖矿”。
那么如何争夺打包权呢?
为了获得打包权,节点们需要进行一种类似“扔硬币”的竞赛。系统规定了游戏规则,谁先扔出符合规定的“硬币”,谁就能获得打包权和奖励。
但是“扔硬币”获胜的诀窍是提高每秒仍硬币的次数,POW(工作量证明)共识机制简而言之就是,干的越多,收的越多。
所以人们纷纷购置矿机和计算资源,争取扔出更多的“硬币”,从而获得节点的打包权和比特币奖励。
因此POW机制非常耗费地球资源。
如上面所说,如果把这个去中心化的账本记账活动比喻为一个游戏,那么比特币就是这个游戏中的代币。
目前由于系统中的比特币还没有到达2100万个,所以系统中有存量货币和增量货币。增量部分是节点通过竞争区块打包权(也就是“挖矿”)获得的。
比特币至少有以下功能:
====或持续更新====
注:部分内容转自江卓尔知乎高赞答案《比特币基础科普与常见误解》
这篇文章是小娜读过的介绍区块链和比特币最全面的一篇,建议大家有时间认真阅读,获益颇丰哦。
区块链是一种基于互联网的应用技术,比如说以区块链为技术基础的虚拟货币产品。
上次去中一集团听课的时候,他们导师是这样说的:“区块链是像一个非常大的账本系统,很多联接点(人)就是区块链的基本单位,每当有交易发生的时候,系统就会通知每个人,按系统规则进行记账。如果有人不诚信,想修改或增删这个信息,需要得到51%以上的人的认可,这个可能性非常小,因为人太多了。而且系统会自动修正你与大多数人不一样的信息。每个人都有一个和系统一样的账本,也就是备份。所有人记录同一个信息之后,系统就会打上时间戳,打包成块,就叫区块,区块按时间先后顺序连一起,就叫区块链”。
赚钱就更简单了,只要区块链可以应用的领域都可以挣钱。比如技术的优化、硬件的基础建设、互联网金融产品等等。
目前区块链应用比较成熟的、业内比较认可的,如果有一个排名的话,中一集团是非常靠前的。
一、定义
区块链就像是一个开放性的网络账本。它起源于比特币,是比特币的底层技术。在比特币的交易中,交易记录的全部信息会被打包到一个“区块”(Block)中进行储存。随着信息交流的扩大,一个个区块相互链接,就形成了区块链。
二、特点
以比特币为代表的数字货币是一种点对点的电子现金系统。其中,每次交易都会对网络里所有的参与者进行广播,并且经过多次确认后才被记录到账本中,这种账本就是“区块链”。每一个参与者都会有自己的账本。这样,当虚假信息发生时,就可以通过相互对证来破除,从而保证网络安全。
在区块链中,每一个节点都是平等的,不存在中心化的管理机构,这种“去中心化”的特点使得区块链无需依赖第三方,其运作不需要任何人为干预,能够独立地进行自我验证。另外,区块链的网络向全世界开放,任何人都可以通过公开端口进行数据查询,因而整个系统高度透明。
三、应用
总之,区块链是一个可信的数据库,是一个可靠的“账本”。未来在跨境支付、证券、贷款、投票等方面都会有所应用。比如,在跨境支付中,有了区块链提供安全保障,就可以随时随地向全世界汇款,这样就省去了很多中间环节和高昂的手续费。
意思如下
在其他区块链系统中,区块打包是有时间限制的,在一段时间内区块能打包多少交易就打包多少,时间到了就会生成区块。如果有剩余的交易,那就等下次喽。