① 區塊鏈技術有哪些區塊鏈核心技術介紹
當下最火熱的互聯網話題是什麼,不用小編說也知道,那就是區塊鏈技術,不過不少朋友只是聽說過這個技術,對其並沒有過多的深入理解,那麼區塊鏈技術有哪些?下面我們將為大家帶來區塊鏈核心技術介紹,以作大家參考之用。
區塊鏈技術核心有哪些?
區塊鏈技術可以是一個公開的分類賬(任何人都可以看到),也可以是一個受許可的網路(只有那些被授權的人可以看到),它解決了供應鏈的挑戰,因為它是一個不可改變的記錄,在網路參與者之間共享並實時更新。
區塊鏈技術----數據層:設計賬本的數據結構
核心技術1、區塊+鏈:
從技術上來講,區塊是一種記錄交易的數據結構,反映了一筆交易的資金流向。系統中已經達成的交易的區塊連接在一起形成了一條主鏈,所有參與計算的節點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。
每個區塊由區塊頭和區塊體組成,區塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息,主要包括交易數量和交易詳情;區塊頭則封裝了當前的版本號、前一區塊地址、時間戳(記錄該區塊產生的時間,精確到秒)、隨機數(記錄解密該區塊相關數學題的答案的值)、當前區塊的目標哈希值、Merkle數的根值等信息。從結構來看,區塊鏈的大部分功能都由區塊頭實現。
核心技術2、哈希函數:
哈希函數可將任意長度的資料經由Hash演算法轉換為一組固定長度的代碼,原理是基於一種密碼學上的單向哈希函數,這種函數很容易被驗證,但是卻很難破解。通常業界使用y=hash(x)的方式進行表示,該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
常使用的哈希演算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256演算法為例,將任何一串數據輸入到SHA256將得到一個256位的Hash值(散列值)。其特點:相同的數據輸入將得到相同的結果。輸入數據只要稍有變化(比如一個1變成了0)則將得到一個完全不同的結果,且結果無法事先預知。正向計算(由數據計算其對應的Hash值)十分容易。逆向計算(破解)極其困難,在當前科技條件下被視作不可能。
核心技術3、Merkle樹:
Merkle樹是一種哈希二叉樹,使用它可以快速校驗大規模數據的完整性。在區塊鏈網路中,Merkle樹被用來歸納一個區塊中的所有交易信息,最終生成這個區塊所有交易信息的一個統一的哈希值,區塊中任何一筆交易信息的改變都會使得Merkle樹改變。
核心技術4、非對稱加密演算法:
非對稱加密演算法是一種密鑰的保密方法,需要兩個密鑰:公鑰和私鑰。公鑰與私鑰是一對,如果用公鑰對數據進行加密,只有用對應的私鑰才能解密,從而獲取對應的數據價值;如果用私鑰對數據進行簽名,那麼只有用對應的公鑰才能驗證簽名,驗證信息的發出者是私鑰持有者。
因為加密和解密使用敗裂仿的是兩個不同的密鑰,所以這種演算法叫做非對稱加密演算法,而對稱加密在加密與解密的過程中使用的是同一把密鑰。
區塊鏈技術----網路層:實現記賬節點的去中心化
核心技術5、P2P網路:
P2P網路(對等網路),又稱點對點技術,是沒有中心伺服器、依靠用戶群交換信息的互聯網體系。與有中心伺服器的中央網路系統不同,對等網路的每個用戶端既是一個節點,也有伺服器的功能。國內的迅雷軟體採用的就是P2P技術。P2P網路其具有去中心化與健壯性等特點。
區塊鏈技術----共識層:調配記賬節點的任務負載
核心技術6、共識機制:
共識機制,就是所有記賬節點之間如何達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。目前主要有四大類共識機制:PoW、PoS、DPoS和分布式一致性演算法。
PoW(ProofofWork,工作量證明):PoW機制,也就是像比特幣的挖礦機制,礦工通過把網路尚未記錄的現有交易打包到一個區塊,然後不斷遍歷嘗試來尋找一個隨機數,使得新區塊加上隨機數的哈希值滿足一定的難度條件。找到滿足條件的隨機數,就相當於確定了區塊鏈最新的一個區塊,也相當於獲得了區塊鏈的本輪記賬權。礦工把滿足挖礦難度條件的區塊在源伏網路中廣播出去,全網其他節點在驗證該區塊滿足挖礦難度條件,同時區塊里的交易數據符合協議規范後,將各自把該區塊鏈接到自己版本的區塊鏈上,從而在全網形成對當前網路狀態的共識。
PoS(ProofofStake,權益證明):PoS機制,要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制。如果單純依靠代幣余額來決定記賬者必然察纖使得富有者勝出,導致記賬權的中心化,降低共識的公正性,因此不同的PoS機制在權益證明的基礎上,採用不同方式來增加記賬權的隨機性來避免中心化。例如點點幣(PeerCoin)PoS機制中,擁有最多鏈齡長的比特幣獲得記賬權的幾率就越大。NXT和Blackcoin則採用一個公式來預測下一記賬的節點。擁有多的代幣被選為記賬節點的概率就會大。未來以太坊也會從目前的PoW機制轉換到PoS機制,從目前看到的資料看,以太坊的PoS機制將採用節點下賭注來賭下一個區塊,賭中者有額外以太幣獎,賭不中者會被扣以太幣的方式來達成下一區塊的共識。
DPoS(DelegatedProof-Of-Stake,股份授權證明):DPoS很容易理解,類似於現代企業董事會制度。比特股採用的DPoS機制是由持股者投票選出一定數量的見證人,每個見證人按序有兩秒的許可權時間生成區塊,若見證人在給定的時間片不能生成區塊,區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速,也更加節能。
分布式一致性演算法:分布式一致性演算法是基於傳統的分布式一致性技術。其中有分為解決拜占庭將軍問題的拜占庭容錯演算法,如PBFT(拜占庭容錯演算法)。另外解決非拜占庭問題的分布式一致性演算法(Pasox、Raft),詳細演算法本文不做說明。該類演算法目前是聯盟鏈和私有鏈場景中常用的共識機制。
綜合來看,POW適合應用於公鏈,如果搭建私鏈,因為不存在驗證節點的信任問題,可以採用POS比較合適;而聯盟鏈由於存在不可信局部節點,採用DPOS比較合適。
區塊鏈技術----激勵層:制定記賬節點的"薪酬體系"
核心技術7、發行機制和激勵機制:
以比特幣為例。比特幣最開始由系統獎勵給那些創建新區塊的礦工,該獎勵大約每四年減半。剛開始每記錄一個新區塊,獎勵礦工50個比特幣,該獎勵大約每四年減半。依次類推,到公元2140年左右,新創建區塊就沒有系統所給予的獎勵了。屆時比特幣全量約為2100萬個,這就是比特幣的總量,所以不會無限增加下去。
另外一個激勵的來源則是交易費。新創建區塊沒有系統的獎勵時,礦工的收益會由系統獎勵變為收取交易手續費。例如,你在轉賬時可以指定其中1%作為手續費支付給記錄區塊的礦工。如果某筆交易的輸出值小於輸入值,那麼差額就是交易費,該交易費將被增加到該區塊的激勵中。只要既定數量的電子貨幣已經進入流通,那麼激勵機制就可以逐漸轉換為完全依靠交易費,那麼就不必再發行新的貨幣。
區塊鏈技術----合約層:賦予賬本可編程的特性
核心技術8、智能合約:
智能合約是一組情景應對型的程序化規則和邏輯,是通過部署在區塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實現的。通常情況下,智能合約經各方簽署後,以程序代碼的形式附著在區塊鏈數據上,經P2P網路傳播和節點驗證後記入區塊鏈的特定區塊中。智能合約封裝了預定義的若干狀態及轉換規則、觸發合約執行的情景、特定情景下的應對行動等。區塊鏈可實時監控智能合約的狀態,並通過核查外部數據源、確認滿足特定觸發條件後激活並執行合約。
以上就是小編為您帶來的區塊鏈技術有哪些?區塊鏈核心技術介紹的全部內容。
② 區塊鏈的運行原理和發展,你不得不知!
一、為什麼會有區塊鏈的創新?
第一代互聯網的起點是TCP/IP協議,就是執行一個網路上所有節點統一格式對等傳輸信息的開放代碼。但是這樣一個並不復雜的創新對於人類的影響是劃時代的,她把全球統一市場所需要的基本價值觀:「自由、平等、博愛」,給程序化、協議化、可執行化了。進而派生出STMP郵件協議、HTTP域名協議等,去中心化的實現了全球信息傳遞的低成本高效率。正如阿里巴巴副總裁高紅冰所說:
「互聯網就是消滅那個價值很低、成本很高的(信息)供應鏈——它開放、互聯、對等、全球化、去中心化。」
我們知道:市場的本質也是去中心化的,她自動執行也就是「等價交換」的去中心化協議,就像諾貝爾獎金獲得者羅納德科斯總結的:「市場經濟建立在兩個深厚的認知基礎上:承認無知和包容不確定性。」亞當斯密也形容市場是:「看不見的手」!因此,市場一定需要信息去中心化的低成本流動,互聯網正是適應了全球統一市場形成的大氣候下,橫空出世了。
但是,第一代互聯網去中心化的解決了信息的低成本高效率傳輸的問題,她沒有解決信息的信用問題。因此,第二代互聯網必須突破的是:怎樣去中心化的建立全球信用?讓價值傳遞也低成本高效率進行。
那麼原來的中心化信用體系有什麼問題呢?眾所周知:中心化的信用,如各國法幣,信用價值不同,清算體系也各不兼容,給全球貿易增加了很大成本。目前以美元為中心的全球信用體系,在機制上存在「特里芬悖論」(實質就是一國法幣無法同時兼顧解決本國經濟利益和全球經濟需要的沖突),因此2009年中國央行行長周小川呼籲超主權存儲貨幣的產生,同年,中本聰在網上公開了第一代區塊鏈源代碼————「比特幣」。
二、區塊鏈系統是怎樣運行的?
首先,中本聰很清楚建立一個支付系統的信用必須解決防止「重復支付」問題,也就是不能造假幣。中心化的信用系統是靠國家機器防止造假幣。「比特幣」怎麼辦呢?中本聰伍中的偉大創新是給每一筆交易「蓋時間戳」(timestamp)。每十分鍾一個區塊(block:腔弊山相當於網路賬簿),把這十分鍾的全網交易都正確的蓋上時間戳。問題是誰來蓋呢?中本聰並沒有假設互聯網上都是雷鋒,他同意亞當.斯密的觀點:市場上的人是貪婪的。他讓所謂自稱「礦工」的人去競爭這十分鍾一個區塊的記賬權,競爭的規則就是正確記賬的同時要去解SHA256難題,誰能證明自己的計算機算力最快(所謂PROOF OF WORK 機制),ta就能競爭到這十分鍾區塊的合法記賬權,並得到二十五個比特幣的獎勵卜殲。這就是所謂俗稱的「挖礦」過程,實際是建立一個全網總賬——區塊鏈的去中心化信用過程,所以礦工更本質的職能是「記賬員」!
中本聰在其比特幣白皮書中,比較詳盡的敘述了這個信用系統建立的過程:
第一步:每一筆交易為了讓全網承認有效,必須廣播給每個節點(node:也就是礦工);
第二步:每個礦工節點要正確無誤的給這十分鍾的每一筆交易蓋上時間戳並記入那個區塊(block);
第三步:每個礦工節點要通過解SHA256難題去競爭這個十分鍾區塊的合法記賬權,並爭取得到二十五個比特幣的獎勵(頭四年是每十分鍾五十個比特幣,每四年遞減一半);
第四步:如果一個礦工節點解開了這十分鍾的SHA256難題,ta將向全網公布ta這十分鍾區塊記錄的所有蓋時間戳交易,並由全網其他礦工節點核對;
第五步:全網其他礦工節點核對該區塊記賬的正確性(因為他們同時也在蓋時間戳記賬,只是沒有競爭到合法區塊記賬權,因此無獎勵),沒有錯誤後他們將在該合法區塊之後競爭下一個區塊,這樣就形成了一個合法記賬的區塊單鏈,也就是比特幣支付系統的總賬——區塊鏈。
一般來說,每一筆交易,必須經過六次區塊確認,也就是六個十分鍾記賬,才能最終在區塊鏈上被承認合法交易。以下是比特幣的記賬格式:
所以所謂「比特幣」,就是這樣一個賬單系統:它包括所有者用私鑰進行電子簽名並支付給下一個所有者,然後由全網的「礦工」蓋時間戳記賬,形成區塊鏈。
三、比特幣的區塊鏈金融有哪些創新?
類黃金化,嘗試建立全球互聯網去中心化信用,有可能讓價值在全網高速低費率的流轉(目前每筆轉轉費率是萬分之一);
貨幣總量由密碼學協議約定;
比之於黃金,數字貨幣無限可分;
貨幣價值可以建立在大量的P2P交易之上;
財務管理的完全透明(每筆交易都能在區塊鏈上查到)。
比特幣的區塊鏈全網記賬,在全球互聯網上最高建立了市值100億美元的市值。因此,清華五道口金融學院院長吳曉靈點睛指出:區塊鏈實驗建立了分布式信用,是互聯網TCP/IP的升級版,是從信息傳遞升級到價值傳遞;
四、比特幣的區塊鏈系統有哪些內在缺陷?
比特幣的區塊鏈系統自2009年在互聯網上開源運行以來,有成功的地方,但也顯示出一些難以克服的內在缺陷:
總量不能隨著市場的情況變化,必然暴漲暴跌;
挖礦的高碳,只有不到1%的礦工能夠競爭到沒十分鍾區塊的記賬權,其他參與競爭的99%以上的礦工算力浪費;
每年10%左右的通貨膨脹大大增加了比特幣金融生態的成本,甚至威脅到她的生存;
作為去中心化自組織DAC系統,記賬和發行功能部分運行成本過高。
作為全球支付系統,效率遠遠達不到全球貿易的實際要求。比特幣網路每秒目前最多確認7筆交易,對比之下, Visa的網路系統每秒最快可處理10,000筆交易,支付寶的記錄是2014光棍節每秒鍾80,000筆!
五、區塊鏈技術2.0的發展:
作為區塊鏈的2.0升級發展,首先聚焦在解決比特幣記賬的挖礦高碳上:
在我們討論怎麼克服比特幣挖礦記賬高碳時,清華經濟學研究所的劉濤雄教授指出,挖礦靠算力競爭,最後只有一家競爭到合法記賬權,其他99%的礦工節點都白挖了,浪費了資源,顯然不太合理,如果全網透明的知道下一家區塊的合法記賬權,隨機的在全網產生,就免除了競爭記賬的高碳!我們聽後都大贊劉教授主意高明,因為現在比較成功的二代幣NXT正是這種機制,他們的白皮書叫「透明鍛造」,只是記賬權花落誰家的概率是和每個礦工節點錢包的NXT代幣持有量成正比,這個叫股權證明機制(PROOF OF STOCK)。當然,這也引發了NXT把代幣分發給早期投資開發者不公平的爭論!
RIPPLE是一個區塊鏈半去中心化的方案,利用「可信任網關」(trusted gateways)進行區塊鏈記賬,其信用是建立在這些網關不會同時作惡的共識記賬(consensus ledger)協議上。
最有雄心的嘗試是以太坊(Ethereum),她把區塊鏈的技術和圖靈完備結合起來,期望開發出一套未來滿足各種區塊鏈系統建設的基礎性平台,可以支持各種信用貨幣、數字資產、智能協議甚至金融衍生品的開發.其系統設計是ETHERUM平台統一區塊鏈記賬,為所有開發者共同使用,也許她們的正式版本能在不久地將來發布。
六、區塊鏈的創新在其他領域的可能應用:
現在,區塊鏈在建立去中心化信用的嘗試,已經不限於金融界,而被社會各個領域關注,特別是在中國目前一些中心性信用如「紅會」,處於「塌陷」態勢,區塊鏈更能為社會管理提供一種全新的思路和技術選項,以下是我們了解的一些新進展和相關討論:
區塊鏈和物聯網結合,將數字資產和原子資產統一起來,抹平消費資產和現金資產的區別,擴展大眾的信用,加速價值流通;(IBM-三星)
區塊鏈上建立知識產權保護系統,對知識產權的使用全網記賬,建立全球廣告市場;
區塊鏈是否可以為一帶一路的新興經濟體發行協議型密碼學貨幣提供技術支撐;
區塊鏈+雲計算可以發展成去中心化的自媒體和社區系統;
區塊鏈可以搭建去中心化的股權眾籌體系,讓創新項目提前進入流通領域;
區塊鏈可以發展出全透明的財務管理系統;
區塊鏈支持建立全球去中心化公司組織。
總之,在這個信用已經成為緊缺資源的時代,區塊鏈的技術創新,作為一種分布式信用的模式,為全球市場的金融、社會管理、人才評價和去中心化組織建設等,都提供了一個廣闊的發展前景。
③ 區塊鏈的技術原理是什麼
區塊鏈技術涉及的關鍵點包括:去中心化(Decentralized)、去信任(Trustless)、集體維護(Collectivelymaintain)、可靠資料庫(ReliableDatabase)、時間戳(Timestamp)、非對稱加密(AsymmetricCryptography)等。
區塊鏈技術重新定義了網路中信用的生成方式:在系統中,參與者無需了解其他人的背景資料,也不需要藉助第三方機構的擔保或保證,區塊鏈技術保障了系統對價值轉移的活動進行記錄、傳輸、存儲,其最後的結果一定是可信的。
(3)迅雷區塊鏈技原理擴展閱讀
區塊鏈技術原理的來源可歸納為一個數學問題:拜占庭將軍問題。拜占庭將軍問題延伸到互聯網生活中來,其內涵可概括為:在互聯網大背景下,當需要與不熟悉的對手方進行價值交換活動時,人們如何才能防止不會被其中的惡意破壞者欺騙、迷惑從而做出錯誤的決策。
進一步將拜占庭將軍問題延伸到技術領域中來,其內涵可概括為:在缺少可信任的中央節點和可信任的通道的情況下,分布在網路中的各個節點應如何達成共識。區塊鏈技術解決了聞名已久的拜占庭將軍問題——它提供了一種無需信任單個節點、還能創建共識網路的方法。
④ 區塊鏈的技術原理是什麼
區塊鏈(Blockchain)是比特幣的一個重要概念,本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。
區塊鏈在網路上是公開的,可以在每一個離線比特幣錢包數據中查詢。比特幣錢包的功能依賴於與區塊鏈的確認,一次有效檢驗稱為一次確認。通常一次交易要獲得數個確認才能進行。輕量級比特幣錢包使用在線確認,即不會下載區塊鏈數據到設備存儲中。
比特幣的眾多競爭幣也使用同樣的設計,只是在工作量證明上和演算法上略有不同。如,採用權益證明和SCrypt等等。
⑤ 區塊鏈的工作原理是什麼
最近很火的區塊鏈技術到底是什麼樣的技術呢?區塊鏈技術是被人們認為在金融科技方面最閃亮的一顆星,而且在未來還可能再繼續發展區塊鏈技術,它有非常多的特點,包括數據的一個分布,以及數據的信任度和集體共識機制,最重要的話就是公開透明以及匿名隱私等這一些非常有特點的特性,根據這一些區塊鏈裡面的數據,我們可以得出當代社會的一些基本的信息。
區塊鏈技術就是這么一個安全科學的資料庫。可以簡單的把它理解為一個已經是權威資料庫了,它裡面的基本內容都是屬實的,都是通過別人所驗證以及審核過的。在金融科技方面的話,會非常的容易找到一些想要的數據,這對於做生意的人來說非常的好。
⑥ 區塊鏈原理是什麼
使看到一些爭論區塊鏈定義的回答, 突然意識到自己這篇解釋原理的回答其實是一直是對著比特幣擼的, 介於區塊鏈的定義業界並沒有一個特別明確和唯一的回答, 這里先給出個人根據所讀論文而總結出的「區塊鏈」應有特質:
1.用了具有 "哈希鏈" (下文有解釋) 形式的數據結構保存基礎數據
2.有多個結點參與系統運行(分布式)
3.通過一定的協議或演算法對於基礎數據的一致性達成共識(共識協議/演算法)。
介於比特幣目前是區塊鏈最典型且最有影響力的應用之一, 理解比特幣如何使用區塊鏈後, 再去理解其他形式各樣的區塊鏈應用就會容易很多。
⑦ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈到底是什麼什麼叫區塊鏈
1、所謂區塊鏈技術,簡稱BT(Blockchaintechnology),也被稱之為分布式賬本技術,是一種互聯網資料庫技術,其特點是去中心化、公開透明,讓每個人均可參與資料庫記錄。
用通俗的話闡述:如果我們把資料庫假設成一本賬本,讀寫資料庫就可以看做一種記賬的行為,區塊鏈技術的原理就是在一段時間內找出記賬最快最好的人,由這個人來記賬,然後將賬本的這一頁信息發給整個系統里的其他所有人。
2、區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。
區塊鏈(Blockchain),是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。
(7)迅雷區塊鏈技原理擴展閱讀:
區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法。
激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。