從一筆交易看區塊鏈運作流程:
在比特幣區塊鏈中,當一筆交易通過某個節點或錢包產生時,這筆交易需要被傳送給其它節點來作驗證。做法是將交易資料經由數位簽章加密並經由哈希演算法得出一串代表此交易的唯一哈希值後,再將這個哈希值廣播(Broadcast)給比特幣區塊鏈網路中的其它參與節點進行驗證。哈希演算法是將任意長度的二進制值映射為固定長度的較小二進制值,那麼小的二進制值稱為哈希值。哈希值就是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。 假如散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母,隨後的哈希都會產生不同的值。如果要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入,這在計算上來說基本上是不可能的。
產生一筆新交易時,會先被廣播到區塊鏈網路中的其它參與節點。各節點將數筆新交易放入區塊,每個節點會將數筆未經驗證的交易哈希值收集到區塊中,每個區塊可以包含數百筆或者上千筆交易。
各節點進行工作量證明的計算來決定誰可以驗證交易,由最快算出結果的節點來驗證交易,這就是取得共識的做法。取得驗證權的節點將區塊廣播給所有節點最快完成POW的節點,會將自己的區塊廣播給其他節點。各節點驗證並接上新區塊。其他節點會確認這個區塊所包含的交易是否有效,確認沒被重復花費且具有效數位簽章後,接受該區塊,此時區塊才正式接上區塊鏈,無法再修改資料。所有節點一旦接受該區塊後,先前沒算完POW工作的區塊會失效,各節點會重新建立一個區塊,繼續下一回POW計算工作。
由此可見,區塊鏈原理並不復雜,它的廣泛應用也是理所當然。有很多公司在把區塊鏈原理應用到現實的過程中得到豐碩的成果。像比特幣,雖然參與者的ID都是匿名的,但區塊鏈上的數據都是默認公開的。這種開放性所帶來的優勢是史無前例的,比如:抗攻擊的能力,抵抗專制制度資本管控的能力。它在保證安全的同時公開透明,所有參與者的賬戶余額、所有的交易記錄都可以被人們看到。直到現在我們依然對此感到驚奇,因為這種保障安全的方法是這么新穎,然而在比特幣存在的7年歷史中,還沒有人切實可行的打破過這種安全。
㈡ 區塊鏈的核心技術是什麼
簡單來說,區塊鏈是一個提供了拜占庭容錯、並保證了最終一致性的分布式資料庫;從數據結構上看,它是基於時間序列的鏈式數據塊結構;從節點拓撲上看,它所有的節點互為冗餘備份;從操作上看,它提供了基於密碼學的公私鑰管理體系來管理賬戶。
或許以上概念過於抽象,我來舉個例子,你就好理解了。
你可以想像有 100 台計算機分布在世界各地,這 100 台機器之間的網路是廣域網,並且,這 100 台機器的擁有者互相不信任。
那麼,我們採用什麼樣的演算法(共識機制)才能夠為它提供一個可信任的環境,並且使得:
節點之間的數據交換過程不可篡改,並且已生成的歷史記錄不可被篡改;
每個節點的數據會同步到最新數據,並且會驗證最新數據的有效性;
基於少數服從多數的原則,整體節點維護的數據可以客觀反映交換歷史。
區塊鏈就是為了解決上述問題而產生的技術方案。
二、區塊鏈的核心技術組成
無論是公鏈還是聯盟鏈,至少需要四個模塊組成:P2P 網路協議、分布式一致性演算法(共識機制)、加密簽名演算法、賬戶與存儲模型。
1、P2P 網路協議
P2P 網路協議是所有區塊鏈的最底層模塊,負責交易數據的網路傳輸和廣播、節點發現和維護。
通常我們所用的都是比特幣 P2P 網路協議模塊,它遵循一定的交互原則。比如:初次連接到其他節點會被要求按照握手協議來確認狀態,在握手之後開始請求 Peer 節點的地址數據以及區塊數據。
這套 P2P 交互協議也具有自己的指令集合,指令體現在在消息頭(Message Header) 的 命令(command)域中,這些命令為上層提供了節點發現、節點獲取、區塊頭獲取、區塊獲取等功能,這些功能都是非常底層、非常基礎的功能。如果你想要深入了解,可以參考比特幣開發者指南中的 Peer Discovery 的章節。
2、分布式一致性演算法
在經典分布式計算領域,我們有 Raft 和 Paxos 演算法家族代表的非拜占庭容錯演算法,以及具有拜占庭容錯特性的 PBFT 共識演算法。
如果從技術演化的角度來看,我們可以得出一個圖,其中,區塊鏈技術把原來的分布式演算法進行了經濟學上的拓展。
在圖中我們可以看到,計算機應用在最開始多為單點應用,高可用方便採用的是冷災備,後來發展到異地多活,這些異地多活可能採用的是負載均衡和路由技術,隨著分布式系統技術的發展,我們過渡到了 Paxos 和 Raft 為主的分布式系統。
而在區塊鏈領域,多採用 PoW 工作量證明演算法、PoS 權益證明演算法,以及 DPoS 代理權益證明演算法,以上三種是業界主流的共識演算法,這些演算法與經典分布式一致性演算法不同的是,它們融入了經濟學博弈的概念,下面我分別簡單介紹這三種共識演算法。
PoW: 通常是指在給定的約束下,求解一個特定難度的數學問題,誰解的速度快,誰就能獲得記賬權(出塊)權利。這個求解過程往往會轉換成計算問題,所以在比拼速度的情況下,也就變成了誰的計算方法更優,以及誰的設備性能更好。
PoS: 這是一種股權證明機制,它的基本概念是你產生區塊的難度應該與你在網路里所佔的股權(所有權佔比)成比例,它實現的核心思路是:使用你所鎖定代幣的幣齡(CoinAge)以及一個小的工作量證明,去計算一個目標值,當滿足目標值時,你將可能獲取記賬權。
DPoS: 簡單來理解就是將 PoS 共識演算法中的記賬者轉換為指定節點數組成的小圈子,而不是所有人都可以參與記賬。這個圈子可能是 21 個節點,也有可能是 101 個節點,這一點取決於設計,只有這個圈子中的節點才能獲得記賬權。這將會極大地提高系統的吞吐量,因為更少的節點也就意味著網路和節點的可控。
3、加密簽名演算法
在區塊鏈領域,應用得最多的是哈希演算法。哈希演算法具有抗碰撞性、原像不可逆、難題友好性等特徵。
其中,難題友好性正是眾多 PoW 幣種賴以存在的基礎,在比特幣中,SHA256 演算法被用作工作量證明的計算方法,也就是我們所說的挖礦演算法。
而在萊特幣身上,我們也會看到 Scrypt 演算法,該演算法與 SHA256 不同的是,需要大內存支持。而在其他一些幣種身上,我們也能看到基於 SHA3 演算法的挖礦演算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 演算法的改良版本,並命名為 Ethash,這是一個 IO 難解性的演算法。
當然,除了挖礦演算法,我們還會使用到 RIPEMD160 演算法,主要用於生成地址,眾多的比特幣衍生代碼中,絕大部分都採用了比特幣的地址設計。
除了地址,我們還會使用到最核心的,也是區塊鏈 Token 系統的基石:公私鑰密碼演算法。
在比特幣大類的代碼中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 與 DSA 的結合,整個簽名過程與 DSA 類似,所不一樣的是簽名中採取的演算法為 ECC(橢圓曲線函數)。
從技術上看,我們先從生成私鑰開始,其次從私鑰生成公鑰,最後從公鑰生成地址,以上每一步都是不可逆過程,也就是說無法從地址推導出公鑰,從公鑰推導到私鑰。
4、賬戶與交易模型
從一開始的定義我們知道,僅從技術角度可以認為區塊鏈是一種分布式資料庫,那麼,多數區塊鏈到底使用了什麼類型的資料庫呢?
我在設計元界區塊鏈時,參考了多種資料庫,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些幣種採用基於 SQL 的 SQLite。這些作為底層的存儲設施,多以輕量級嵌入式資料庫為主,由於並不涉及區塊鏈的賬本特性,這些存儲技術與其他場合下的使用並沒有什麼不同。
區塊鏈的賬本特性,通常分為 UTXO 結構以及基於 Accout-Balance 結構的賬本結構,我們也稱為賬本模型。UTXO 是「unspent transaction input/output」的縮寫,翻譯過來就是指「未花費的交易輸入輸出」。
這個區塊鏈中 Token 轉移的一種記賬模式,每次轉移均以輸入輸出的形式出現;而在 Balance 結構中,是沒有這個模式的。
㈢ 區塊鏈技術上的節點是什麼
節點就是各區塊相連的地方,各區塊需要鏈起來才有用。
最核心的解析:
一.透明性,二.開放性,三.信息不可篡改,四.去中心化,
五、詳細的解析。
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。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法。
1、狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構,
並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
2、廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
㈣ 區塊鏈節點能否在一台電腦
區塊鏈節點可以在一台電腦。如果只是挖礦,不需要完整節點。而區塊鏈節點也分為輕節點和全節點。輕節點存部分區塊鏈上的信息,全節點儲存區塊鏈上的全部信息。
區塊鏈的運行原理:
以比特幣的區塊鏈系統為例。比特幣一個新區塊誕生的時間系統設定為十分鍾。
1、一筆交易產生以後,為了讓全網承認有效,必須先廣播到區塊鏈網路中其他參與的節點(鏈接的計算機)。
2、每個節點要正確無誤地給這十分鍾的交易都蓋上時間戳,並且放進這個區塊。
3、如果一個節點解開了隨機數那道數學題,擁有了合法區塊記賬權,這個節點就會向全網公布他這 10 分鍾所有蓋上時間戳的交易,並由全網中其他參與的節點來核對。
4、比特幣系統會給贏下合法區塊記賬權的節點以獎勵,他廣播以後,別的節點就要核對這個區塊記賬的准確性。別的節點其實同時也在解那道數學題,同時也在蓋時間戳,只不過他們沒有在那道數學題上算得更快。也就是說,這個區塊他們贏不了獎勵了,他們只好在下一個區塊上想辦法。
5、一般來說,每一筆交易,必須要經過 6 次的確認,也就是要通過 6 個的 10 分鍾記賬,才能在系統里被承認為是合法交易,一次的記賬是不被承認的。
㈤ 沖擊金融業的區塊鏈到底是什麼鬼有什麼用
區塊鏈原理最近被很多人談起,區塊鏈(Blockchain)顯然已經被許多人神化,好像各行各業都可以用區塊鏈技術,不過某種程度上,它卻像個黑盒子,大家都知道區塊鏈具有許多特性跟好處,卻不清楚它到底怎麼做到。其實,只要你了解了區塊鏈原理就不用這么躊躇了。
區塊鏈並非單一創新技術,而是將許多跨領域技術湊在一起,包括密碼學、數學、演演算法與經濟模型,並結合點對點網路關系,利用數學基礎就能建立信任效果,成為一個不需基於彼此信任基礎、也不需仰賴單一中心化機構就能夠運作的分散式系統,而比特幣便是第一個採用區塊鏈技術而打造出的一套P2P電子現金系統,用來實現一個可去中心化,並確保交易安全性、可追蹤性的數位貨幣體系。
不過,區塊鏈究竟是如何運作,其中又包含了哪些關鍵技術,使其被稱作信任機器(Trust Machine),一筆交易到底要如何在一個彼此互不信任的P2P網路中,不經由傳統的信任機構(如銀行、證券交易所、第三方機構等中心化機構),就能完成交易驗證?
要搞懂區塊鏈運作原理,可先區分出交易(Transaction)與區塊(Block)兩個部分,這里我們分別從區塊鏈中一筆交易產生到完成驗證的流程,以及圖解一個區塊,來了解區塊鏈的運作原理,並進一步拆解5大區塊鏈關鍵技術,看它到底怎麼做到大家口中的基於零信任基礎、去中心化、可追蹤又不可竄改。
從一筆交易看區塊鏈運作流程
在比特幣區塊鏈中,當一筆交易經由某個節點或錢包產生時,這筆交易需要被傳送給其它節點來作驗證。做法是將交易資料經由數位簽章加密並經由Hash函數得出一串代表此交易的唯一Hash值後,再將這個Hash值廣播(Broadcast)給比特幣區塊鏈網路中的其它參與節點進行驗證。
產生一筆新交易
一筆新交易產生時,會先被廣播到區塊鏈網路中的其它參與節點
各節點將數筆新交易放進區塊
每個節點會將數筆未驗證的交易Hash值收集到區塊中,每個區塊可以包含數百筆或上千筆交易
決定由誰來驗證這些交易
各節點進行工作量證明的計算來決定誰可以驗證交易,由最快算出結果的節點來驗證交易,這就是取得共識的做法。
取得驗證權的節點將區塊廣播給所有節點
最快完成POW的節點,會將自己的區塊廣播給其他節點
各節點驗證並接上新區塊
其他節點會確認這個區塊所包含的交易是否有效,確認沒被重復花費且具有效數位簽章後,接受該區塊,此時區塊才正式接上區塊鏈,無法再竄改資料。
交易驗證完成
所有節點一旦接受該區塊後,先前沒算完POW工作的區塊會失效,各節點會重新建立一個區塊,繼續下一回POW計算工作。
由此可見,區塊鏈原理並不復雜,它的廣泛應用也是理所當然。有很多公司在把區塊鏈原理應用到現實的過程中得到豐碩的成果,布比公司是國內領先的區塊鏈服務商,在區塊鏈技術平台方面取得多項突破,能夠滿足數千萬級用戶規模的場景,並且具備快速構建上層應用業務的能力。布比區塊鏈平台分為基礎框架層(BubiChain)和應用適配層(Bubi Application Adaptors)。
㈥ 區塊鏈能應用在哪些方面
您的問題我已看到,那麼,區塊鏈能應用在哪些方面?下面由小編來為您解答。
答:比特幣是區塊鏈的第一個具體應用。它是在 2008 年由一個人或一群人提出的一篇論文中提出的。比特幣使用區塊鏈來對比特幣進行數字發送,而 BitCoin 的名稱是比特幣,而不需要第三方中間人的干涉。
但比特幣並不是區塊鏈的唯一應用,如下:
1.金融領域:將區塊鏈技術應用在金融行業中,能夠省去第三方中介環節,實現點對點的直接對接,從而在大大降低成本的同時,快速完成交易支付。
2.物聯網和物流領域:區塊鏈在物聯網和物流領域也可以天然結合。通過區塊鏈可以降低物流成本,追溯物品的生產和運送過程,並且提高供應鏈管理的效率。
3.公共服務領域:區塊鏈在公共管理、能源、交通等領域都與民眾的生產生活息息相關,但是這些領域的中心化特質也帶來了一些問題,可以用區塊鏈來改造。
4.數字版權領域:通過區塊鏈技術,可以對作品進行鑒權,證明文字、視頻、音頻等作品的存在,保證權屬的真實、唯一性
5.保險領域:在保險理賠方面,保險機構負責資金歸集、投資、理賠,往往管理和運營成本較高。通過智能合約的應用,既無需投保人申請,也無需保險公司批准,只要觸發理賠條件,實現保單自動理賠。
6.公益領域:區塊鏈上存儲的數據,高可靠且不可篡改,天然適合用在社會公益場景。公益流程中的相關信息,如捐贈項目、募集明細、資金流向、受助人反饋等,均可以存放於區塊鏈上,並且有條件地進行透明公開公示,方便社會監督。
以上僅供您參考,還望您能採納,謝謝!
㈦ 區塊鏈中的數據是的加密的那其他節點如何訪問
「龍龘網路」很高興能夠為您解答。
首先,區塊鏈技術當中的這個加密所指的是,數據在傳輸的時候以一種加密技術進行編譯,而不是說對顯示的數據進行加密,因為區塊鏈還有一個特點,那就是信息公開透明化,所有的儲存在區塊鏈上的交易記錄、資產數量等信息都是可追溯查詢的,當區塊鏈中,每完成一筆交易,都會以發起方為原點向四周進行廣播,將信息同步給周圍的節點,這些收到信息的節點將繼續對四周進行廣播,繼續將信息發送給周圍的節點。最終,這筆交易信息將會擴散至全網,實現全網共同記賬。
因此,這個數據所有人都可見,但是無法修改,也就是相當於「只讀」狀態,這就是區塊鏈的另外一大特點「防篡改」。
區塊鏈當中所使用的是「非對稱加密技術」,就是加密和解密所使用的不是同一個密鑰,通常有兩個密鑰,稱為「公鑰」和「私鑰」,它們兩個必需配對使用,否則不能打開加密文件。這里的「公鑰」是指可以對外公布的,「私鑰」則不能,只能由持有人一個人知道。它的優越性就在這里,因為對稱式的加密方法如果是在網路上傳輸加密文件就很難不把密鑰告訴對方,不管用什麼方法都有可能被別竊聽到。而非對稱式的加密方法有兩個密鑰,且其中的「公鑰」是可以公開的,也就不怕別人知道,收件人解密時只要用自己的私鑰即可以,這樣就很好地避免了密鑰的傳輸安全性問題。
私鑰通常是在你需要使用你加密錢包當中的數字貨幣的時候才會需要用上,當你要發起一筆轉賬交易的時候,你必須要使用自己的私鑰對摘要進行非對稱加密,公鑰與私鑰是唯一的對應關系,如果用公鑰加密數據,那麼要想解密就只有用對應的私鑰才能實現。
希望「龍龘網路」的回答能夠幫助到您。
㈧ 區塊鏈原理
區塊鏈是一種技術,但它不是一種單一的技術,而是由多種技術整合的結果,包括密碼學、數學、經濟學、網路科學等。你可以把它看做是一個分布式共享記賬技術,也可以看做是一個資料庫,只不過這個資料庫是由在這個鏈上的所有節點共同維護,每個節點都有一份賬本,因為所有節點的賬本一致,不同節點之間可以互相信任,對數據沒有疑問,所以大家都說區塊鏈從技術上實現了信任。詳細的專業技術可以咨詢一些專業的技術公司,例:金博科技,專注開發區塊鏈相關產品,專業研發團隊和完善的售後服務,可以電話咨詢。
㈨ 區塊鏈的具體工作流程是怎樣的
區塊鏈(Blockchain)是由節點參與的分布式資料庫系統,它的特點是不可變更,不可偽造,我們也可以將它理解為一個賬簿系統。它是比特幣的一個重要概念,完整比特幣區塊鏈的副本,記錄了其的每一筆交易。通過這些信息,我們可以找到每一個地址,在歷史上任何一點所擁有的價值。
區塊鏈是由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成的,每一個區塊都包含了上一個區塊的哈希值,從創始區塊開始連接到當前區塊,形成塊鏈。