導航:首頁 > 以太坊區 > 從零編寫以太坊p2p網路

從零編寫以太坊p2p網路

發布時間:2023-10-28 08:50:07

『壹』 Quorum介紹

Quorum和以太坊的主要區別:

Quorum 的主要組件:

1,用其自己實現的基於投票機制的共識方式 來代替原來的 「Proof of work」 。
2,在原來無限制的P2P傳輸方式上增加了許可權功能。使得P2P傳輸只能在互相允許的節點間傳輸。
3, 修改區塊校驗邏輯使其能支持 private transaction。
4, Transaction 生成時支持 transaction 內容的替換。這個調整是為了能支持聯盟中的私有交易。

Constellation 模塊的主要職責是支持 private transaction。Constellation 由兩部分組成:Transaction Manager 和 Enclave。Transaction Manager 用來管理和傳遞私有消息,Enclave 用來對私有消息的加解密。

在私有交易中,Transaction Manager 會存儲私有交易的內容,並且會將這條私有交易內容與其他相關的 Transaction Manager 進行交互。同時它也會利用 Enclave 來加密或解密其收到的私有交易。

為了能更有效率的處理消息的加密與解密,Quorum 將這個功能單獨拉出並命名為 Enclave 模塊。Enclave 和 Transaction Manager 是一對一的關系。

在 Quorum 中有兩種交易類型,」Public Transaction」 和 「Privat Transaction」。在實際的交易中,這兩種類型都採用了以太坊的 Transaction 模型,但是又做了部分修改。Quorum 在原有的以太坊 tx 模型基礎上添加了一個新的 「privateFor」 欄位。同時,針對一個 tx 類型的對象添加了一個新的方法 「IsPrivate」。用 「IsPrivate」 方法來判斷 Transaction是 public 還是 private,用 「privateFor」 來記錄 事務只有誰能查看。

Public Transaction 的機理和以太坊一致。Transaction中的交易內容能被鏈上的所有人訪問到。

Private Transaction 雖然被叫做 「Private」,但是在全網上也會出現與其相關的交易。只不過交易的明細只有與此交易有關系的成員才能訪問到。在全網上看到的交易內容是一段hash值,當你是交易的相關人員時,你就能利用這個hash值,然後通過 Transaction Manager 和 Enclave 來獲得這筆交易的正確內容。

Public Transaction的處理流程和以太坊的Transaction流程一致。Transaction 廣播全網後,被礦工打包到區塊中。節點收到區塊並校驗區塊中的 事務 信息。然後根據 Transaction信息更新本地的區塊

Private Transaction也會將 Transaction 廣播至全網。但是它的 Transaction payload已經從原來的真實內容替換為一個hash值。這個hash值是由Transaction Manager提供的。

有兩個共識機制:QuorumChain Consensus 和 Raft-Based Consensus。
在 Quorum 1.2 之前的 Release 版本都採用了 QuorumChain。
從 2.0 版本開始,Quorum 廢棄了 QuorumChain 轉而只支持 Raft-based Consensus。

QuorumChain Consensus 是一個基於投票的共識演算法。其主要特點有:

相比較以太坊的POW,Raft-based 提供了更快更高效的區塊生成方式。相比 QuorumChain,Raft-based 不會產生空的區塊,而且在區塊的生成上比前者更有效率。

要想了解Raft-based Consensus,必須先了解Raft演算法

Raft演算法
Raft是一種一致性演算法,是為了確保容錯性,也就是即使系統中有一兩個伺服器當機,也不會影響其處理過程。這就意味著只要超過半數的大多數伺服器達成一致就可以了,假設有N台伺服器,N/2 +1 就超過半數,代表大多數了。
Raft的工作模式:
raft的工作模式是一個Leader和多個Follower模式,即我們通常說的領導者-追隨者模式。除了這兩種身份,還有Candidate身份。下面是身份的轉化示意圖

1,leader的選舉過程
raft初始狀態時所有server都處於Follower狀態,並且隨機睡眠一段時間,這個時間在0~1000ms之間。最先醒來的server A進入Candidate狀態,Candidate狀態的server A有權利發起投票,向其它所有server發出投票請求,請求其它server給它投票成為Leader。
2,Leader產生數據並同步給Follower
Leader產生數據,並向其它Follower節點發送數據添加請求。其它Follower收到數據添加請求後,判斷該append請求滿足接收條件(接收條件在後面安全保證問題3給出),如果滿足條件就將其添加到本地,並給Leader發送添加成功的response。Leader在收到大多數Follower添加成功的response後。提交後的log日誌就意味著已經被raft系統接受,並能應用到狀態機中了。

Leader具有絕對的數據產生權利,其它Follower上存在數據不全或者與Leader數據不一致的情況時,一切都以Leader上的數據為主,最終所有server上的日誌都會復製成與Leader一致的狀態。

Raft的動態演示: http://thesecretlivesofdata.com/raft/

安全性保證,對於異常情況下Raft如何處理:

1,Leader選舉過程中,如果有兩個FollowerA和B同時醒來並發出投票請求怎麼辦?
在一次選舉過程中,一個Follower只能投一票,這就保證了FollowerA和B不可能同時得到大多數(一半以上)的投票。如果A或者B中其一幸運地得到了大多數投票,就能順利地成為Leader,Raft系統正常運行下去。但是A和B可能剛好都得到一半的投票,兩者都成為不了Leader。這時A和B繼續保持Candidate狀態,並且隨機睡眠一段時間,等待進入到下一個選舉周期。由於所有Follower都是隨機選擇睡眠時間,所以連續出現多個server競選的概率很低。
2,Leader掛了後,如何選舉出新的Leader?
Leader在正常運行時候,會周期性的向Follower節點發送數據的同步請求,同時也是起到一個心跳作用。Follower節點如果在一段時間之內(一般是2000ms左右)沒有收到數據同步請求,則認為Leader已經死了,於是進入到Candidate狀態,開始發起投票競選新的Leader,每個新的Leader產生後就是一個新的任期,每個任期都對應一個唯一的任期號term。這個term是單調遞增的,用來唯一標識一個Leader的任期。投票開始時,Candidate將自己的term加1,並在投票請求中帶上term;Follower只會接受任期號term比自己大的request_vote請求,並為之投票。 這條規則保證了只有最新的Candidate才有可能成為Leader。

3,Follower的數據的生效時間
Follower在收到一條添加數據請求後,是否立即保存並將其應用到狀態機中去?如果不是立即應用,那麼由什麼來決定該條日誌生效的時間?
首先會檢查這條數據同步請求的來源信息是否與本地保存的leader信息符合,包括leaderId和任期號term。檢查合法後就將日誌保存到本地中,並給Leader回復添加log成功,但是不會立即將其應用到本地狀態機。Leader收到大部分Follower添加log成功的回復後,就正式將這條日誌commit提交。Leader在隨後發出的心跳append_entires中會帶上已經提交日誌索引。Follower收到Leader發出的心跳append_entries後,就可以確認剛才的log已經被commit(提交)了,這個時候Follower才會把日誌應用到本地狀態機。下表即是append_entries請求的內容,其中leaderCommit即是Leader已經確認提交的最大日誌索引。Follower在收到Leader發出的append_entries後即可以通過leaderCommit欄位決定哪些日誌可以應用到狀態機。

4,向raft系統中添加新機器時,由於配置信息不可能在各個系統上同時達到同步狀態,總會有某些server先得到新機器的信息,有些server後得到新機器的信息。比如在raft系統中有三個server,在某個時間段中新增加了server4和server5這兩台機器。只有server3率先感知到了這兩台機器的添加。這個時候如果進行選舉,就有可能出現兩個Leader選舉成功。因為server3認為有3台server給它投了票,它就是Leader,而server1認為只要有2台server給它投票就是Leader了。raft怎麼解決這個問題呢?

產生這個問題的根本原因是,raft系統中有一部分機器使用了舊的配置,如server1和server2,有一部分使用新的配置,如server3。解決這個問題的方法是添加一個中間配置(Cold, Cnew),這個中間配置的內容是舊的配置表Cold和新的配置Cnew。這個時候server3收到添加機器的消息後,不是直接使用新的配置Cnew,而是使用(Cold, Cnew)來做決策。比如說server3在競選Leader的時候,不僅需要得到Cold中的大部分投票,還要得到Cnew中的大部分投票才能成為Leader。這樣就保證了server1和server2在使用Cold配置的情況下,還是只可能產生一個Leader。當所有server都獲得了添加機器的消息後,再統一切換到Cnew。raft實現中,將Cold,(Cold,Cnew)以及Cnew都當成一條普通的日誌。配置更改信息發送Leader後,由Leader先添加一條 (Cold, Cnew)日誌,並同步給其它Follower。當這條日誌(Cold, Cnew)提交後,再添加一條Cnew日誌同步給其它Follower,通過Cnew日誌將所有Follower的配置切換到最新。

Raft演算法和以太坊結合
所以為了連接以太坊節點和 Raft 共識,Quorum 採用了網路節點和 Raft 節點一對一的方式來實現 Raft-based 共識

一個Transaction完整流程
1,客戶端發起一筆 Transaction並通過 RPC 來呼叫節點。
2,節點通過以太坊的 P2P 協議將節點廣播給網路。
3,當前的 Raft leader 對應的以太坊節點收到了 Transaction後將它打包成區塊。
區塊被 編碼後傳遞給對應的 Raft leader。
leader 收到區塊後通過 Raft 演算法將區塊傳遞給 follower。這包括如下步驟:
3.1,leader 發送 AppendEntries 指令給 follower。
3.2,follower 收到這個包含區塊信息的指令後,返回確認回執給 leader。
3.3,leader 收到不少於指定數量的確認回執後,發送確認 append 的指令給 follower。
3.4,follower 收到確認 append 的指令後將區塊信息記錄到本地的 Raft log 上。
3.5,Raft 節點將區塊傳遞給對應的 Quorum 節點。Quorum 節點校驗區塊的合法性,如果合法則記錄到本地鏈上。

參考鏈接: http://blog.csdn.net/about_blockchain/article/details/78684901

『貳』 以太坊是什麼

隨著區塊鏈技術的創新,一個新的平台誕生了,它就是以太坊。以太坊不像比特幣那樣只是一種加密貨幣,它還存在其它特徵,使其成為了一個巨大的分布式計算機。


那麼,到底什麼是以太坊?


具體來說,以太坊(Ethereum)是一個可編程、可視化、更易用的區塊鏈,它允許任何人編寫智能合約和發行代幣。就像比特幣一樣,以太坊是去中心化的,由全網共同記賬,賬本公開透明且不可竄改。


與比特幣不同的是,以太坊是可編程的區塊鏈,它提供了一套圖靈完備的腳本語言,因此,開發人員可以直接用C語言等高級語言編程,轉換成匯編語言,大大降低了區塊鏈應用的開發難度。


為了更易理解,打個比方,以太坊就像是區塊鏈里的Android,它是一個開發平台,讓我們可以像基於Android Framework一樣基於區塊鏈技術寫應用。它上面提供各種模塊讓用戶來搭建應用,如果將搭建應用比作造房子,那麼以太坊就提供了牆面、屋頂、地板等模塊,用戶只需像搭積木一樣把房子搭起來,因此在以太坊上建立應用的成本和速度都大大改善。


事實上,在沒有以太坊之前,寫區塊鏈應用是這樣的:拷貝一份比特幣代碼,然後去改底層代碼如加密演算法,共識機制,網路協議等等(很多山寨幣就是這樣,改改就出來一個新幣)。


至於以太坊如何運作?


與其它區塊鏈一樣,以太坊需要幾千人在自己的計算機上運行一個軟體,為該網路提供動力。網路中的每個節點(計算機)運行一個叫做以太坊虛擬機(EVM)的軟體。如果將以太坊虛擬機想像成一個操作系統,它能理解並執行通過以太坊特定編程語言編寫的軟體,由以太坊虛擬機執行的軟體/應用程序被稱為「智能合約」。


不過,在這台計算機上操作並不是免費的,需要支付該網路自帶的加密貨幣,叫做以太幣(Ether)。以太幣與比特幣大致相同,除了一點,即以太幣可以為在以太坊上執行智能合約而付費。


回到以太坊的發展史,以太坊的概念首次在2013至2014年間由程序員Vitalik Buterin受比特幣啟發後提出,大意為「下一代加密貨幣與去中心化應用平台」,在2014年通過ICO眾籌開始得以發展。



截至2018年2月,以太幣是市值第二高的加密貨幣,僅次於比特幣。

對於許多程序工程師和投資人而言,2015年7月30號這一天是一個大日子,經過18個月的醞釀期後,以太坊區塊鏈平台終於正式誕生了,當天在位於布魯克林的辦公室上午11:45左右,當以太坊區塊鏈產生第一個創世區塊,隨即有很多狂熱的礦工在後頭想要贏得第一個區塊,也就是以太坊專屬電子貨幣,以太幣的所有權。當時整個辦公室掌聲雷動,那一天天氣很糟糕,紐約一帶下了大雷雨,每個人的智能手機不時傳來嘈雜的洪水警告訊號。

根據該公司網站資料的說明,以太坊是一個去中心化的應用平台,以智能合約為例,設計師可以完全排除死機被監控,被詐騙或者是被第三方橫加干預的可能,跟比特幣一樣,以太坊利用以太幣吸引參加者,建立驗證交易平台的網路架構,維持網路架構的運作,並且以共識決定哪些是真正發生過存在的事件,但是以太坊和比特幣也有所不同,以太坊提供一些功能強大的工具,讓投入開發的人創造出去,具有去中心化的軟體服務,使用范圍可以從線上 游戲 橫跨到股票交易。

以太坊的構想源自於2013年,當時才19歲的俄裔加拿大人為例,維塔利克布特林,他當時跟比特幣的核心開發者爭論,區塊鏈網路架構需要有更穩固的手稿語言才能發展其他的應用軟體,不過他的想法沒有被採納,促成了他打定主意要開發一套符合自己理念的區塊鏈網路架構共識,這家公司可以說是他跨出的第一步,在以太坊區塊鏈上推出了應用軟體,如果我們把時間往回倒轉幾年,就會發現一個很有趣的對照。

有位大師托瓦茲推出Linux作業系統的舉動,正如布特林推出以太坊一樣如出一轍。共識系統公司的聯合創始人約瑟夫魯賓談到區塊鏈以太坊的興起時表示,我愈發覺得走上街頭去貼海報訴求是很浪費時間的一件事,倒不如一起合作,在這個失衡的 社會 的經濟體制帶來要比較實際得改變。

跟許多創業者一樣,魯賓提出的願望也很有企圖心,他不只想要創立一家了不起的公司,也想借機克服這個世界上難解的問題。這個公司的應用程序會對十多個其他領域的產業帶來震撼力十足的效果,他們的計劃包括分布式的三重記賬會計體系,針對原本廣受好評,但是後來卻因為集中管控兒而遭受爭議的reddit論壇推出分布式的新版本,自動執行的文件格式進行管理,系統現在叫智能合約,涵蓋商務 體育 和 娛樂 領域的預測市場、公開競標的能源市場、足以和蘋果電腦分庭抗禮的一整套可以供大規模協作集體創造,實現無管理階層公司之共同管理機制的商務工具。

以太坊Ethereum由V神(Vitalik Buterin)在2014年創辦,它是一個區塊鏈底層系統,類似於互聯網的操作系統,基於它開發的DAPP(去中心化應用)類似於基於互聯網操作系統開發的軟體APP。

它的出現主要是彌補比特幣的不足,比特幣只能實現點對點的電子現金交易系統,但是區塊鏈技術在其他場景的應用卻無法實現。如果每用於一個場景,就搭建一個底層基礎系統,再進行開發,太耗時間和精力,成本也很高。為此,以太坊就建了一個底層系統供開發者使用,開發者只需要在其基礎上開發自己的DAPP應用就可以了。去年5月數據顯示,全球就已有200多個以太坊應用。

此外,以太坊也是區塊鏈比較優秀的公鏈之一。不過,它的交易速度太慢令眾多開發者詬病,以太坊開發者正在不斷嘗試研發分片技術對此現象進行改變。

以太坊的本質是一個可編程可視化而且操作簡單的區塊鏈,允許任何人編寫智能合約和發行代幣(這也是為什麼市面上各類空氣幣、傳銷幣如此之多的一個原因之一)。和比特幣一樣,以太坊也是去中心化的,全網共同記錄以太坊的所有情況,而且公開透明不可篡改。


那你想問,以太坊和比特幣的不同之處在哪?通俗地講,你可以把以太坊理解成為能夠編程的區塊鏈,它提供了一套圖靈完備的腳本語言,後續的開發人員可以直接在這個基礎上進行c語言等語言編程,之後轉變成匯編語言,由此降低了區塊鏈的應用的開發難度。就好像安卓系統上,准備好了api和介面,用戶直接開發app就可以這樣的邏輯。從以太坊誕生之初到現在,以太坊上已經誕生了幾百個應用,俄羅斯政府甚至也與以太坊基金會合作。

希望我的回答能夠幫助你!

在基礎層面上,以太坊是基於區塊鏈技術的軟體平台。該平台允許構建和部署分散式應用程序。以太坊里的「以太」是什麼?對Ethereum感興趣的人們經常會問「以太是什麼?」

了解以太是非常重要的,因為它是以太坊功能的基礎。就像所有機器使用某種燃料一樣,區塊鏈也是如此。以太坊使用乙太網,這是一種獨特的代碼,可用作支付運行應用程序或程序的方式。就像老虎機需要硬幣(或者現在的預付卡)來運行硬幣一樣,客戶必須使用乙醚作為付款才能在以太坊運行他們所要求的操作。

大家其他人的答案真的都是太麻煩了

講得太復雜了

以太坊


簡單來說就是這么一個結論:


以太坊等於 BTC+智能合約+合同自由+通縮資產+使用價值


這個結論其實不難理解的

官方定義更加詭詐:

開源的有智能合約功能的公共區塊鏈平台。通過其專用加密貨幣以太幣(Ether,又稱「以太幣」)提供去中心化的虛擬機



以太坊簡單來說就是這么一個結論:


以太坊等於 BTC+智能合約+合同自由+通縮資產+使用價值

我給大家簡單地來說說吧


首先先來看下面這個視頻:也就是以太坊創始人V神的視頻 特別好的解釋

以太坊簡單來說就是這么一個結論:


以太坊等於 BTC+智能合約+合同自由+通縮資產+使用價值

官方定義更加詭詐:

以太坊是一個可編程,可視化的區塊鏈平台。其操作功能非常多,計算匯總各類數據等等。

以太坊是區塊鏈技術的一個質的飛躍!就好比http是互聯網底層支撐技術而以太坊就是可以基於以太坊智能合約做各種生態dapp

以太坊是什麼?

以太坊是互聯網新時代的基礎:

內建貨幣與支付。

用戶擁有個人數據主權,且不會被各類應用監聽或竊取數據。

人人都有權使用開放金融系統。

基於中立且開源的基礎架構,不受任何組織或個人控制。

以太坊的創建

以太坊主網於 2015 年上線,是世界領先的可編程區塊鏈。

和其它區塊鏈一樣,以太坊也擁有原生加密貨幣,叫作 Ether (ETH)。 ETH 是一種數字貨幣, 和比特幣有許多相同的功能。 它是一種純數字貨幣,可以即時發送給世界上任何地方的任何人。 ETH 的供應不受任何政府或組織控制,它是去中心化且具稀缺性的。 全世界的人們都在使用 ETH 進行支付,或將其作為價值存儲和抵押品。

但與其它區塊鏈不同的是,以太坊可以做更多的工作。 以太坊是可編程的,開發者可以用它來構建不同於以往的應用程序。

以太坊的作用

這些去中心化的應用程序(或稱「dapps」)基於加密貨幣與區塊鏈技術, 因而值得信任,也就是說 dapps 一旦被「上傳」到以太坊,它們將始終按照編好的程序運行。 這些應用程序可以控制數字資產,以便創造新的金融應用; 同時還是去中心化的,這意味著沒有任何單一實體或個人可以控制它們。

目前,全世界有成千上萬名開發者正在以太坊上構建應用程序、發明新的應用程序,其中有許多現在已經可以使用:

1.加密貨幣錢包:讓你可以使用 ETH 或其他數字資產進行低成本的即時支付

2.金融應用程序:讓你可以借貸、投資數字資產

3.去中心化市場:讓你可以交易數字資產,甚至就現實世界事件的「預測」進行交易

4. 游戲 :你可以擁有 游戲 內的資產,甚至可以由此獲得現實收益以及更多。

以太坊社區

以太坊社區是世界上最大最活躍的區塊鏈社區。它包括核心協議開發者、加密經濟研究員、密碼朋克、挖礦組織、ETH 持有者、應用開發者、普通用戶、無政府主義者、財富 500 強公司。

沒有公司或中心化的組織能夠控制以太坊。 一直以來,以太坊由多元化的全球性社區貢獻者來協同進行維護和改善,社區成員耕耘於以太坊的方方面面,從核心協議到應用程序。

以太坊擁堵的元兇找到了,竟然是它!

『叄』 TPT幣未來有沒有發展

有的。TPT即TokenPocket Token,是TokenPocket生態中唯一的平台通證,享有生態治理權。同時,TPT可在多種場景下流通,作為支付手段與會員權益身份證明,打通TokenPocket整個產品業務線。 當前TPT可用於多條公鏈資源費購買、錢包VIP功能解鎖、TP廣告費用支付等場景(TPT總量已從59億枚銷毀到34.6億枚)。2021年,TP將進一步融合CeFi和DeFi,在跨鏈聚合交易板塊做重大功能升級,為用戶提供更高效的金融體驗。屆時TPT亦將作為核心通證,被賦予更多權益。
拓展資料:
1.比特幣
比特幣的概念最早由中本在2009年提出,現在是在線交易數量最多的數字貨幣。比特幣按照中本的思想設計和發布開源軟體,並在其上構建P2P網路。比特幣是一種P2P數字貨幣。點對點傳輸意味著分散支付系統。與大多數貨幣不同,比特幣並不依賴特定的貨幣機構發行。它是由基於特定演算法的大量計算生成的。比特幣經濟利用整個P2P網路中由多個節點組成的分布式資料庫來確認和記錄所有交易,並採用密碼設計來保證貨幣流通各個環節的安全。P2P的分散性和演算法可以確保不可能通過大規模生產來人為操縱比特幣的價值。
2.以太坊
以太坊是一個具有智能合約功能的開源公共區塊鏈平台。它提供分散的虛擬機(以太坊虛擬機)來通過其特殊的加密貨幣以太(也稱為「以太坊」)處理點對點契約。以太坊的概念最早由程序員vitalik Butlin於2013年至2014年提出,靈感來自比特幣,大意是「下一代加密貨幣和去中心化應用平台」。2014年開始通過ICO眾籌發展。截至2018年6月,以太坊是市值第二高的加密貨幣,以太坊也被稱為「第二代區塊鏈平台」,僅次於比特幣。
3.泰達幣
泰達幣的優勢在於率先發行。目前市場價值排名第五。由於它是一種穩定的貨幣,其波動性一般較小,因此不適合投資者玩小游戲。此外,無論怎樣,它都可能面臨破產。在公司開戶的銀行也可能破產,可能存在捐贈和逃跑的風險。雖然它是一種穩定的貨幣,但投資者應該多加關注和謹慎,雖然這種情況很少發生,但在貨幣圈還是有可能的,潛在的風險很大。

『肆』 自己發行的代幣怎麼炒價

自己發行的代幣怎麼炒價:
1.
雙向交易:適合牛市、熊市。雙向交易是巨石財富GGtrade目前最普遍的交易方法,它可以根據幣市行情的走勢進行操作投資,可買漲、也買跌,而且接近年末,巨石財富GGtrade平台還推出了一系列的優惠福利,比如:投資收益率提升20%,可謂是對廣大投資者的一大福音啊。
2.
囤幣法: 適合牛市、熊市。囤幣法是最簡單,也是最難的玩法。最簡單是因為就是買入某個幣或者幾個幣之後,拿著半年或者一年以上不操作。基本上,收益最低都有十倍。但是新手很容易看到收益高,或者遇到幣價腰斬,就打算換車或者下車,很多人很難堅持一個月不操作,那就不要說一年了。所以這其實也是最難的。
3.
牛市追跌法:只適合牛市。 用一部分閑錢,最好不超過五分之一資金。這個玩法適合玩

『伍』 以太坊源碼分析--p2p節點發現

節點發現功能主要涉及 Server Table udp 這幾個數據結構,它們有獨自的事件響應循環,節點發現功能便是它們互相協作完成的。其中,每個以太坊客戶端啟動後都會在本地運行一個 Server ,並將網路拓撲中相鄰的節點視為 Node ,而 Table Node 的容器, udp 則是負責維持底層的連接。下面重點描述它們中重要的欄位和事件循環處理的關鍵部分。

PrivateKey - 本節點的私鑰,用於與其他節點建立時的握手協商
Protocols - 支持的所有上層協議
StaticNodes - 預設的靜態 Peer ,節點啟動時會首先去向它們發起連接,建立鄰居關系
newTransport - 下層傳輸層實現,定義握手過程中的數據加密解密方式,默認的傳輸層實現是用 newRLPX() 創建的 rlpx ,這不是本文的重點
ntab - 典型實現是 Table ,所有 peer Node 的形式存放在 Table
ourHandshake - 與其他節點建立連接時的握手信息,包含本地節點的版本號以及支持的上層協議
addpeer - 連接握手完成後,連接過程通過這個通道通知 Server

Server 的監聽循環,啟動底層監聽socket,當收到連接請求時,Accept後調用 setupConn() 開始連接建立過程

Server的主要事件處理和功能實現循環

Node 唯一表示網路上的一個節點

IP - IP地址
UDP/TCP - 連接使用的UDP/TCP埠號
ID - 以太坊網路中唯一標識一個節點,本質上是一個橢圓曲線公鑰(PublicKey),與 Server 的 PrivateKey 對應。一個節點的IP地址不一定是固定的,但ID是唯一的。
sha - 用於節點間的距離計算

Table 主要用來管理與本節點與其他節點的連接的建立更新刪除

bucket - 所有 peer 按與本節點的距離遠近放在不同的桶(bucket)中,詳見之後的 節點維護
refreshReq - 更新 Table 請求通道

Table 的主要事件循環,主要負責控制 refresh revalidate 過程。
refresh.C - 定時(30s)啟動Peer刷新過程的定時器
refreshReq - 接收其他線程投遞到 Table 的 刷新Peer連接 的通知,當收到該通知時啟動更新,詳見之後的 更新鄰居關系
revalidate.C - 定時重新檢查以連接節點的有效性的定時器,詳見之後的 探活檢測

udp 負責節點間通信的底層消息控制,是 Table 運行的 Kademlia 協議的底層組件

conn - 底層監聽埠的連接
addpending - udp 用來接收 pending 的channel。使用場景為:當我們向其他節點發送數據包後(packet)後可能會期待收到它的回復,pending用來記錄一次這種還沒有到來的回復。舉個例子,當我們發送ping包時,總是期待對方回復pong包。這時就可以將構造一個pending結構,其中包含期待接收的pong包的信息以及對應的callback函數,將這個pengding投遞到udp的這個channel。 udp 在收到匹配的pong後,執行預設的callback。
gotreply - udp 用來接收其他節點回復的通道,配合上面的addpending,收到回復後,遍歷已有的pending鏈表,看是否有匹配的pending。
Table - 和 Server 中的ntab是同一個 Table

udp 的處理循環,負責控制消息的向上遞交和收發控制

udp 的底層接受數據包循環,負責接收其他節點的 packet

以太坊使用 Kademlia 分布式路由存儲協議來進行網路拓撲維護,了解該協議建議先閱讀 易懂分布式 。更權威的資料可以查看 wiki 。總的來說該協議:

源碼中由 Table 結構保存所有 bucket bucket 結構如下

節點可以在 entries replacements 互相轉化,一個 entries 節點如果 Validate 失敗,那麼它會被原本將一個原本在 replacements 數組的節點替換。

有效性檢測就是利用 ping 消息進行探活操作。 Table.loop() 啟動了一個定時器(0~10s),定期隨機選擇一個bucket,向其 entries 中末尾的節點發送 ping 消息,如果對方回應了 pong ,則探活成功。

Table.loop() 會定期(定時器超時)或不定期(收到refreshReq)地進行更新鄰居關系(發現新鄰居),兩者都調用 doRefresh() 方法,該方法對在網路上查找離自身和三個隨機節點最近的若干個節點。

Table 的 lookup() 方法用來實現節點查找目標節點,它的實現就是 Kademlia 協議,通過節點間的接力,一步一步接近目標。

當一個節點啟動後,它會首先向配置的靜態節點發起連接,發起連接的過程稱為 Dial ,源碼中通過創建 dialTask 跟蹤這個過程

dialTask表示一次向其他節點主動發起連接的任務

在 Server 啟動時,會調用 newDialState() 根據預配置的 StaticNodes 初始化一批 dialTask , 並在 Server.run() 方法中,啟動這些這些任務。

Dial 過程需要知道目標節點( dest )的IP地址,如果不知道的話,就要先使用 recolve() 解析出目標的IP地址,怎麼解析?就是先要用藉助 Kademlia 協議在網路中查找目標節點。

當得到目標節點的IP後,下一步便是建立連接,這是通過 dialTask.dial() 建立連接

連接建立的握手過程分為兩個階段,在在 SetupConn() 中實現
第一階段為 ECDH密鑰建立 :

第二階段為協議握手,互相交換支持的上層協議

如果兩次握手都通過,dialTask將向 Server 的 addpeer 通道發送 peer 的信息

『陸』 簡評三個基於VRF的共識演算法

上交所技術公司  朱立

Algorand、Dfinity和Ouroboros Praos三個共識演算法(Dfinity雖然是項目名,這里用來稱呼其共識演算法也應無不妥)近期較受關注,而且都是基於VRF(Verifiable Random Function) 設計,可以對照學習。Algorand的版本很多,以下單指  1607.01341v9 ,暫稱其為Algorand'(筆者手中另有Algorand的 最新版本 ,其中已對下文提及的幾處問題完成了修正,可與本文參看)。

一、VRF的共性

VRF的意義很好理解——用以完成出塊人(群)的隨機選擇。為此,VRF的返回值應盡力難以預測。先看Algorand'和Dfinity的套路是怎麼做的:大體上是先將前一個隨機數(最初的隨機數卻是協議給定的)和某種代表高度、輪次的變數進行組合,用某種私鑰對之進行簽名(或者是先簽名再組合),最後哈希一下得出最新的隨機數。這樣產生的隨機數旁人很容易驗證其合乎演算法,"V"就這樣得到了;而哈希返回值又是隨機分布的,「R」也因此得到保證。在此過程中,為降低操縱結果的可能性,有兩個注意事項: A) 簽名演算法應當具有唯一性,也就是用同一把私鑰對同樣的信息進行簽名,只有一個合法簽名可以通過驗證——普通的非對稱加解密演算法一般不具備這個屬性,如SM2。如果用的簽名演算法沒有這種uniqueness屬性,那在生成新隨機數的時候就存在通過反復多次嘗試簽名以挑出最有利者的餘地,會降低安全性。 B) 避免在生成新隨機數時將當前塊的數據作為隨機性來源之一,比如引用本塊交易列表的merkle root值等等,因為這樣做會給出塊人嘗試變更打包交易順序、嘗試打包不同交易以產生最有利的新隨機數的餘地。在設計和檢視新的共識演算法時,以上兩個注意事項是要特別留意的。

考察一下VRF的返回結果應該如何運用。目前所見用法中,VRF的返回結果可以用來公開完成節點或節點群體的選擇,也可以私密地完成選擇。以Dfinity為例,它是利用mod操作來唯一、公開地確定一個Group。Algorand'、Ouroboros Praos是私密選擇的範例,大致套路是對VRF的最新返回值,配上輪次等變數後用私鑰進行簽名並哈希,如果哈希值小於某個閾值,節點就可以私密地知道自己被選中。這種方法很可能在網路節點數較多時的表現會更穩定,否則幸運兒個數上下波動會較大,進而影響協議表現,包括空塊和分叉。

二、簡評強同步假設版本的Algorand'

私密選擇提供了較強的抗擊定點攻擊的能力,但由於幸運兒的總數對於任何一個幸運兒都是不能預知的,也因此給後續共識演算法的設計和區塊鏈的優化帶來了困難。Algorand『採用了很強的同步網路假設(同步網路假設下的共識演算法當然容易做一些),要求預先知道網路消息傳播時間的上限:在固定時間內完成對固定比例的用戶的網路傳播。比如要知道,1KB消息,在1秒鍾內完成全網95%的傳播,而1MB消息需要1.5分鍾完成全網95%的傳播。但這個傳輸上限應該如何選擇? 通過一段時間的統計結果再乘以一個系數這種經驗統計?只能說「感覺上可以」,但如果要嚴謹和安全,Algorand『演算法應該補充證明即使在遭遇DDOS或互聯網擁堵的情況下消息傳播嚴重超限後演算法仍然能夠保證安全——然而這個證明是缺失的。作為對照,Ouroboros Praos公開承認之前在同步網路假設下設計的Ouroboros協議在非同步網路條件下會出錯,所以才又做了Ouroboros Praos;新版本的Algorand承認在弱同步網路時會在不同的塊上達成共識(後續網路恢復強同步時分叉可以得到解決)雲雲,這些都可資參考。

即使我們暫且認可Algorand'演算法可以通過設定一個很大的傳播時間上限來回應上述問題,但隨之而來的是此時可以看出此演算法缺乏一個非常好的特性:Responsiveness。這個特性指的是:若一個協議被設計為在一個較大的傳播時間上限DELTA下工作,但若實際傳播時間是較小的delta,則協議的實際推進步調將只和delta有關,這種協議被稱為Responsive的。具有Responsive特性的共識演算法再配以同步網路假設會非常理想——出於安全,上限可以設置很大,然而協議執行速度只和當時網路條件有關。Algorand'並不具有這種特性。平均而言,Algorand'完成共識所需的消息傳送次數是11輪,每輪如果要確保安全,完成共識的時間就會很長,單個分區的吞吐量就不會太高。當然,架構設計涉及很多取捨,最終評價一個演算法好還是不好還是要回到初心——准備拿來實現的目標是什麼。上述分析只是嘗試客觀地指出Algorand'演算法的幾個少為人知的固有特徵,供讀者自行評估。

三、簡評Dfinity的可擴展性問題

私密選擇並且立即上任的做法,也給系統分片帶來了極大挑戰。Dfinity是明確要做分片(Sharding)的,所以必須直面挑戰。可擴展性問題非常復雜,完整解決這個問題需要通盤考慮網路、存儲、計算三方面的可擴展性——時下大多數區塊鏈3.0項目只注意到計算的分片和可擴展性,忽略了其餘二者,從而不可能真正實現理想的擴展。由於公鏈節點網路帶寬的制約,計算合約所需的數據通常很難迅速地從一個節點拷貝到另一節點,所以就算用VRF實現了飄忽來去的出塊節點選擇,存儲節點是沒法同樣飄逸如風的。明顯的選擇有那麼幾個:全部節點存儲全部數據,不同節點靜態地分配用來存儲不同分區。前者的可擴展性很差,對於後者而言,如果出塊節點漂浮不定且出塊節點還需要完成合約運算,就意味著基於P2P網路來回遠程訪問存儲,性能多半急劇下降;動態決定的出塊節點只完成排序共識,計算能力和存儲捆綁,通過靜態分區提供可擴展性,可能是合理的應對。然而,最可恨的就是「然而」二字——即使如此,系統還存在一處對存儲和網路構成壓力的所在:最終用戶提交的待打包交易。普通公鏈(先不考慮EOS那種)的帶寬有限,如果用戶提交的待打包交易必須粗放型地全網泛濫傳播,那現有網路帶寬可以提供多少TPS?如果出塊節點是靜態分區或者至少提前一段時間公開知曉,事情尚有迴旋餘地;如果出塊節點是如此飄忽不定,而且直到最後一刻也只有這些節點自己知道,那無論是用戶還是出塊節點候選人看起來最直接的應對之道就是全網泛濫傳播全部待打包交易、保存全部待打包交易,這樣帶寬和存儲仍然成為系統瓶頸。

所以這里碰到的,本質上還是安全、可擴展性、去中心化的不可能三角。

四、簡評Ouroboros Praos

BM懟 Ouroboros的文字已經流傳廣泛。BM的話當然有些明顯是不對的,比如Ouroboros的DPOS是指"Dynamic [stake distribution] POS"而不是BM的Delegate POS,但其關於Pareto分布的評論則值得玩味。如果我們仔細瀏覽後出的Ouroboros Praos,可以發現協議的安全假設和安全證明完全沒有考慮經濟博弈因素,因此洋洋灑灑的證明很可能會不得要領而錯過真正需要防護的方向——畢竟一直以來POS/DPOS這些協議的血管裡面流淌的就是基於經濟博弈和人性進行設計的血液。最明顯的例子是在forward secure signature的實現方法上,協議目前的設計是要求每個好的節點自覺主動地安全刪除用過的私鑰,而完全沒有考慮近乎零的私鑰保存成本如何面對bribe attack的誘惑,然而這卻是值得考慮的。除了形式化證明之外,Ouroboros Praos本身並沒有太多值得關注的協議特徵,總體上就是用VRF抽簽結合POS演算法並針對某些安全假設進行了形式化證明,其做事的態度是非常值得贊賞的。

五、總結

這幾個演算法本身頗有創意,也很值得學習。與此同時,在看過以太坊CASPER目前披露的分區技術後,筆者的體會是:區塊鏈3.0的競爭才剛剛開始,從以太坊團隊的技術路線看,他們的技術考量和選擇要比很多宣稱要超越以太坊的團隊來得深刻和全面。如果當真要超越以太坊,還是應該先從理解以太坊開始。

順便感謝趣鏈邱煒偉博士對本文的貢獻!

『柒』 什麼是以太坊

首先回答您什麼是以太坊,以太坊是一種編程的語言也是一個平台,而投資/投機者們所關注的以太坊其實是以太幣,也就是由以太坊衍生的一種數字代幣——eth以太幣(ethereum)

以太坊有沒有投資前景,我們只需要看它的價值,從幾十元到幾百元的漲幅之大,且不說未來的泡沫與否,單說這個階段升值的空間,還是值得大家關注的!
以太坊交易平台,目前我推薦btctrade平台(比特幣交易網)國內比較靠譜的大的交易平台!2016年就上線了以太坊,幣價漲勢驚人!
以太坊(Ethereum)是將比特幣中的一些技術和概念運用於計算領域的一項創新。比特幣被認為是一個系統,該系統維護了一個安全地記錄了所有比特幣賬單的共享的賬簿。以太坊利用了很多跟比特幣類似的機制(比如區塊鏈技術和 P2P 網路),來維護一個共享的計算平台,這個平台可以靈活且安全地運行用戶想要的任何程序(當然也包括類似比特幣的區塊鏈程序)。

『捌』 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。

閱讀全文

與從零編寫以太坊p2p網路相關的資料

熱點內容
虛擬數字貨幣對我國的影響 瀏覽:775
炒作虛擬貨幣能賺錢嗎 瀏覽:963
使用央行數字貨幣送錢 瀏覽:727
btc貼吧 瀏覽:855
數字貨幣200元紅包 瀏覽:39
btc怎麼買usdt 瀏覽:5
可以用平均力算功率嗎 瀏覽:204
網上的區塊鏈注冊 瀏覽:123
數字貨幣含可轉債 瀏覽:407
btc14年價格 瀏覽:572
CZ數字貨幣 瀏覽:862
網路數字貨幣打新騙局 瀏覽:709
btcsv價格 瀏覽:823
以太坊CN代幣 瀏覽:456
CCC數字貨幣計劃 瀏覽:960
s7礦機的算力是多少錢 瀏覽:13
建築力工多少年算特殊工種 瀏覽:251
一般人用比特幣幹嘛 瀏覽:519
在水電站建比特幣礦場騙局 瀏覽:16
深圳數字貨幣怎麼領取 瀏覽:907