Overview of Blockchain区块链概述-Toy模板网

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1.def

2.smart contract

3.Consensus mechanism

4.blockchain fork

比特币诞生的几年后，人们开始意识到区块链技术本身的潜力，慢慢走出了自己的发展路线。通常区块链被定义为一种去中心化的分布式账本技术，最初用来记录信息，使记录具备不可篡改性，随着以太坊的出现，还可以以去中心化的方式运行程序（智能合约），确保程序的运行不被干预、篡改，使区块链成为一个公共的计算平台。

1.def

区块链是一种区块通过 Hash 方式形成的链式结构，因为链的环环相扣，任何一个区块上的修改，都会破坏链结构

区块：区块链中的数据存储单元，由参与网络的节点独立生成，每一个区块中存储了一组交易信息，这些交易信息的哈希数据为作为默克尔树节点存储，每个区块同时存储前一个区块的哈希信息，因此区块就通过哈希信息链接起来，形成区块链

2.smart contract

以太坊中创新的引入smart contract，它是区块链可执行的代码，用户可以根据自己的业务需要上传自己的代码到以太坊上，由以太坊的节点来进行执行

在以太坊提出之前，比特币这样的加密货币的交易脚本可实现的功能非常有限，以太坊对此进行了改进，它让交易发生的同时可以执行一段代码。让交易本身具备了逻辑执行能力（并且是图灵完备的），让我们可以在链上完成任意复杂的运算。如有的交易要分期付款，或者多方参与的借贷。像保险合同的执行也是有事前约定的条件，这些合约条件的执行使用智能合约可以轻松实现。

“samrt”强调不受干预的可自动执行；

“contract”取材自现实中的合约，是想强调链上的程序可以按协议规则执行，就像法律条款一样

3.Consensus mechanism

区块链是一个分布式网络，网络中的节点都是独立运行，因此需要有一个公共规则来知道节点的运行，即共识机制。常见的共识机制有：工作量证明（POW）、权益证明（POS）、权威证明（POA）

1）Proof-of-Work POW

POW 要求节点进行大量的计算（查找最优解）来证明其贡献，首先解决计算问题的节点获得报酬，这个过程也称为“挖矿”。

Overview of Blockchain区块链概述

advantage：the most security；reliable

disadvantage：消耗大量计算能力和电能，从而带来了较高的物理成本

算力攻击：当一个节点的算力占全网算力的51%以上时，将获得记账权的绝对优势，可以更快地生成区块，某种程度上拥有了修改区块链数据的权利，从而对链发起攻击，最典型是双花攻击

Overview of Blockchain区块链概述

攻击者在实施攻击前，会进行隐身挖矿（如下图橙色链），出块不进行广播，攻击者矿工在橙色链上修改他自己的交易，当橙色链比主链更长了，攻击者矿工便会立即向全网广播这条橙色链，而其他的矿工发现了这条橙色链后，按照协议，他们必须丢掉原本的主链，替换成这条橙色链，就完成了一次双花攻击。随着比特币网络算力越来越大，这种攻击可能性也就越来越小。

2）Proof of Stake POS

节点（验证者）此时争夺记账权依靠的不是算力而是权益（占比），权益通常通过质押数字货币计算而来。

PoS同样需要计算哈希值，当拥有的权益越多，满足Hash目标的机会越大，获得记账权的机会越大。同时质押的货币也作为抵押品防止作恶，如果节点有恶意行为，其抵押品可以被罚没（Slashing）。

目前，各个不同的区块链有自己不同的实现方式，如引入持币时间来计算权益、引入委托质押（DPOS ）用更少的共识成本换取更大的吞吐量 (TPS)、或使用投票方式，如BTF 类算法多区块投票

Overview of Blockchain区块链概述

advantage：不需要消耗大量能量，POS 出块时间稳定，有根号的“快速最终性”，通常吞吐量（TPS每秒链上交易 ) 表现都更加优异。

disadvantage：不够成熟；质押货币需要当前的验证者确认，这相当于需要获得网络认可，当网络被恶意大的验证者控制时（其拥有超51% 的权益），它可以对某些交易进行审查，阻碍新参与者进入，从而对网络产生永久性的损害。

3）Proof-of-authority POA

基于声誉（reputation）的共识算法，选出中央权威来统一状态。所有的交易，节点间不用相互同步，而是统一发送到权威节点（可能多个），由它来验证交易。在验证并签署交易之后，普通节点都从权威节点同步数据，主要用于联盟内共识。

ad&disad：性能非常好，但过于中心化，对权威节点的攻击，将造成网络瘫痪

【注】：区块链不能三角化，即去中心化（Decentralization）、可扩展性（Scalability）、安全性（Security），三者不可兼得，三者只能得其二。

4.blockchain fork

当区块链需要升级加入新功能，或是升级解决出现的漏洞，通常会表现为链的分叉。

1）硬分叉

区块链是分布式系统，每次升级，需要所有的节点客户端软件共同升级，有时一些节点因为利益或理念的不一致，拒绝升级到新的客户端，此时网络中将出现两个版本的客户端，运行新软件的节点就会用新的协议去构建新的区块，原有的客户端节点会继续用旧的协议来继续构建区块，各节点不认可对方的区块，此时就是会分叉出两条完全不同的链，这种情况是硬分叉。

2）软分叉

软分叉向后兼容，没有更新的节点仍然会认可新版本生成的区块，当升级后的区块链将无法识别尚未更新的节点的区块。

文章内容参考：Decert.me文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-466537.html

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