区块链基础知识
⼀、什么是区块链
从不同的技术⻆度来剖析,我们可以这样来看待区块链,它是:
分布式数据库(本质)
每个⽤户都可以通过合法⼿段进⾏读写,不存储于某⼀辆个特定的服务器或安全节点上,⽽是分布式地存放于⽹络上所 有的完整节点上,每个节点保留⼀个备份。
⽹络底层协议(抽象)
它是⼀种共识协议,基于这种协议,可以在其上开发出各种应⽤,这些应⽤在每⼀时刻都保存⼀条最⻓的、最具权威的、共同认可的数据记录,并遵循共同认可的机制进⾏⽆需中间权威仲裁的、直接的、点对点的交互信息。
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TCP/IP: 数据层,⽹络层,传输层,应⽤层
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区块链:数据层,⽹络层,共识层,激励层(Token,通证),合约层,应⽤层
⼆、区块链的特点
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特点
- 去中⼼化 所有参与其中的⽹络节点共同维护,⽆需中⼼节点调控。
- 不可篡改 整个链条按照时间顺序和哈希指针链接起来,环环相扣。
- 匿名性 私钥和地址是使⽤⽹络的所有条件,⽆需身份验证。
- 可溯源 所有写⼊区块的数据需多⽅验证,公开透明。
2.不可能三⻆
安全性、去中⼼化、⾼效率
三、⽐特币和区块链关系
最初只有⽐特币,没有区块链的概念
使⽤bitcoin表示⽐特币数字,使⽤Bitcoin表示⽀撑的技术(即后⾯的区块链概念),后来分开发展:
- ⽐特币是区块链技术的应⽤
- 区块链是底层协议,是⽐特币的⽀撑系统
四、区块链的发展
1、V1.0时代(可编程货币)
区块链1.0仅仅是电⼦货币,可编程货币
- 特点:TPS(Transaction per seconde)低,⽐特币每秒处理7笔交易,基于栈编程,图灵不完备(⽆循环语句,不能实现 复杂的编程)
2、V2.0时代(可编程⾦融)
区块链2.0是可编程⾦融,是经济、市场和⾦融领域的区块链应⽤,例如股票、债券、期货、贷款、抵押、产权、智能 财产和智能合约。
代表:以太坊(ETH)、⼩蚁(NEO)、⽐原(BTM)
特点:处理速度加快,图灵完备(可以⽤代码实现各种复杂的逻辑)
3、V3.0时代(可编程社会)
区块链与社会,区块链与各个⾏业融合:物联⽹、存储(IPFS)、游戏、区块链+ ,通证经济
代表:柚⼦(EOS)Enterprise Operation System 、墨客(MOAC)
特点:处理速度快,可达到商⽤级别
五、区块链协议层
协议层概览
POW(⼯作量证明)
POW(Proof Of Work,⼯作量证明),⽐特币在Block的⽣成过程中使⽤了POW机制,⼀个符合要求的Block Hash由N个前导零构成,零的个数取决于⽹络的难度值。要得到合理的Block Hash需要经过⼤量尝试计算,计算 时间取决于机器的哈希运算速度。当某个节点提供出⼀个合理的Block Hash值,说明该节点确实经过了⼤量的尝 试计算,当然,并不能得出计算次数的绝对值,因为寻找合理hash是⼀个概率事件。当节点拥有占全⽹n%的算 ⼒时,该节点即有n/100的概率挖到矿。
* 特点
算⼀道很难的谜题,系统给予挖矿奖励。
多劳多得【社会主义】。
*优点
所有节点均可参与,记账权公平的分派到每个节点,去中⼼化。
多劳多得,矿⼯积极性⾼。
安全性⾼,欺诈成本⾼,如果能够欺诈成功,那么做诚实节点收益更⼤。
*缺点
主流矿池垄断严重,存在51%算⼒攻击⻛险。
浪费资源严重(2018年底消耗全球0.5%电量)。
持币⼈没有话语权,算⼒决定⼀切。
⽹络性能低,共识时间⻓。
POS(股权证明)
POS(Proof Of Stake,股权证明),类似于财产储存在银⾏,这种模式会根据你持有数字货币的量和时间,分配给你相应的利息。 举个例⼦,就是⼀个根据你持有货币的量和时间,给你发利息的⼀个制度,在股权证明POS 模式下,有⼀个名词叫币龄,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,如果你发现了⼀个POS区块,你的币龄就会被清空为0。你每被清空365币龄,你将会 从区块中获得0.05个币的利息(假定利息可理解为年利率5%),那么在这个案例中,利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41 个币,持币有利息。具体的利息不同币种不⼀样。
* 特点
不挖矿,依靠币龄也叫币天(币持有数量 * 持有天数),币龄越⼤,获得记账⼏率越⼤,利息即为奖励,记账后币龄清零。
按钱分配,钱⽣钱【资本主义】。
* 优点
在⼀定程度上缩短了共识达成的时间。
节约资源。
防作弊,币龄越⼤,获得记账权⼏率越⼤、避免51%攻击, 因为攻击会使⾃⼰权益受损。
* 缺点
数字货币过于集中化,富者越来越富有,散户参与积极性低。
DPOS
DPOS(Delegated Proof Of Stake, 委托权益证明),它的原理是让每⼀个持有币的⼈进⾏投票,由此产⽣n个代表 , 我们可以将其理解为n个超级节点或者矿池,这n个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种⻆度来看, DPOS有点像是议会制度或⼈⺠代表⼤会制度。如果代表不能履⾏他们的职责(当轮到他们时,没能⽣成区 00.区块链概念 7 块),他们会被除名,⽹络会选出新的超级节点来取代他们。DPOS的出现最主要还是因为矿机的产⽣,⼤量的 算⼒在不了解也不关⼼⽐特币的⼈身上,类似演唱会的⻩⽜,⼤量囤票⽽丝毫不关⼼演唱会的内容。
* 特点
不挖矿,每年按⽐例增发代币,奖励超级节点。
* 优点
⾼效、扩展性强
* 缺点
21个节点太少,⾮去中⼼化,⽽是多中⼼化
智能合约
**“智能合约”(smart contract)**这个术语⾄少可以追溯到1995年,是由多产的跨领域法律学者尼克·萨博(Nick Szabo)提出来的。他在发表在⾃⼰的⽹站的⼏篇⽂章中提到了智能合约的理念。他的定义如下: “⼀个智能合约是⼀套以数字形式定义的承诺(promises),包括合约参与⽅可以在上⾯执⾏这些承诺的协议。”
- 本质:数字化合同。
- 特点:代码代替⼈仲裁和执⾏合同,同时能够触发⽀付。
六、区块链按应⽤场景分类
1、公有链
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特点 所有⼈都可以随时⾃带有的加⼊和退出,每个节点平等,都有权交易和记账,属于开放式。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-785470.html
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代表 ⽐特币、以太坊、EOS、NEO、量⼦链、⽐原链、井通链。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-785470.html
2、联盟链
- 特点 仅部分⼈参与,加⼊和退出需要授权,选定某些节点为记账⼈,其他⼈可以交易,但⽆记账权,属于半封闭式。
- 代表 R3CEV,全球40多个银⾏成⽴的联盟组织,2017年7⽉成⽴,共享区块链技术。 IBM farbric项⽬ Linux基⾦会发起的超级账本(HyperLedger)项⽬, 2015年成⽴, farbric 是⼦项⽬。
3、私有链
- 特点 公司内部使⽤, 可实现更好的权限控制:管理和审计,属于封闭式。
- 代表 以太坊可以定制⾃⼰的私有链、商⽤区块链链定制。
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