区块链及区块链技术.doc

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区块链及区块链技术
区块链及区块链技术
区块链以及区块链技术总结
区块链是当前一个比较热点的新看法,包含了技术与金融两层看法。从技术角度来看,这是
一个牺牲一致性效率且保证最后一致性的的散布式的数据库,自然这是比较片面的。从经济
学的角度来看,这类容错能力很强的点对点网络,恰好知足了共享经济的一个一定要求—
—低成本的可信环境。
本次分享一下聊聊区块链技术,以及当前区块链技术架构,并且介绍一下价值互联网。
因为区块链是一个新兴的技术看法,本文所有的看法仅代表个人看法,未必所有正确。
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区块链固然是一个新兴的看法,但它依靠的技术一点也不新,如非对称加密技术、

P2P

网
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络协议等。好似乐高积木,积木块是有限的,但是不同组合却能产生特别存心思的事物。
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我接触过一些工程师,首次接触区块链时,不谋而合的表达了:都是成熟的技术,
不就是分
布式储存嘛。站在工程师的角度,第一反响将这类新看法映照到自己的知识框架中,
是特别
自然的。但是细究之下发现,这类片面的理解可能将对区块链的理解带入一个误区,
那就是
作为一个技术人员,忽视了区块链的经济学特征——一个权益分别且完整自治的系统。
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区块链实质上是一个鉴于P2P的价值传输协议,我们不可以只看到了P2P,而看不到价值传
输。相同的,也不可以只看到了价值传输,而看不到区块链的基层技术。
能够这么说,区块链更像是一门交错学科,联合了P2P网络技术、非对称加密技术、宏观
经济学、经济学博弈等等知识,建立的一个新领域——针对价值互联网的研究。
那什么是价值互联网?价值互联网能够是当下旭日东升的电子商务所衍生的支付业务。但,
真的不过支付领域吗?很明显这是不够的,一级资本市场,实体财产确权与转移,证券登记
交割、证信与反欺骗。我们再认真想一想,我们的各大电商平台的专业差评师,歹意刷单还少
吗?
此刻的金融领域,除了支付比较便利以外,在其余绝大多半的业务中,我们就像是被套着锁
链走路相同,我们频频确认,频频审查,频频监察,我们频频建立一个又一个的大大小小的
高可用集群,保证线上服务的靠谱性与连续性,我们雇用一个又一个的安全工程师,交托一
个又一个的浸透测试项目。为何?因为***的成本太低了,低到只需改数据库的一行记录
就能够提取上百万的资本。
强盛的互联网给了我们成本几乎为零的高速信息传输通道,却没有一个成本便宜靠谱的高速
价值传输通道,那么这也就是区块链马上带来的。
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区块链是一个公共的散布式总账,下边从技术角度简单介绍一下:
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想象有一个100台的散布式数据库集群,此刻的状况是这100个节点实质上的拥有者是一
个机构,并且所有节点处在该机构的内网中间,所以这个机构思让这100个数据库节点干
嘛就干嘛,换句话说这100个节点之间是处于一个可相信的环境,并且受控于一个实体,
这个实体拥有绝对仲裁分派权。
此外的状况是这样的,想象这100个节点分别归不同的人所有,且每个人的节点数据都是
相同的,即完整冗余,并且所有的节点是处在广域网中间,换句话说就是这100个节点之
间是不相信的,且不存在一个实体,它拥有绝对仲裁权。
此刻考虑第二种状况,采纳什么样的算法(共鸣模型)能够供给一个可相信的环境,使:
“;互换历史记录不行被窜改;
每个节点的数据会同步到最新数据,且认可经过共鸣的最新数据;
鉴于少量听从多半的原则,整体节点保护的数据自己客观反应了互换历史。”
区块链实质上就是要解决以上第二种状况的一种技术方案,更切实的说应当叫散布式的冗余
的链式总账簿方案。有关区块链的一些因素,在我过去的文章里有总结过一些:
“
散布式数据库是区块链的物理载体,区块链是交易的逻辑载体,所有核心节点都应包含该条区块链数据的全副本
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区块链准时间序列化区块,且区块链是整个网络交易数据的独一主体
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区块链只对增添有效,对其余操作无效
鉴于非对称加密的公私钥考证

共鸣过程(consensusprogress)是演化稳固的,即面对必定量的不同节点的矛盾数据不会崩溃
-spending问题”
所以作为一个技术人员,不该当只看到了区块链所依靠的技术,更应当关注区块链以外的点
和面,综合来看,区块链将会风趣得多。
#
有关区块链自己的发展史,网络上资料比许多,本文不再赘述。
而有关区块链技术的介绍,在各个区块链平台的社区是有详尽资料的,但是针对这些资料的
总结,以及抽象出一共通看法的介绍,还是百里挑一,本文试试总结一下。
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在介绍以前,我想略微介绍一下公有链,结盟链的看法,这些看法是以太坊首创人提出的,我在这些看法的基础上做了一些研究。

Vitalik
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其实区分公有链、结盟链很简单,只需看这个区块链的接见权限就能够了,假如接见该区块
链需要获取链上节点的赞同,那么这是一个结盟链,不然是公有链。
依据名称,我们也能够”望文生义“,公有表示一个完整开放的网络,结盟表示一个半开放
的网络,成员之间是共享的,非成员身份是没有自由接见权限的,所以我们也称结盟链为许
可链。
下边我们来看几个比较主流的区块链平台(公有链,皆开源):
“

”
我一般戏称为”三巨头“,从生态上来看,比特币是最为成熟稳固的,以太坊更像是一个
冲在前面的猛士,比特股对比前两位生态要小好多,但是从创新的角度,也不亚于前两位。
其余的好多项目,是从这三个区块链上衍生出来的,所以以这三个为基础,基本上能够吃透
区块链了。
不得不提的还有Linux基金会项目——HyperLedger项目(主打结盟链,开源),也是旨
在打造一个通用的区块链技术,可是我以为当前尚在开发迭代中间,还没有详细的应用事例,
按下不讲。
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此外还有一些好玩的结盟链项目——R3CEV项目(结盟链,闭源),以及中国的R3项目
——ChinaLedger(结盟链,闭源),自然这些不是开源的,我没法获取实用的资料进行剖析,所以就不睁开了。
从技术上来看,针对不同的业务场景,对区块链有不同需求,比方及时结算业务,要求区块
链供给秒级的交割,相对应的就是出块速度的要求,而出块速度过快常常会致使区块链分叉
fork),形成孤儿链,孤儿链是无效的,那么交易也就作废了,影响了区块链的最后一致性。
假如屡次产生疏叉造成相当比率的用户交易无效,那么能够以为系统是不行靠的。
假如我们将这类及时性要求比较高的业务安插到结盟链中,就能够控制风险,经过调整共鸣算法,利用快速一致共鸣模型(ConsensusModel)来防止上述问题,固然不如公有链那么强健,但对某些特别场景足够了。
所以架构层面,对公有链和结盟链的技术也要差别化对待。
可是客户端整体的设计还是有一些通用的看法的,以以下图:
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(图1)
一个区块链起码分为三层:
最基层是一些通用的基础模块,比方基础加密算法,网络通信库,流办理,线程封装,信息
封装与解码,系统时间等;
中间一层是区块链的核心模块,一般包含了区块链的主要逻辑,如P2P网络协议,共鸣模
块,交易办理模块,交易池模块,简单合约或许智能合约模块,嵌入式数据库办理模块,钱
包模块等等;
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最上边一层,常常都是鉴于JsonStandardRPC
做出更好的UI界面,也能够是一个web-service

的交互模块,鉴于
。

Json-RPC,

我们还可以够
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假如区块链支持智能合约,可能还要分更多的层,比方增添

BaaS

层,区块链上的智能合
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约供给自治的服务,比方下边这张以太坊的架构图(来自

谷歌

,仅作参照):
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(图2)
这类分层更为关注的是区块链自己的分层,即业务上的视角,而不完整部是技术的。
我们再转向比特币的设计:
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(图3)
比特币几个模块之间的耦合度其实比较高,并且有许多历史包袱,比特币的发明者——中
本聪在开发比特币的时候,使用VC++开发,而VC++的标准库中的sstream流办理性能
特别动人,不得不放弃,自行实现了了鉴于vector<char>的流办理容器。而跟着c++11
的推出以及标准库的更新迭代,性能不行同日而言。
从整张图我们能够看出,比特币的模块比较少,也比较简单。
chain-paramters
描绘了整
个区块链的参数设置,wallet是与地址/加密还有储存有关的,
mem-pool
是未确认的交易
池。受益于比特币核心开发者的不朽贡献,
对比中本聪时代的比特币代码,
此刻的比特币代
码质量已经相当不错了。
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以上不论哪一种设计,一般都要从
Service也要供给Client,作为

P2P网络协议作为切入,作为一个
Service依靠P2P网络协议,作为

P2PClient

钱包,既要供给
依靠Json-RPC

。
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需要指出的是,当前”三巨头”所使用的账户模型是不同的(所谓账户模型是指账户记账方
法),比特币使用UXTO模型,以太坊和比特股使用账户余额模型。
UXTO模型(UnspentTransactionOutputs(UTXOs)):此模型表达了一种转移的看法,
即任何产生的新币,在此后的生命周期中,只有转移,没有消亡,转移实质上是由加密算法
的署名与考证控制的:
(图4)
账户余额模型:账户余额模型摒弃了这类强考证的账户模型,即账户余额回归到数字加减,
这样做提高了交易的效率。
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终于到达要点了,本文每节其实都能够睁开成为独立的文章,内容所限,简单讲。
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