关于pos机的17个知识点,区块链相关知识点

 新闻资讯2  |   2023-07-03 13:36  |  投稿人:pos机之家

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本文目录一览:

1、关于pos机的17个知识点

关于pos机的17个知识点

1. 区块链

区块链主要解决的交易的信任和安全问题,因此它针对这个问题提出了四个技术创新:

是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法,智能合约等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

区块链的由来:

2008年10月31日,中本聪发布白皮书-比特币

2009年1月3日,公开源代码

2011年4月23日,中本聪离开人们视线

区块链的进化方式是:

区块链1.0——数字货币

区块链2.0——数字资产与智能合约

区块链3.0——区块链正式链接移动终端

狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

2. 共识机制

是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;对一笔交易,如果利益不相干的若干个节点能够达成共识,我们就可以认为全网对此也能够达成共识。

现今区块链的共识机制可分为四大类:工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和拜占庭容错。

3. POW:Proof of Work,工作证明。

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的概率找到Block Hash。

4. POS:Proof of Stake,股权证明

POS:也称股权证明,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。

简单来说,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,这下就很有意思了,持币有利息。

5. 股份授权证明机制(DPOS)

DPOS:Delegated Proof of Stake,委任权益证明,中文也叫权益授权证明(股份授权证明)。是一种新的保障加密货币网络安全的共识算法。

DPOS背后的基本原理

给持股人一把可以开启他们所持股份对应的表决权的钥匙,而不是给他们一把能挖矿的铲子。

最大化持股人的盈利。

最小化维护网络安全的费用。

最大化网络的效能。

最小化运行网络的成本 (带宽、CPU等)

6. 分片技术(Sharding)

而该问题的解决思路则在于分片。分片(Sharding)最早最通用的场景来源于分布式数据库,其前身叫做分区(Partitioning)。在引入DHT(分布式哈希表,一种一致性散列算法)后,每一个基本散列单位可以称作分片。而在区块链的世界中,基本上分片与分区概念类似,也就是在构建多个独立的区块链基础上,使用某种机制将多个区块链之间的通讯打通,从而做到不同链之间的节点间相互通讯,从而提升整体全网整体吞吐量。

但是,不论任何形式的共识算法,其整个集群总体吞吐量依然受限于参与共识节点之间的网络带宽。例如,在一个典型公有网环境中,两台通用设备之间的上下行带宽往往最多达到5-10MB/s(百兆带宽),假设每条记录为100字节,则两节点参与共识的最小网络,其吞吐量受到物理限制不超过10MB/100/2=5万/s(由于需要发送账本与实时交易数据,所以需要两倍数据传输)。当参与共识的节点数量增加时,假设平均每个账本通过P2P协议与10个账本相连,则吞吐量基本不超过5千/s。

每秒数千笔的全网交易吞吐量对于私链甚至联盟链可能都是足够的,但是对于一个典型的公链来说则远远无法满足需求。因此,对基本任何公链项目来说,采用单链DPoS架构都是无法满足未来业务扩展需求的。

正如同一个设计良好的数据库分区机制必须确保分区间通讯尽可能减小一样,区块链分片机制也必须确保从业务逻辑上尽可能减少分片与分片之间的通讯需求。

而当跨链间业务真正发生时,也必须存在一种可靠可信的机制,确保跨链通讯的交易能够保证其原子性与一致性。

分片间原子操作从MPP数据库时代起,分区间原子操作就是所有技术团队力争解决的问题。从传统的二段提交与三段提交,到新型的Spanner架构,所有的分布式数据库都在苦苦尝试解决分区之间的原子操作问题。

为什么分区间原子操作极难解决?在MPP数据库体系中,每个分区之间逻辑上完全独立,分区间各自的度量指标完全不同,从时间戳到锁机制完全互相独立,使得来自不同分区的进程在执行原子操作时无法拥有统一的参照物。

因此,解决分区间原子操作的唯一策略便是指定一种参照物,使得多个节点可以统一进行协调。

例如,二段提交与三段提交的机制便是引入了协调者。这种机制在数据库领域统称XA,其原理即通过协调者发起原子操作后,由协调者判断跨越多个分区的事务应当最终成功提交,或者中途回退。其具体机制读者可以参见相关文章。

而Google的Spanner架构则需要通过特殊硬件(原子钟)来统一并协调各个节点间时间戳,结合提交操作所记录的全局时间戳来判断各个分区内记录的提交回滚状态

7. 跨链技术

在区块链所面临的诸多问题中,区块链之间互通性极大程度的限制了区块链的应用空间。不论对于公有链还是私有链来看,跨链技术就是实现价值互联网的关键,它是把区块链从分散的孤岛中拯救出来的良药,是区块链向外拓展和连接的桥梁。

目前主流的跨链技术包括:

1、公证人机制(Notary schemes);

2、侧链/中继(Sidechains/relays);

3、哈希锁定(Hash-locking);

4、分布式私钥控制(Distributed private key control)

侧链技术:BTC Relay

侧链是以锚定某种原链上的代币为基础的新型区块链,正如美金锚定到黄金。侧链是连接各种链,其它区块链则可以独立存在。但是,现在侧链很难做到在其上建立跨链智能合约,所以很难实现各种金融功能,这正是现有区块链在股票、债券、衍生品等领域尚未取得进展的原因。

BTC Relay是在以太坊基金会支持之下诞生并成长起来的,它被认为是区块链上的第一个侧链。BTC Relay把以太坊网络与比特币网络通过使用以太坊的智能合约连接起来,可以使用户在以太坊上验证比特币交易。它通过以太坊智能合约创建一种小型版本的比特币区块链,但智能合约需要获取比特币网络数据,这还比较难实现去中心化。BTC Relay进行了跨区块链通信的有意义的尝试,打开了不同区块链交流的通道。

8. 抗量子技术

21世纪是信息的时代,除了电子信息科学技术继续高速发展之外,量子和生物等新型信息科学正在建立和发展。量子信息科学的研究和发展催生了量子计算机、量子通信和量子密码的出现。

由于量子信息的奇妙特性,使得量子计算具有天然的并行性。例如,当量子计算机对一个n量子比特的数据进行处理时,量子计算机实际上是同时对2n个数据状态进行了处理。正是这种并行性使得原来在电子计算机环境下的一些困难问题,在量子计算机环境下却成为容易计算的。量子计算机的这种超强计算能力,使得基于计算复杂性的现有公钥密码的安全受到挑战。

量子计算机能够有效攻击许多现有密码,但并不能有效攻击所有的现有密码。基于量子计算机不擅长计算的那些问题构造密码,就可以抵抗量子计算的攻击。我们称能够抵抗量子计算机攻击的密码为抗量子计算密码。

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