比特币算法之争 - 币圈消息

比特币算法之争篇11、比特币的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成。区块头的大小为80字节，由4字节的版本号、32字节的上一个区块的哈希值、32字节的Merkle根哈希值、4字节的时间戳、4字节的当前难度值、4字节的随机数组成。区块包含的交易列表则附加在区块头后面，其中的第一笔交易是coinbase交易，这是一笔为了让矿工获得奖励及手续费的特殊交易!
2、把Merkle根哈希及其他相关字段组装成区块头，将区块头的80字节数据作为工作量证明的输入；。
3、在不诚实节点总算力小于50%的情况下，同时每轮同步区块生成的几率很少的情况下，诚实的节点具有相同的区块的概率很高。用数学的严格语言说应该是：当任意两个诚实节点的本地链条截取K个节点，两条剩下的链条的头区块不相同的概率随着K的增加呈指数型递减!
4、拜占庭节点的行为可以是任意的，拜占庭节点之间可以共谋；。
5、candidate：会向其他结点“拉选票”，如果得到大部分的票则成为leader。这个过程就叫做Leader选举(LeaderElection)。
6、大多数follower服务器将交易记录写入账本后，确认追加成功，发出确认成功信息；。
7、在下一个心跳中，leader会通知所有follower更新确认的项目!
8、Ripple是一种基于互联网的开源支付协议，可以实现去中心化的货币兑换、支付与清算功能。在Ripple的网络中，交易由客户端发起，经过追踪节点或验证节点把交易广播到整个网络中。追踪节点的主要功能是分发交易信息以及响应客户端的账本请求。验证节点除包含追踪节点的所有功能外，还能够通过共识协议，在账本中增加新的账本实例数据!
9、在Ripple的共识算法中，参与投票节点的身份是事先知道的，因此，算法的效率比PoW等匿名共识算法要高效，交易的确认时间只需几秒钟。当然，这点也决定了该共识算法只适合于权限链的场景。Ripple共识算法的拜占庭容错能力为/5，即可以容忍整个网络中20%的节点出现拜占庭错误而不影响正确的共识!
10、follower同意后，其成为leader，继续承担记账等指导工作!

比特币算法之争篇21、blockchain2→01181212a283e760929f6b1628d903127c65e6fb5a9ad7fe94b790e699269221。
2、正确性。 Begin 。
3、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=41个币，这下就很有意思了，持币有利息!
4、二、PBFT：PracticalByzantineFaultTolerance，实用拜占庭容错算法。
5、在分布式系统中，多个主机通过异步通信方式组成网络集群。在这样的一个异步系统中，需要主机之间进行状态复制，以保证每个主机达成一致的状态共识。然而，异步系统中，可能出现无法通信的故障主机，而主机的性能可能下降，网络可能拥塞，这些可能导致错误信息在系统内传播。因此需要在默认不可靠的异步网络中定义容错协议，以确保各主机达成安全可靠的状态共识!
6、因此，我们可以看到，比特币的共识算法不适合于私有链和联盟链。其原因首先是它是一个最终一致性共识算法，不是一个强一致性共识算法。第二个原因是其共识效率低。提供共识效率又会牺牲共识协议的安全性。另外，比特币通过巧妙的矿工奖励机制来提升网络的安全性。矿工挖矿获得比特币奖励以及记账所得的交易费用使得矿工更希望维护网络的正常运行，而任何破坏网络的非诚信行为都会损害矿工自身的利益。因此，即使有些比特币矿池具备强大的算力，它们都没有作恶的动机，反而有动力维护比特币的正常运行，因为这和它们的切实利益相关!
7、节点之间的错误是不相关的；。对于算法的选择，一句话总结如下：。
8、生成铸币交易，并与其他所有准备打包进区块的交易组成交易列表，通过Merkle树算法生成Merkle根哈希；。
9、验证节点把超过50%票数的交易作为提案发给其他节点，同时提高所需票数的阈值到60%，重复步骤、步骤，直到阈值达到80%!
10、DPoS充分利用了持股人的投票，以公平民主的方式达成共识，他们投票选出的N个见证人，可以视为N个矿池，而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人，只要他们提供的算力不稳定，计算机宕机，。
比特币算法之争篇31、在比特币系统中，大约每10分钟进行一轮算力竞赛，竞赛的胜利者，就获得一次记账的权力，并向其他节点同步新增账本信息。然而，在一个去中心化的系统中，谁有权判定竞争的结果呢？比特币系统是通过一个称为“工作量证明”的机制完成的!
2、挖矿难度。比特币网络中任何一个节点，如果想生成一个新的区块并写入区块链，必须解出比特币网络出的PoW问题。这道题关键的3个要素是工作量证明函数、区块及难度值。工作量证明函数是这道题的计算方法，区块决定了这道题的输入数据，难度值决定了这道题所需要的计算量!
3、简单地说，PoW就是一份确认工作端做过一定量工作的证明。PoW系统的主要特征是计算的不对称性。工作端需要做一定难度的工作得出一个结果，验证方却很容易通过结果来检查工作端是不是做了相应的工作!
4、三、Raft协议。点点币是首先采用权益证明的货币，点点币在SHA256的哈希运算的难度方面引入了币龄的概念，使得难度与交易输入的币龄成反比。在点点币中，币龄被定义为币的数量与币所拥有的天数的乘积，这使得币龄能够反映交易时刻用户所拥有的货币数量。实际上，点点币的权益证明机制结合了随机化与币龄的概念，未使用至少30天的币可以参与竞争下一区块，越久和越大的币集有更大的可能去签名下一区块!
5、举个例子，给定字符串“blockchain”，我们给出的工作量要求是，可以在这个字符串后面连接一个称为nonce的整数值串，对连接后的字符串进行SHA256哈希运算，如果得到的哈希结果是以若干个0开头的，则验证通过。为了达到这个工作量证明的目标，我们需要不停地递增nonce值，对得到的新字符串进行SHA256哈希运算。按照这个规则，需要经过2688次计算才能找到前3位均为0的哈希值，而要找到前6位均为0的哈希值，则需进行620969次计算!
6、LeaderElection。
7、大部分结点响应时才提交日志。［2］交互阶段，从节点接收PRE-PREPARE消息，向其他服务节点广播PREPARE消息；。
8、拜占庭容错技术是一类分布式计算领域的容错技术。拜占庭假设是对现实世界的模型化，由于硬件错误、网络拥塞或中断以及遭到恶意攻击等原因，计算机和网络可能出现不可预料的行为。拜占庭容错技术被设计用来处理这些异常行为，并满足所要解决的问题的规范要求。查看该问题）!
9、比特股是一类采用DPoS机制的密码货币，它期望通过引入一个技术民主层来减少中心化的负面影响!
10、当主节点接收请求后，启动三阶段的协议以向各从节点广播请求!
比特币算法之争篇41、近几天对区块链中几种常见的共识机制进行了总结。尽量使用简单易懂语言，篇幅较大，想了解的可以只读每个算法介绍中前边的原理。本篇文章主要参考《区块链技术指南》，首先表示感谢!
2、节点之间通过异步网络连接，网络中的消息可能丢失、乱序并延时到达，但大部分协议假设消息在有限的时间里能传达到目的地；。
3、在这些分布式系统的实用场景下，其假设条件不需要考虑拜占庭故障，而只是处理一般的死机故障。在这种情况下，采用Paxos等协议会更加高效。Paxos是Lamport设计的保持分布式系统一致性的协议。但由于Paxos非常复杂，比较难以理解，因此后来出现了各种不同的实现和变种。Raft是由Stanford提出的一种更易理解的一致性算法，意在取代目前广为使用的Paxos算法。目前，在各种主流语言中都有了一些开源实现，比如本文中将使用的基于JGroups的Raft协议实现。关于Raft的原理，它是一个为真实世界应用建立的协议，主要注重协议的落地性和可理解性。Raft是在非拜占庭故障下达成共识的强一致协议!
4、所谓共识，简单理解就是指大家都达成一致的意思。其实在现实生活中，有很多需要达成共识的场景，比如开会讨论，双方或多方签订一份合作协议等。而在区块链系统中，每个节点必须要做的事情就是让自己的账本跟其他节点的账本保持一致。这几乎就不是问题，因为有一个中心服务器存在，也就是所谓的主库，其他的从库向主库看齐就行了。在实际生活中，很多事情人们也都是按照这种思路来的，员工照着做。但是区块链是一个分布式的对等网络结构，在这个结构中没有哪个节点是“老大”，一切都要商量着来!
5、工作量证明需要有一个目标值。比特币工作量证明的目标值的计算公式：目标值=最大目标值/难度值。
6、以后通过心跳进行记账的通知!blockchain6200969：000000db7fa334aef754b51792cff6c880cd286c5f490d5cf73f658d9576d424。
7、其中最大目标值为一个恒定值：0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF。
8、比特币PoW的过程，可以简单理解成就是将不同的nonce值作为输入，尝试进行SHA256哈希运算，找出满足给定数量前导0的哈希值的过程。而要求的前导0的个数越多，代表难度越大。比特币节点求解工作量证明问题的步骤大致归纳如下：。
9、Raft的记账过程按以下步骤完成：。
10、一、拜占庭容错技术。客户端等待来自不同节点的响应，若有m+1个响应相同，则该响应即为运算的结果!
比特币算法之争篇51、PBFT是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示，使用0到|R|-1的整数表示每一个副本。为了描述方便，通常假设故障节点数为m个，整个服务节点数为|R|=3m+1个，这里m是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3m+1个副本，但是额外的副本除了降低性能之外不能提高可靠性!
2、任何一个服务器都可以成为一个候选者candidate，它向其他服务器follower发出要求选举自己的请求!
3、每个验证节点会不断收到从网络发送过来的交易，通过与本地账本数据验证后，不合法的交易直接丢弃，合法的交易将汇总成交易候选集。交易候选集里面还包括之前共识过程无法确认而遗留下来的交易!
4、每个验证节点把自己的交易候选集作为提案发送给其他验证节点!
5、七、Ripple共识算法。在Raft中，每个结点会处于下面三种状态中的一种：。
6、通常，这些发生故障节点被称为拜占庭节点，而正常的节点即为非拜占庭节点!
7、blockchain1→4bfb943cba9fb9926df93f33c17d64b378d56714e8a29c6ba8bdc9690cea8e27。
8、leader：所有对系统的修改都会先经过leader。每个修改都会写一条日志(logentry)。leader收到修改请求后的过程如下，这个过程叫做日志复制(LogReplication)：。
9、PBFT要求共同维护一个状态，所有节点采取的行动一致。为此，需要运行三类基本协议，包括一致性协议、我们主要关注支持系统日常运行的一致性协议。一致性协议至少包含若干个阶段：请求、序号分配和响应。根据协议设计的不同，可能包含相互交互，序号确认等阶段!
10、blockchain48851：00000b3d96b4db1a976d3a69829aabef8bafa35ab5871e084211a16d3a4f385c。
比特币算法之争篇61、假设leader领导人已经选出，这时客户端发出增加一个日志的要求；。
2、PoW能否解决拜占庭将军问题。
3、拥有80字节固定长度的区块头，就是用于比特币工作量证明的输入字符串。因此，为了使区块头能体现区块所包含的所有交易，在区块的构造过程中，需要将该区块要包含的交易列表，通过。
4、这样这个候选者就成为了leader领导人，它可以向选民也就是follower发出指令，比如进行记账!
5、比特股还设计了另外一类竞选，代表竞选。选出的代表拥有提出改变网络参数的特权，包括交易费用、区块大小、见证人费用和区块区间。若大多数代表同意所提出的改变，持股人有两周的审查期，这期间可以罢免代表并废止所提出的改变。这一设计确保代表技术上没有直接修改参数的权利以及所有的网络参数的改变最终需得到持股人的同意!
6、blockchain2688→0009b257eb8cf9eba179ab2be74d446fa1c59f0adfa8814260f52ae0016dd50f。
7、难度值是比特币系统中的节点在生成区块时的重要参考指标，它决定了节点大约需要经过多少次哈希运算才能产生一个合法的区块。比特币的区块大约每10分钟生成一个，如果要在不同的全网算力条件下，新区块的产生都基本保持这个速率，难度值必须根据全网算力的变化进行调整。简单地说，难度值被设定在无论节点计算能力如何，新区块产生速率都保持在每10分钟一个!
8、原始的拜占庭容错系统由于需要展示其理论上的可行性而缺乏实用性。另外，还需要额外的时钟同步机制支持，算法的复杂度也是随节点增加而指数级增加!
9、LogReplication。
10、权益证明必须采用某种方法定义任意区块链中的下一合法区块，依据账户结余来选择将导致中心化，例如单个首富成员可能会拥有长久的优势。为此，人们还设计了其他不同的方法来选择下一合法区块!
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