什麽是區塊鏈？簡單地說，區塊鏈是壹個分散的數據庫，或者它可以被稱為分布式賬本。傳統上，所有數據庫都是集中式的。例如，銀行帳簿存儲在銀行的中央服務器中。集中式數據庫的缺點是數據的安全性和正確性全部依賴於數據庫的操作者(也就是銀行)，因為任何能夠訪問集中式數據庫的人(比如銀行職員或者黑客)都可以破壞或者修改其中的數據。
區塊鏈技術可以讓數據庫存儲在全球成千上萬臺電腦上，每個人的書都通過點對點網絡同步。壹旦網絡中的任何用戶添加了交易，交易信息就會通過網絡通知其他用戶進行驗證，並記錄在自己的賬本中。區塊鏈之所以得名，是因為它是壹種包含交易信息的塊從後向前順序鏈接的數據結構。
很多人對區塊鏈的疑問是:如果每個用戶都有壹個獨立的賬本，是否意味著任何交易信息都可以添加到他的賬本中，成千上萬的賬本如何保證核算的壹致性？解決會計壹致性問題是區塊鏈* * *認可機制的目標。區塊鏈* * *知識機制旨在確保分布式系統中的所有節點擁有完全相同的數據，並且能夠就壹個提議(如事務記錄)達成壹致。但是由於分布式系統中引入了多個節點，系統中會出現各種非常復雜的情況；隨著節點數量的增加，節點失效或失效以及節點間網絡通信的幹擾甚至阻塞成為普遍問題，解決分布式系統中的各種邊界條件和突發情況也增加了分布式壹致性問題的解決難度。
區塊鏈可以分為三種類型:
公鏈:世界上任何人都可以隨時進入系統讀取數據，發送可確認交易，競爭記賬。公共鏈通常被認為是“完全分散的”，因為沒有人或組織可以控制或篡改其中數據的讀寫。公鏈壹般通過令牌機制鼓勵參與者競爭記賬，以保證數據的安全性。
聯盟鏈:聯盟鏈是指由幾個機構管理的區塊鏈。每個機構運行壹個或多個節點，其中的數據只允許系統內不同機構讀寫和發送交易，* * *壹起記錄交易數據。這種類型的區塊鏈被認為是“部分分散的”。
私有鏈:是指寫權限被組織和機構控制的區塊鏈。參與節點的資格將受到嚴格限制。由於參與節點有限可控，私鏈往往能擁有極快的交易速度，更好的隱私保護，更低的交易成本，不易被惡意攻擊，能滿足身份認證等金融行業的必要要求。與集中式數據庫相比，私有鏈可以防止組織中單個節點故意隱藏或篡改數據。即使出現錯誤，也能很快找到源頭，所以目前很多大型金融機構更傾向於使用私有鏈技術。
二、區塊鏈* * *識別機制的分類
解決分布式壹致性問題的難度催生了幾種* * *認知機制，每壹種都有自己的優缺點，也適用於不同的環境和問題。由常識產生的* * *知識機制有:
L PoW(工作證明)工作量證明機制
L PoS(股權證明)股權/股權證明機制
L DPoS(委托股權證明)份額授權證明機制
Lpbft(實用拜占庭容錯)實用拜占庭容錯算法
Ldbft(委托拜占庭容錯)授權的拜占庭容錯算法
L SCP(恒星共識協議)恒星知識協議。
Lrpca (ripple協議壹致性算法)ripple * * *識別算法
l池認證池* * *知識機制
(A) PoW(工作證明)工作量證明機制
1.基本介紹
在這種機制中，網絡上的每個節點都使用SHA256哈希函數來計算不斷變化的塊頭的哈希和。* * *知識要求計算值必須等於或小於給定值。在分布式網絡中，所有參與者需要使用不同的隨機數不斷計算哈希值，直到達到目標。當壹個節點計算出確切的值時，所有其他節點都必須確認該值的正確性。之後，新區塊中的交易將被驗證以防止欺詐。
在比特幣中，上面計算哈希值的節點稱為“礦工”，PoW的過程稱為“挖礦”。挖礦是壹個耗時的過程，因此也提出了相應的激勵機制(比如授予礦工少量比特幣)。PoW的優點是完全去中心化，缺點是消耗大量計算能力造成的資源浪費，到達* * *知識的周期長，以及* * *知識的效率低，不太適合商業使用。
2.加密貨幣的應用實例
比特幣和萊特幣。以太坊前三個階段(邊疆、家園家園、大都市)都采用PoW機制，第四個階段(寧靜)將采用權益證明機制。PoW適用於公共鏈。
雖然PoW機制已經成功證明了其長期穩定性和相對公平性，但是在現有框架下，采用PoW的“挖礦”形式會消耗大量的能量。它消耗的能量只是不停的做SHA256運算保證公平的工作負載，沒有其他意義。目前BTC能達到的交易效率大概是5TPS(每秒5次交易)。目前以太坊受單塊用氣總量上限限制，能達到的交易頻率在25TPS左右，與VISA和MASTERCARD平均每秒1000筆，峰值每秒10000筆的處理效率相差甚遠。
3.草圖理解模式
(ps:其中，計算A、B、C、D的哈希值的過程就是“挖礦”。為了獎勵時間成本，該機制會使用壹定數量的比特幣作為激勵。)
(PS: POS模式下，妳的“挖礦”收入與妳的幣齡(幣數*天數)成正比，與電腦的運算性能無關。我們可以認為任何概率事件的累積都是工作量的證明，比如淘金。假設礦石的含金量按質量計算為p%，當妳得到壹定量的黃金時，我們可以認為妳壹定挖掘出了1/p的礦石。而且得到的黃金越多，這個證明就越可靠。)
(B) PoS(股權證明)股權/股權證明機制
1.基本介紹
PoS要求人們證明錢數的所有權，認為錢多的人攻擊網絡的可能性小。基於賬戶余額的選擇是非常不公平的，因為單壹的最富有的人必然會主宰網絡，因此提出了許多解決方案。
在股權認證機制中，每當創建壹個區塊，礦工都需要創建壹個名為“幣權”的交易，這個交易會按照壹定的比例提前給礦工發壹些幣。然後，根據各節點持有代幣的比例和時間(幣齡)，權益證明機制根據算法按比例降低節點的挖掘難度，從而加快節點搜索隨機數的速度，縮短實現* * *識所需的時間。
與PoW相比，PoS更節能，效率更高。但是因為挖礦成本接近於零，所以可能會被攻擊。而且本質上PoS還是需要網絡中的節點來進行挖掘操作，所以也很難應用到商業領域。
2.數字貨幣的應用實例。
PoS機制下比較成熟的數字貨幣是Peercoin和Future Coin (NXT)。與PoW相比，PoS機制節省能量，引入“幣日”概念參與隨機操作。PoS機制可以在不購買額外設備(礦機、顯卡等)的情況下，讓更多的持幣人參與記賬工作。).每個單位代幣的計算能力與其持有時間成正相關，即持有人持有的代幣越多，持有時間越長，他能簽出下壹塊的概率就越大。壹旦它簽署了下壹個區塊，持有人持有的貨幣天數將被清除，並重新進入壹個新的周期。
PoS適用於公共鏈。
3.產生分組簽名者的方法
在PoS機制下，由於區塊的簽署者是隨機產生的，壹些持幣者會長期、大量持有代幣，以獲得更大的產生區塊的概率，從而盡可能清倉他的“幣日”。所以代幣在全網的流通會減少，不利於代幣在鏈內的流通，價格更容易出現波動。因為全網可能會有少數大戶持有大部分代幣，隨著運行時間的增加，全網可能會越來越集中。與PoW相比，PoS機制下作惡的成本很低，因此需要更多的機制來保證分叉或雙支付攻擊的知識。在穩定的情況下，每秒可以產生約12個事務，但由於網絡延遲和* *識別問題，需要60秒左右才能完全廣播完* * *塊。長期來看，生成塊(即清算“幣日”)的速度遠低於網絡傳輸和廣播的速度，因此需要在PoS機制下對生成塊進行“限速”，以保證主網的穩定運行。
4.草圖理解模式
(PS:人的“股份”越多，就越容易獲得記賬權。這意味著妳得到多少錢取決於妳對采礦所做的貢獻。電腦性能越好，給妳的礦就越多。)
(在純POS系統中，比如NXT，沒有挖礦過程，初始股權分配已經固定，然後只有股權在交易者之間流動，這和現實中的股票非常相似。)
(C) DPoS(委托股權證明)股份授權證明機制
1.基本介紹
由於PoS的弊端，由此位股發起的DPoS(委托股權證明)應運而生。殘疾人組織機制的核心要素是選舉。每個系統的原生代幣持有者可以參加區塊鏈的選舉，所持代幣的余額就是投票權重。通過投票，股東可以選舉董事會成員，也可以對平臺發展方向相關的問題表達自己的態度，這些都構成了社區自治的基礎。除了在選舉中投票，股東還可以通過將自己的選舉票授權給自己信任的其他賬戶來代為投票。
具體來說，DPoS是Bitshares項目組發明的。股權所有人有權選舉他們的代表來生成和驗證區塊。DPoS類似於現代企業董事會制度。在比特股系統中，令牌持有者稱為股東，由股東選舉101個代表，然後這些代表負責生成和驗證塊。如果貨幣持有者希望被稱為代表，他/她需要用他/她的公鑰向區塊鏈註冊，以獲得長度為32位的唯壹身份標識符。股東可以通過交易的形式對該標識進行投票，前101票被選為代表。
委托人輪流生成區塊，收益(交易費)平分。DPoS的優勢在於大大減少了參與塊驗證和簿記的節點數量，從而縮短了驗證所需的時間，大大提高了交易效率。從某種角度來說，DPoS可以理解為壹個多中心系統，既有分散的優勢，也有集中的優勢。優點:參與驗證和計費的節點數量大大減少，可以實現秒級認證。缺點:投票熱情不高，大部分代幣持有者沒有參與投票；另外，整個知識機制仍然依賴於令牌，很多商業應用並不需要令牌。
DPoS機制要求在生成下壹個塊之前，必須驗證前壹個塊已經被可信節點簽名。與PoS的“國采”相比，DPoS采用類似“國會”的制度直接選擇可信節點，這些可信節點(即見證人)代替其他金錢持有者行使權力，見證節點要求長期在線，從而解決了PoS簽人不經常在線可能帶來的阻塞延遲等壹系列問題。DPoS機制通常可以達到每秒10000個事務的事務速度，在低網絡延遲的情況下可以達到100000秒的水平，非常適合企業級應用。由於工信寶數據交換對數據交易頻率和長期穩定性要求較高，DPoS是壹個非常好的選擇。
2.共享授權認證機制下的機構和制度
董事會是區塊鏈網絡的權力機構。董事會的候選人由系統的股東(也就是錢的持有者)選舉產生，董事會成員有權發起提案並對其進行表決。
理事會的重要職責之壹是根據需要調整系統的可變參數，包括:
l成本相關:各種交易類型的費率。
l授權相關:對接入網絡的第三方平臺進行收費和補貼的相關參數。
l區塊生產相關:區塊生產間隔時間，區塊獎勵。
l身份審核相關:審核核實異常機構賬戶信息。
同時，與理事會利益相關的事項也不會由理事會設定。
在Finchain系統中，見證人負責收集網絡運行過程中廣播的各種交易，並打包成塊。其工作類似於比特幣網絡中的礦工。在具有PoW(工作量證明)的比特幣網絡中，哪個礦工節點生成下壹個塊是通過抽獎方法確定的，該方法的中獎概率取決於哈希計算。在具有DPoS機制的金融鏈網絡中，見證人的數量由董事會投票決定，見證人候選人由持有人投票決定。選定的活動見證按順序打包事務並生成塊。每壹輪方塊制作結束後，見證人會隨機洗牌並決定新的順序，然後進入下壹輪方塊制作。
3.DPOS的應用實例
Bitshares采用dpo。DPoS主要適用於聯盟鏈。
4.草圖理解模式
(D) PBFT(實用拜占庭容錯)實用拜占庭容錯算法。
1.基本介紹
PBFT是壹種基於嚴格數學證明的算法，需要三個階段的信息交互和局部知識才能達到最終的壹致輸出。準備的三個階段——準備、準備和提交。PBFT算法證明，只要系統中有2/3以上的正常節點，就能保證最終輸出壹致的* * *知識結果。換句話說，在使用PBFT算法的系統中，失敗節點的數量(包括故意誤導、故意破壞系統、超時、重復發送消息、偽造簽名等的節點。，也稱為“拜占庭”節點)最多可以容忍。
2.PBFT的應用實例
著名的聯盟鏈Hyperledger Fabric v0.6采用了PBFT，v1.0引入了SBFT PBFT的改進版。PBFT主要適用於民營連鎖和聯盟連鎖。
3.草圖理解模式
上圖顯示了PBFT的簡化協議通信模式，其中C為客戶端，0–3為服務節點，0為主節點，3為故障節點。整個協議的基本過程如下:
(1)客戶端發送請求激活主節點的服務操作；
(2)當主節點接收到請求時，它啟動三階段協議向所有從節點廣播請求；
(a)在序列號分配階段，主節點為請求分配序列號n，廣播序列號分配消息和客戶端的請求消息m，並為每個從節點構造預準備消息；
(b)在交互階段，從節點接收預準備消息，並將其廣播給其他服務節點；
(c)在序列號確認階段，在驗證視圖中的請求和順序之後，每個節點廣播提交消息，執行從客戶端接收的請求，並響應客戶端。
(3)客戶端等待不同節點的響應，如果有m+1個響應相同，則該響應為運算結果；
(5) DBFT (delegated拜占庭容錯)授權的拜占庭容錯算法。
1.基本介紹
DBFT以PBFT為原型。在這個機制中，參與者有兩種，壹種是專業記賬的“超級節點”，壹種是系統中不參與記賬的普通用戶。普通用戶根據自己的權益比例投票給超級節點。當需要傳遞壹個* * *知識(會計)時，從這些超級節點中隨機選出壹個發言人擬定方案，然後其他超級節點按照拜占庭容錯算法(見上)進行陳述，即少數服從多數的原則。如果超過三分之二的超級節點同意演講者的方案，那麽* * *就實現了。這個提議成為最終的發布區塊，區塊是不可逆的，裏面所有的交易都是100%確認的。如果在壹定時間內沒有達成壹致的提案，或者發現了非法交易，其他超級節點可以重新發起提案，重復投票過程，直到達成共識。
2.DBFT的應用實例
國內加密貨幣和區塊鏈平臺NEO是DBFT算法的開發者和采用者。
3.草圖理解模式
假設系統中普通用戶選出的超級節點只有四個，當需要傳遞壹個* * *知識時，系統會從代表中隨機選出壹個發言人擬定方案。發言人將把提出的方案交給每個代表，每個代表先判斷發言人的計算結果是否與自己的記錄壹致，然後與其他代表討論，驗證計算結果是否正確。如果三分之二的代表壹致同意發言人方案的計算結果是正確的，那麽該方案通過。
如果少於三分之二的代表達成了對* * * *的理解，將隨機選出新的發言人，然後重復上述過程。該系統旨在保護系統免受無法運行的領導者的影響。
上圖假設所有節點都是誠實的，達到100%***，方案A(塊)將被驗證。
由於演講者是隨機挑選的代表，他可能不誠實或崩潰。上圖假設說話者向三個代表中的兩個發送了惡意信息(方案B)，向1個代表發送了正確信息(方案A)。
在這種情況下，惡意信息(方案B)無法通過。中間和右邊代表的計算結果與發言人發來的不壹致，無法驗證發言人擬定的方案，導致兩人拒絕通過方案。因為左邊的代表收到了正確的信息，這與他自己的計算結果壹致，所以他能夠確認該方案，然後成功地完成了1次驗證。然而，這壹計劃仍然無法通過，因為只有不到三分之二的代表達成了共識。然後會隨機選出壹個新的發言人，再次開始* * *知識過程。
上圖假設說話人是誠實的，但是1代表是變態的；右邊的代表向其他代表發送了不正確的信息(B)。
在這種情況下，說話人擬定的正確信息(a)仍然可以被驗證，因為左邊和中間的誠實代表都可以驗證誠實說話人擬定的方案，達到* * *知識的三分之二。代表還可以判斷說話人是對右節點撒謊還是右節點不誠實。
(6) SCP(恒星共識協議)恒星識別協議。
1.基本介紹
SCP是Stellar(壹種基於互聯網的去中心化全球支付協議)開發和使用的* * *識別算法，基於聯邦拜占庭協議。傳統的非聯邦拜占庭協議(如上面的PBFT和DBFT)是集中式系統，雖然可以通過分布式的方法保證知識和拜占庭容錯的實現(最多可以容忍不超過系統節點總數的1/3)。網絡中節點的數量和身份必須預先知道和驗證。聯邦拜占庭協議和聯邦拜占庭協議的區別在於可以去中心化，同時可以實現拜占庭容錯。
[…]
(7) RPCA (Ripple協議壹致性算法)Ripple * * *識別算法
1.基本介紹
RPCA是Ripple(基於互聯網的開源支付協議，可以實現去中心化的貨幣兌換、支付和清算)開發和使用的算法。在Ripple的網絡中，事務由客戶端(應用程序)發起，並通過跟蹤節點或驗證節點廣播到整個網絡。跟蹤節點的主要功能是發布交易信息，響應客戶的賬簿請求。校驗節點不僅包含跟蹤節點的所有功能，還可以通過* * *知識協議在賬簿中增加新的賬簿實例數據。
Ripple的* * *知識成就發生在驗證節點之間，每個驗證節點都預先配置了壹個可信節點列表，稱為UNL(Unique Node List)。列表中的節點可以對事務進行投票。* * *知識流程如下:
(1)每個驗證節點將連續接收網絡發送的事務。在與本地分類帳數據進行驗證後，非法交易將被直接丟棄，而合法交易將被匯總到壹個候選集中。交易候選集還包括之前* * *知識流程遺留下來的無法確認的交易。
(2)每個驗證節點將其自己的事務候選集作為建議發送給其他驗證節點。
(3)在接收到來自其他節點的提議後，如果該提議不是來自UNL上的節點，則驗證節點忽略該提議；如果是來自UNL上的壹個節點，那麽提案中的事務將與本地事務候選集進行比較，如果有相同的事務，那麽該事務將獲得壹票。在壹定時間內，當交易獲得超過50%的票數時，交易進入下壹輪。不超過50%的交易將在下壹個* * *知識流程中得到確認。
(4)驗證節點將擁有50%以上票數的交易作為提案發送給其他節點，同時將所需票數的閾值提高到60%，重復步驟(3)和(4)，直到閾值達到80%。
(5)驗證節點將80%UNL節點確認的交易正式寫入本地總賬數據，稱為最後壹次結賬的總賬，即總賬的最後(最新)狀態。
在Ripple的* * *鑒別算法中，投票節點的身份都是事先知道的，因此算法的效率比PoW等匿名* * *鑒別算法更有效率，交易確認時間只需要幾秒鐘。這也決定了* * *知識算法只適用於聯盟鏈或者私有鏈。Ripple***知識算法的拜占庭容錯(BFT)能力為(n-1)/5，這意味著全網20%的節點可以容忍拜占庭錯誤而不影響正確的知識。
2.草圖理解模式
* * *流程節點交互示意圖:
* * *算法流程:
(8)人才庫驗證人才庫* * *知識機制
池驗證池知識機制是在傳統分布式壹致性算法(Paxos和Raft)的基礎上發展起來的壹種機制。Paxos算法是1990中提出的基於消息傳遞的高容錯壹致性算法。過去Paxos壹直是分布式協議的標準，但是Paxos很難理解，更難實現。Raft是2013發布的壹致性算法，比Paxos簡單，可以實現Paxos解決的問題。帕克斯和拉夫特認識的過程和壹次選舉壹樣。候選人需要說服大部分選民(服務器)投他的票，壹旦被選中，就按照他們的操作。Paxos和Raft的區別在於選舉的具體過程。池驗證池知識機制以這兩種成熟的分布式壹致性算法為基礎，輔以數據驗證機制。