关于分布式共识机制,INVE互联价值有哪些技术创新的动力机制?

摘要:一些够酷,带着仙气,你不可不知的区块链创新技术。
链闻ChainNews公众号ID:chainnewscom关注作者:Michiel Mulders编译:詹涓区块链开发者 Michiel Mulders 列出了他认为当前最酷、最具创新性的 10 个区块链技术。值得一看!当然,这些技术够酷,有些也带着「仙气」。这也意味着,投资者必须认真甄辨,小心「Too good to be ture」。本文不构成投资建议。不过话说回来,文中所列项目的白皮书都值得认真研究。加密世界热点多,大家更应该把眼界放得宽一点,不要只关注 ICO 和经典的区块链。许多酷项目正在以不同的方式拓展分布式账本技术的边界。在这里,让我们来探索一下那些最具创新性的技术发展,有 10 个最具创新性的酷项目值得你关注。Cosmos 多资产分布式账本Cosmos 是对「侧链」的一种新颖的回答,它的目的是让用户能够在浩如烟海的区块链之间随意穿行。Cosmos 可以允许多个平行的区块链互相操作,同时保留它们的安全属性。此外,Cosmos 专注于众多区块链和一个低能耗版本的区块链之间的互操作性,具有极大的扩展性。Cosmos 体系中有「空间 Zone 」和「枢纽 Hub」的概念。在 Cosmos 的体系中,「空间 Zone」是独立存在的区块链,他们可以通过「枢纽 Hub」进行价值交换,而「枢纽 Hub」指的则是可以让「空间 Zone」一起工作的一个区块链。一个枢纽拥有一个多资产的分布式账本,代币的持有人既可以是用户,也可以是空间本身。最酷的地方在于可以将代币从一个空间转移到另一个空间,这是通过特殊的「区块链间通信 IBC」机制,利用代币包实现的。基本上,枢纽也是一个路由机制。每一个空间是一个独立的区块链,它可以与相应的枢纽交换这些 IBC 通信包。Komodo
原子互换原子互换,即跨链原子交易,是将一种加密货币兑换成另一种加密货币,而不需要第三方的监管。跨链原子互换是一项相对较新的技术,拥有彻底改变用户之间交易方式的潜力。比方说,如果 Alice 拥有 5 枚比特币,但想要换成 100 枚莱特币,那么原本她得通过一个交易所,也就是第三方来兑换。然而,通过使用原子互换,如果 Bob 拥有 100 枚莱特币,想要 5 枚比特币,那么 Bob 和 Alice 之间就可以直接交易。Komodo
已经在几种代币之间完成了一些原子互换交易。这项技术目前只适用于使用相同散列算法的区块链,而真正的挑战还在于在不同算法之间进行原子互换。Waves-NG 为最快捷的去中心化交易所提供智能选择算法Waves-NG 是一种智能选择算法。设想一下,你要向比特币网络提交一笔交易,一般来说,你要等上 10 分钟,才能等到一个矿工被选中,挖出一个包括新交易在内的区块。在大量积压的情况下,并不是所有挂起的交易都能被分配到准备就绪的区块。这意味着你还得再等 10 分钟,祈祷自己的交易能被分到下一个区块中。Waves-NG 优化了这一过程,通过提前选定下一个网络矿工,这样交易在被添加到下一个区块时,就能多多少少实现实时处理。现在,随着 Waves-NG 共识机制部署在 Wave 去中心化交易平台上,让更高的交易量成为了可能。这种新的共识机制能够实现每分钟 6000 笔交易、也即每秒 100 次交易量,而不是比特币的每秒 5-7 次。iOliteiOlite 提供了一个平台,可以使用任何编程或自然语言来创建智能合同。他们满足了公众对用一个简单解决方案来填补区块链和其他可编程环境之间差距的需求。iOlite 正在开发一种引擎,可以快速将任何语言翻译成智能合同。iOlite 使用的是快速适应引擎 FAE ,这种源自斯坦福大学自然语言处理的引擎专注于在专家社区进行机器训练。Solidity 合约编程专家可以使用自然语言结构并将其附加到 Solidity 代码中。这是一种完全由社区驱动的方法,在跟自然语言处理和机器训练的能量结合后,引擎将更智能,从而能够理解更复杂的生成合约语言。我来举一个简单的例子说明这个引擎的能耐:我们告诉它,我们在用英语写作,需要生成一个 Solidity 智能合约。如果你想卖掉你的房子,你所要做的就是写:「只要有人对我的房子出价达到 33 万美元或以上,我可以将房子转让给新主人。使用我的签名或私钥签署文件,并要求买家签名。当买方签署协议时,转让房产权并登记转让。完成!」发起一个智能合约是免费的,但是,每次贡献者编写的代码被使用时,都会得到 iOlite 代币的奖励。NuCypher
去中心化的 TLS/SSL在一个去中心化的世界中,传统的加密和访问控制是不够的。如今的互联网安全是围绕一个可信的中心服务器和连接着它的多个客户端进行的。服务器通过会话密钥将所有发送给客户端的内容加密,并强制访问控制。但是在一个去中心化的世界里,你是找不到一个可以信任的中央服务器的。事实证明,保护隐私,以及像在以太坊这样的开放共识网络中存储、共享和操作私有数据是一个巨大的挑战。NuCypher 可以用来解决这个问题。NuCypher 使用代理重加密,提供分布式密钥管理、涉秘信息管理和加密访问控制。Hashgraph 互相传播和虚拟投票Hashgraph 是一个区块链的替代方案,在不牺牲安全性的前提下实现更优可伸缩性。它已经被证明可以在仅仅一个网络中取得每秒几十万次交易,而且有人预计在分片后,它的交易速度能达到每秒数百万。哈希图使用了「异步拜占庭式容错
Asynchronous BFT」,这是一个非常安全的 BFT 版本。Hashgraph 使用两种独特的技术:「互相传播 Gossip about Gossip 」和「虚拟投票」来实现快速、安全和公平的共识。「传播 Gossip」是计算机科学中常用的术语,它可以被定义为调用任意一个随机节点,并告诉该节点你所知道、而它还不知道的一切。例如,节点 A 告诉节点 B 某些情况,接下来,节点 B 再跟节点 A 八卦,与此同时又在传播内容里加点新料。所以,我们实际上也是在广播八卦的历史,这被称为「互相传播」或者「八卦的八卦」。一旦这个传播处理完成,每个节点都知道每个节点有什么信息,因为这些八卦历史可以让他们在八卦还没有昭告天下的情况下进行「虚拟投票」。这样一来,Hashgraph 只需要占用较低带宽,就能达到很高的业务吞吐量。Enigma 秘密合约区块链技术有能力颠覆技术的未来,但不能破坏它的现状。区块链向任何人公开所有数据。如果我们希望区块链能获得广泛采用,保护隐私将非常必要。Enigma 的首席执行官盖伊·泽坎德 Guy Zyskind 认为这个问题提供了一个机会。他在麻省理工时就此写了一篇开创性的论文,题目是「区块链技术支持的高效安全计算」。Enigma 项目使用「秘密合约」,通过创建一个第二层的离链网络来解决区块链的可伸缩性和隐私问题,确保数据在保持私有的同时被节点处理。DAG (Tangle) IOTA、Nano 和 ByteballTangle 的中文叫「缠结」,顾名思义,它是一个有向无环图 DAG ,而不是区块链的线性链式架构。在 Tangle 构建的交易图中,某个新交易只要能得到旧交易的验证就可以立即确认,因为它们是由节点接收的,而不是等待交易打包进下一个区块。理论上,对于交易的验证可以平行进行。DAG 是一种非常有前途的技术,它对分布式账本技术非常有用,但它也适用于许多用例中使用的旧技术。关于有向无环图 DAG 更详细的介绍,推荐阅读「链闻 ChainNews 」之前的文章Tendermint简单来说,Tendermint 是一个软件,可以用来在任何分布式计算平台上实现拜占庭式容错 BFT。BFT 并不是一种新技术,Tendermint 专注于在区块链实现相关功能。Tendermint 由两个主要组件组成:一个应用程序区块链接口 ABCI 和一个区块链共识引擎,后者称为 Tendermint Core,确保所有的交易都以完全相同的方式记录在网络的每个节点上。ABCI 使开发人员能够使用他们最喜欢的编程语言处理交易,同时充当 Tendermint Core 的网关。Tendermint Core 使用套接字协议,这样可以用来管理多个应用程序的状态。简而言之,Tendermint 可负责以下事务:维护区块链的世界状态;验证交易签名;通过对每笔交易执行 2/3 投票共识来防止恶意交易;允许客户端查询世界状态;而像比特币这样的区块链从设计上来说,这不适用于客户端查询;提供一个简单的 API 供开发人员访问 Tendermint。小提示:像 BigchainDB 和 Cosmos 这样的项目已经采用了 Tendermint 技术。链下扩容 闪电网络及其他为了减少区块链上的压力,链下扩容应运而生。闪电网络 Lightning Network 实施第二层支付协议,提出了为比特币实现链下扩容的方案。它使用支付通道,为大量的链下交易提供便利,然后在选定或指定的时间内一次性上传多笔交易记录。这样在链上的交易频次就大大减少了。但是它只提供垂直扩展,而我们实际上需要更多的水平扩展。不过这仍然是一个令人惊异的成就,而且没有影响到交易安全。当然,有意思的技术太多了,许多其他伟大的技术正在被开发,来改进区块链的世界。下面是别的一些很有趣、也很酷的东西,最好不要错过:权益委托证明—— DPoS、Lisk 使用这个BigchainDB ——去中心化的资产存储,大数据数据库加上区块链特性,以获得更高的可伸缩性Interledger协议——从一个分类账发送到另一个分类账的数据包信息零知识证明 ——「链闻 ChainNews」之前发表过一篇文章,很好的解释了这个概念Bulletproofs —— 链上扩展及机密交易「链闻社」活动预告 「链闻社」第六期嘉宾访谈4 月 12 日 21:00-22:00报名方式:扫码申请入群 你可能还想看这些
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总篇数 <span class="text" data-v- 篇 ChainNews 为中国的 FinTech 金融科技菁英与决策者们提供每日不可或缺的区块链新闻、深度分析以及评论。
ChainNews 为中国的 FinTech 金融科技菁英与决策者们提供每日不可或缺的区块链新闻、深度分析以及评论。 总篇数 23 粉丝 29浅谈传统分布式一致性算法和区块链共识机制
目前为止,尽管区块链上的共识机制有很多种,但没有一种是完美无缺的,也就意味着没有一种是适合所有应用场景的。本文重点介绍传统分布式一致性算法和区块链共识机制,为有关机构研发区块链应用提供参考。传统分布式一致性算法介绍主流的传统分布式一致性算法其实只有一个:Paxos。包括Raft在内的其他算法,都属于Paxos的变种,或特定假设场景下的Paxos算法。1. Paxos算法Paxos算法是莱斯利·兰伯特(Leslie Lamport)1990年提出的一种基于消息传递的一致性算法,其解决的问题是分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。从工程实践的意义上来说,通过Paxos可以实现多副本一致性、分布式锁、名字管理、序列号分配等。比如,在一个分布式数据库系统中,如果各节点的初始状态一致,每个节点执行相同的操作序列,那么他们最后得到的状态就是一致的。为保证每个节点执行相同的命令序列,需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。后续又增添多个改进版本的Paxos,形成了Paxos协议家族,但其共同点是不容易工程实现。 Lamport在2011年的论文Leaderless Byzanetine Paxos中表示,不清楚实践中是否有效,考虑Paxos本身实现的难度以及复杂程度,此方案工程角度不是最优,但是系统角度应该是最好的。2. Raft算法 Paxos协议的难以理解是出了名的,斯坦福大学的博士生Diego Ongaro把对其的研究作为了自己的博士课题。2014年秋天,他正式发表了博士论文CONSENSUS: BRIDGING THEORY AND PRACTICE,并给出了分布式一致性协议的一个实现算法,即Raft。在论文正式发表前,Diego Ongaro还把与Raft相关的部分摘了出来,形成了一篇十多页的文章In Search of an Understandable Consensus Algorithm,即人们俗称的Raft论文。 Raft算法主要注重协议的落地性和可理解性,让分布式一致性协议可以较为简单地实现。Raft和Paxos一样,只要保证n/2+1节点正常就能够提供服务;同时,Raft更强调可理解性,使用了分而治之的思想把算法流程分为选举、日志复制、安全性三个子问题。在一个由Raft协议组织的集群中有三类角色:Leader(领袖)、Follower(群众)、Candidate(候选人)。Raft开始时在集群中选举出Leader负责日志复制的管理,Leader接受来自客户端的事务请求(日志),并将它们复制给集群的其他节点,然后负责通知集群中其他节点提交日志,Leader负责保证其他节点与他的日志同步,当Leader宕掉后集群其他节点会发起选举选出新的Leader。常见共识机制当我们描述传统分布式一致性算法时,其实是基于一个假设——分布式系统中没有拜占庭节点(即除了宕机故障,没有恶意篡改数据和广播假消息的情况)。而当要解决拜占庭网络中的数据一致性问题时,则需要一种可以容错的算法,我们可以把这类算法统称为拜占庭容错的分布式一致性算法。而共识机制,就是在拜占庭容错的分布式一致性算法基础上,根据具体业务场景传输和同步数据的通信模型。由于目前常见的共识机制都是在区块链数据结构的业务场景中运用,因此下文列出的共识机制主要用于区块链网络。1.工作量证明机制(Proof of Work, POW) POW依赖机器进行数学运算来获取记账权,资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱;同时,每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%节点出错。第一个运用POW的是比特币系统,它能够使更长总账的产生具有计算性难度,平均每10分钟有一个节点找到一个区块。如果两个节点在同一时间找到区块,那么网络将根据后续节点的决定来确定以哪个区块构建总账。从统计学角度讲,一笔交易需在6个区块(约1小时)后被认为是明确确认且不可逆的;然而核心开发者认为,需要120个区块(约一天)才能充分保护网络不受更长的、已将新产生的币花掉的攻击区块链的威胁。尽管出现更长区块链的现象不太可能发生,但任何拥有巨大经济资源的人还是有机会制造一个更长的区块链,或者具备足够的哈希算力来冻结用户的账户。2.股权证明机制(Proof of Stake, POS)股权证明机制已有很多不同变种,但基本概念是产生区块的难度应该与用户在网络里所占的股权成比例。这里以点点币(Peercoin)和未来币(NXT)举例:点点币使用一种混合模式,用用户的股权调整挖矿难度;未来币则使用一个确定性算法随机选择一位股东来产生下一个区块,这一算法基于用户账户余额来调整被选中的可能性。3.授权股权证明机制(DPOS)每个股东可以将其投票权授予一名代表,获票数最多的前100名代表按既定时间表轮流产生区块。所有代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬,如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费,则一名代表将获得1股作为报酬。网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块,而这将导致区块链分叉。这一问题不太可能发生,因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接,确保能够得到报酬。该模式每30秒便可产生一个新区块,在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极小,即使发生也可以在几分钟内得到解决。4.实用拜占庭协议(PBFT) PBFT是一种基于消息传递的一致性算法,算法经过三个阶段达成一致性,这些阶段可能因为失败而重复进行。假设节点总数为3f+1,f为拜占庭错误节点:(1)当节点发现leader作恶时,通过算法选举其他的replica为leader;(2)leader通过pre-prepare消息把它选择的value广播给其他replica节点,其他replica节点如果接受则发送 prepare,如果失败则不发送;(3)一旦2f个节点接受prepare消息,则节点发送commit消息;(4)当2f+1个节点接受commit消息后,代表该value值被确定。该算法主要应用在hyperledger fabric等联盟区块链或私有区块链场景中,容错率低、灵活性差,超过1/3的节点作恶就会导致系统崩溃,并且不可动态添加节点(部分论文讨论了动态节点的PBFT算法,但是理论和实践上都有比较强的假设条件)。5. GEAR共识协议(Group Estimate and Rotate)该协议是唐盛(北京)物联技术有限公司自主研发的共识协议,通过轮转记账(rotate)、集体评估(group estimate)和齿轮共识路由(gear)三个子协议组成,结合区块链数据结构和点对点网络通信的特点,实现安全、高效、去中心化、应用场景灵活的数据同步共识。目前,该协议已经在“唐盛链”中得到应用。协议的参与者包括轮转见证人(rotate witness)、一级集体评估人(voter)、二级集体评估人(valuer)。Voter作为接入共识网络的用户,既是系统的使用者也是一级集体评估人,按照其所持代币加权评估选举出轮转见证人,轮转见证人按照等概率轮流记账(产生区块)。二级集体评估人是在评估事件发生时由轮转见证人转化而来,通过加权平均的接近率抢夺一次记账机会。传统分布式一致性算法和区块链共识机制的异同点1.相同点 Append only时间序列化少数服从多数分离覆盖(即长链覆盖短链区块,节点大数据量日志覆盖小数据量日志)2.不同点传统分布式一致性算法并不考虑拜占庭容错,只假设所有节点仅发生宕机、网络故障等非人为问题,没有考虑恶意节点。传统分布式一致性算法面向数据库或文件,而区块链共识机制面向交易或价值传输。更多一手资讯请关注微信公众号“tangdaijinfu”。
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毕马威 区块链研究报告:共识,价值互联的不变协议
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区块链技术有望实现数字身份的建立,并使传统的纸张密集型流程自动化,这使得区块链技术成为未来金融服务的万灵丹。尽管有一些人对区块链技术持审慎态度,但有一件事是明确的,那就是毕马威中国将会继续研究和分析不同的案例,这也是毕马威中国与客户约定的一部分。我们相信,随着金融服务机构逐步意识到区块链的影响和作用,他们将会逐步把区块链技术应用到日常操作中。
区块链、分布式账本以及共识机制有可互换使用。本刊中,下列术语具有以下定义:
区块链: 一种管理持续增长的、按序整理成区块并受保护以防篡改的交易记录的分布式账本数据库。分布式账本:不同于传统数据库技术的数字化所有权记录(因不需要中央管理员或中央数据存储);这种账本能在点对点网络的不同节点之间相互复制,且各项交易均由私钥签署。共识机制:区块链或分布式账本技术应用的一种无需依赖中央机构来鉴定和验证某一数值或交易的机制。共识机制是所有区块链和分布式账本应用的基础。节点:保存账本副本的共识网络或服务器的成员或系统,并可担任不同角色,如发出、验证、接收和通知等。概括而言,节点可被视作虚拟机实例。
内容摘要:
1)区块链的基本要素
区块链作为分布式账本的其中一种,将交易以区块的形式进行排序和验证,并施以保护以防篡改。电脑网络通过加密的审计线索来保存和验证交易的共识记录。分布式账本意味着不存在单一的中央机构(如结算所)来验证和执行交易,而参与者的电脑则被用作网络内的节点。
这些节点的部分或全部将按商定算法(即共识机制)来验证,并在合适的情况下,执行拟定交易。这些交易随后被加密并储存于节点的关联区块中,形成审计线索。
由于该技术在参与者的节点上运行,能提供所需保密度,因此交易各方之间无需设置中间人,点与点之间亦无需进行信任验证。在有效执行的情况下,区块链具有快速、保密、可靠和低成本的优势。区块链的核心是参与者之间的共识。共识之所以是关键,是因为在没有中央机构的情况下,参与者必须就规则及其应用方法达成一致;并同意使用这些规则来接受及记录拟定交易。
共识概念:昨日与今天
建立共识当然不是一个新的概念。共识在人类开始群体生活之时便已存在。从最基本的层面上说,共识只是一种让一个多样化团体在不发生冲突的情况下作出决策的方法。根据Edward Shils的“共识理念”,共识的达成需以下三个条件:
– 团体成员共同接受法律、规则和规范
– 团体成员一致认可实施这些法规的机构
– 身份认同或团结意识,这样团体成员才会承认他们就达成的共识而言是平等的。
共识开始时作为社会运作的一个概念,但如今已成为计算机科学的重要组成部分。在过去30多年,电脑世界中的共识机制已从一个抽象概念发展成分布式账本技术的重要支柱。在分布式账本中,共识机制是大部分(或全部)网络成员就某条数据或拟定交易的价值达成一致,并就此对账本进行更新的机制。换言之,共识机制是在参与节点之间管理一系列连贯事实的规则和程序。
共识算法允许关联机器连接起来进行工作,并在某些成员失效的情况下,工作仍能正常进行。这种容错能力是区块链和分布式账本的另一主要优势,并有内置冗余余量以作备用。
共识机制的基本决定参数:
– 去中心化治理:单一中央机构不能提供交易不可改变性。
– 节点结构: 节点通过既定方式来交换信息,可分多个阶段或层级。
– 身份验证:此流程验证参与者的身份。
– 完整性:验证交易的完整性,如通过加密算法。
– 不可否认性:验证假定发送者确实发送了信息。
– 隐私性: 协助确保只有既定接收人才能读取信息。
– 容错性:即使某些节点或服务器失效或运行减慢,网络仍能高效、快速地运行。
– 性能:包括吞吐量、实时性、可扩展性和延迟。
不同共识机制中的参数会存在巨大差异。我们在描述下列特定机制时将分析这些差异。
上述参数的一部分通过加密法中四个主要方法来执行,这四个方法使用数学公式来尝试确保安全性和隐私性。这四种方法包括公钥、私钥、散列法以及分层确定性密钥。
3)区块链适合您的企业吗?
很多金融机构正在设法利用分布式共识机制,但是存在很多挑战。监管繁重,成本也是一个问题,金融服务业整体也在快速变化。在进行大量投资之前,金融机构应考虑一些重要
– 范围:需要考虑哪些因素?
– 交易对手:哪些实体创建并发布交易?
– 流程:今天实施的流程与DCL应用相比如何?业务及数据层面的一致意见/共识如何达成?谁被允许验证交易的有效性?
– 数据:哪些数据需要分享?与谁?什么时候?哪类资产将被转让?应该在何处储存数据?是否需要验证及公证?
– 技术:现存的基本技术格局如何?将受到何种影响?基本的技术成本如何?
– 人员:需要哪些技能及组织变革?
– 监管:该解决方案是否能够帮助我的企业以更有效的方式满足监管要求?
– 行业:是否有行业驱动的时间要求重新聚焦当前业务,更快更具信任地处理事务?
– 业务案例:什么是整体业务案例,包括对事实成本的考虑?投资回报如何?是否有充分的规模效应?
– 性能/安全:解决方案是否满足我的需要?是否满足了我的安全要求?
– 交易记录是否需要引发进一步的事件(智能合同?
报告目录:
抓住机遇 – 区块链及其它
区块链的基本要素
区块链适合您的企业吗?
掌控前方的道路
附录一: 主要术语
附录二: 共识机制评估问卷
附录三: 问卷反馈集锦
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2018年3月,值得收藏的25份报告2018年2月,值得收藏的25份报告
|||||||||||区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等
7:59:41 | 作者:
股友古剑如风
区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链目前被誉为21世纪继互联网之后最具颠覆性的创新技术。2016年以来,各国央行、金融机构、金融科技公司纷纷展开了区块链的应用和技术研究,并取得了丰硕成果。同时区块链技术被认为是继大型机、个人电脑、互联网、移动/社交网络之后计算方式的第五次颠覆式创新,是人类信用进化史上继血亲信用、贵金属信用、央行纸币信用之后的第四个里程碑。区块链技术是下一代云计算的雏形,有望实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。
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