區塊鏈中的基本概念整理

　　區塊鏈本身是由多種技術集合而成，涉及了多方面的內容，而在其組合應用的過程中，同時也產生了很多新的概念。對于這些概念的整理和理解，有助于更加深刻的理解區塊鏈的本質，也可以指導我們如何去偽存真，更好的發揮區塊鏈的價值。

　　***這份材料需要并且會一直更新，將自己所了解的問題以及已有的解決方案進行整理。***

　底層技術

　　根據所承擔功能的不同，區塊鏈可以劃分為數據層、網絡層、安全層、共識層、應用層，有時還會加上激勵層。每一層都會對應不同的技術，包括分布式存儲、網絡通信、密碼學、網絡安全、共識機制、智能合約、經濟模型等。

? ? 分布式存儲

　　分布式存儲指的是區塊鏈底層存儲數據的工作，包括區塊的存儲、k-v數據庫等。區塊一般會以文件的形式存在文件系統上，數據通過k-v數據庫來進行管理，比特幣、以太坊等使用leveldb，fabric可選leveldb以及couchdb，相對而言，couchdb能夠支持更為復雜的富查詢，使用更加方便。

? ? 網絡通信

　　網絡通信用來完成網絡中交易轉發、區塊確認以及各節點之間的數據同步，通常采用p2p的方式，各個節點是對等的。fabric中使用Gossip。

? ? 密碼學

　　密碼學是區塊鏈用到的重要技術之一。最開始，比特幣更多是對橢圓曲線公鑰密碼算法、Ripemd和SHA2數據摘要算法的應用。生成用戶公私鑰、地址用來標示用戶在鏈上的唯一性，保證用戶資產只能有用戶使用；計算交易hash、區塊hash，保證每筆交易、每個區塊的唯一性...隨著區塊鏈的發展，鏈上隱私保護成為關注的熱點，對稱加密、密鑰協商、新型密碼學技術如環簽名、同態加密、零知識證明等開始被廣泛應用在隱私保護方案中，保護用戶隱私數據。

底層平臺	非對稱算法	哈希算法
比特幣	secp256k1	Ripemd、SHA2-256
以太坊	secp256k1	Keccak256、SHA3
Fabric	ECDSAP256	SHA256、SHA384
CITA	secp256k1	Keccak256、SHA3

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? ? 網絡安全

　　網絡安全是一個更大層面的內容。包括隱私保護、智能合約安全、甚至協議安全、系統安全等。現階段，區塊鏈網絡安全方面存在諸多問題，隱私保護方案需要進一步完善，能夠支持在被節點驗證的情況下保護使用者隱私，如引入零知識證明、同態加密、私有賬本等各種新興密碼學技術或者解決方案；智能合約的安全性也存在諸多問題，包括基本的代碼漏洞等，現在已有諸多創業公司（PeckSheild、鏈安等）致力于提高智能合約安全性，推出智能合約安全監測工具；協議安全是指區塊鏈協議本身是否安全，有無理論上的漏洞或者安全性問題；系統安全指的是一個區塊鏈系統在建設過程中可能存在的問題，如代碼實現、系統運行過程中的問題。

? ? 共識機制

　　共識機制是區塊鏈中最核心的內容，是保證區塊鏈去中心、去信任特性的關鍵。常見的共識機制有工作量證明（POW）、權益證明（POS）、拜占庭容錯（PBFT）、簡化版拜占庭容錯（RAFT）等，容錯能力依次降低。

　　POW可以容納一半以下算力時任何錯誤的發生，但是對資源消耗高，共識時間慢，常用于比特幣、以太坊等初期公鏈項目中；

　　POS可以容納一半以下權益時任何錯誤的發生，減少資源消耗，效率提高，但是權益越高權力越大，最終會向集中式發展，EOS項目使用，以太坊也正在逐漸轉向POS；

　　PBFT是聯盟鏈普遍使用的共識算法，可以容納約三分之一的錯誤（3f+1個節點時，容納f個節點出錯），效率相對更高，但是節點數量受限，規模不能過大；

　　RAFT不能容納拜占庭錯誤，基于聯盟鏈參與方之間已有一定的信任基礎，常用于聯盟鏈中。

? ? 智能合約

　　本質上看，智能合約就是在鏈上執行的業務邏輯。智能合約的概念在95時就已經由尼克薩博（Nick Szabo）提出，但是一直沒有合適的執行環境。直到區塊鏈出現，為智能合約提供了一個理想的運行環境。

　　由于不同平臺實現的語言不一樣，支持的虛擬機不同，因此智能合約的實現語言也不一致。

　　以太坊使用solidity，fabric可以使用go、java等。

? ? 經濟模型

　　經濟模塊是區塊鏈中的重要部分，是保證整個系統成功、穩定、安全運行的重要基礎，尤其是公鏈以及分布式應用。良好的經濟模塊可以促使各方都按照系統所設定的正常規則執行，提高作惡的難度，降低作惡的發生，同時獎勵誠實的工作者，讓系統朝著好的一方面發展。

posted on 2019-02-13 15:45 Faquir 閱讀(...) 評論(...) 編輯 收藏

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的区块链中的基本概念整理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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