区块链
货币的历史
结绳记事->物物交换
贝壳->金银铜铁
纸币、塑料
电子货币:和实际RMB一一对应,以电子形式交付的货币(储蓄卡,银行卡、支付宝余额等)
虚拟货币:只适用于特定应用场景。(如,游戏币、积分)
数字货币:电子货币形式的替代货币。包括数字金币(和黄金对应)和密码货币(不依赖具体实物)。能被用于真实的商品和服务交易,而不局限在网络游戏中。(比特币等)
鉴于国家还未允许数字货币交易,所以比特币等数字货币现在一般被叫做通证、加密币、代币、数字资产等。
区块链
和比特币的关系
先有比特币,后有区块链。区块链是比特币中提取某些特征后产生的一种技术,其应用的真实价值远超过电子货币。比特币是区块链的一种实际应用。
产生背景
有商业价值:现有隐私保护和安全机制不可靠且成本高,产生信任危机。
个人信任->制度信任->机器信任
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对中心化记账模式的质疑:
- 容错性差:单一第三方,所以一旦丢失或者被篡改无法找回,不够安全
- 安全性差:信息掌握在第三方中心手中,不够公开透明,且信息易泄露(第三方没有尽责保护用户隐私,而是利用)
- 成本高:转账成本和安全维护成本都比较高
- 区块链的优点:
- 增强容错性:分布式网络极其鲁棒,能够容忍部分节点的异常状态;
- 增强安全性:一致提交后的数据会一直存在,不可被销毁或修改;密码学保证了数据隐私,即便数据泄露,也无法解析
- 降低成本:更短的时间、更少的人力,降低维护成本
定义
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文字描述
中国区块链技术和产业发展论坛的定义: 区块链是分布式数据存储、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。(技术不新颖,但是技术组合新颖)
MBA智库的定义:通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。通俗一点说,区块链技术就指一种全民参与记账的方式。 -
技术描述
- 比特币的区块链账本里记录的是一笔又一笔的交易,每笔交易都有若干交易输入,也就是资金来源,也都有若干笔交易输出,也就是资金去向。一般来说,每一笔交易都要花费(spend)一笔输入,产生一笔输出,而其所产生的输出,就是“未花费过的交易输出”,也就是 UTXO。
- 比特币交易遵守几个规则。第一,除了 coinbase 交易之外,所有的资金来源都必须来自前面某一个或者几个交易的 UTXO,就像接水管一样,一个接一个,此出彼入,此入彼出,生生不息,钱就在交易之间流动起来了。
第二,任何一笔交易的交易输入总量必须等于交易输出总量,等式两边必须配平。
技术特点
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分布式账本
- 优点: 公开透明可审计,篡改难度高,安全性高
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P2P传输
去中心化,买卖双方直接交易。
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好处:
便捷,节约资源;
排除了中心化代理控制的风险。
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共识机制
目的: 解决由谁来构造区块,以及如何维护区块链统一的问题。
分类:Pow(工作量证明机制)、PoS(权益证明)、DPoS(股份授权证明机制)
PoS:最早在 2013 年被提出。将PoW中的算力改为系统权益,持有代币的数量和时长来决定你获得记账权的机率。类似于股票的分红制度,持有股权相对多的人能够获得更多的分红。
DPoS:与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。
激励机制
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加密机制
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hash函数:
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特点
- 格式处理:输入长度任意,输出长度固定
- 冲突避免:不同输入几乎不可能得到相同输出
- 输入敏感:输入稍微变化,输出变化巨大
- 正向快速、逆向困难:给定明文和 hash 算法,在有限时间和有限资源内能计算出 hash 值。给定(若干) hash 值,在有限时间内很难(基本不可能)逆推出明文
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作用
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简化信息
很好理解,哈希后的信息变短了。 -
标识信息
可以使用AC4635D34DEF来标识原始信息,摘要信息也称为原始信息的id。 -
隐匿信息
账本是AC4635D34DEF这样一条记录,原始信息被隐匿。 -
验证信息
假如李四在还款时欺骗说,张三只借给李四10万,双方可以用AC4635D34DEF来验证原始信息
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简化信息
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特点
数字签名
区块链上的数字货币本身是不加密,加密的是账户,每个账户都具有成对的公私钥,每个账户进行货币转移时都需要用自己的私钥对交易进行数字签名,全网通过公钥对交易进行所有权验证,区块链从密码学的角度解决了货币本身所有权的问题;
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分类
- 公共链
世界上任何个体或者团体都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。像比特币、以太坊. - 联盟链
联盟链仅限于联盟成员,因其只针对成员开放全部或部分功能,所以联盟链上的读写权限、以及记账规则都按联盟规则。来“私人定制”。
适用于机构间的交易、结算、或清算等B2B场景。 - 私有链
私有链对单独的个人或实体开放,仅在私有组织,比如公司内部使用,私有链上的读写权限,参与记账的权限都由私有组织来制定。
问题
类两军问题
信道不可靠 信息丢失 而产生的通信 链路建立 问题
信道不可靠,但信息不会被篡改——无法确认两方协商的信息是否均达到对方
拜占庭将军问题
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定义:
网络协作决策中存在叛徒或错误而导致的分布式系统接收信息的 一致性和正确性 问题。 -
特点:
信道可靠,但信息可能被篡改或出错——多方收到的信息是否一致、正确。 -
拜占庭容错:
假始那些忠诚(或是没有出错)的将军仍然能通过多数决定来决定他们的战略,便称达到了拜占庭容错。 -
解决方法:
因为错误(如不正常的电压)和叛徒(如故意发送错误信息)会影响加密过程,所以密码学和数字签名算法不能解决这个问题。
双花
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产生原因:
同一笔钱,同时进行两笔交易,即第一笔交易还没处理完,就进行第二笔交易,使得第一笔交易确认,卖家交付商品后,由于第二笔交易处于最长链而使得第一笔交易被取消,第一笔诈骗成功,第二笔交易合理的现象。
这在中心第三方系统中不会出现(交易总是一笔一笔地处理),在分布式系统中容易出现 (向一部分节点发送第一笔交易,向另一部分节点发送第二笔交易)。 -
解决方法
在一笔交易确认后,也就是一个block被记下来之后,再等5个block,也就是等6个block被确认后再把交易对应的商品交付。这样,诈骗者还能追上的概率就几乎为0了。除非诈骗者掌握了全网50%以上的计算力
分叉
因比特币协议的突发改变而导致的兼容性的问题。
硬分叉:区块链发生永久性分歧,在新共识规则发布后,部分没有升级的节点无法验证已经升级的节点生产的区块,通常硬分叉就会发生。
软分叉:当新共识规则发布后,没有升级的节点会因为不知道新共识规则下,而生产不合法的区块,就会产生临时性分叉。
一些基本名词
地址
收款人的公钥是通过数字指纹代表的,称之为比特币地址
钱包
交易所
UTXO
Unspent Transaction Output,Transaction 被简称为 TX,所以这个短语缩写为 UTXO
Z
account Model
智能合约
gas&fees
时间戳
- 定义:时间戳是一份能够表示一份数据在一个特定时间点已经
存在
的完整的可验证
的数据。 - 用途:时间戳在区块链中扮演公证人的角色,而且比传统的公证制度更为可信,因为区块链上记录的信息无法被任何人以任何方式修改。
因为运用了时间戳,区块链技术很适合用于知识产权保护等领域。
应用
金融服务: 区块链带来的潜在优势包括降低交易成本、减少跨组织交易风险等。该领域的区块链应用目前最受关注,全球不少银行和金融交易机构都是主力推动者。部分投资机构也在应用区块链技术降低管理成本和管控风险。从另一方面,要注意可能引发的问题和风险。例如,DAO(Decentralized Autonomous Organization 是史上最大的一次众筹活动,基于区块链技术确保资金的管理和投放)这样的众筹实验,提醒应用者在业务和运营层面都要谨慎处理。
征信和权属管理: 征信和权属的数字化管理是大型社交平台和保险公司都梦寐以求的。目前该领域的主要技术问题包括缺乏足够的数据和分析能力;缺乏可靠的平台支持以及有效的数据整合管理等。区块链被认为可以促进数据交易和流动,提供安全可靠的支持。征信行业的门槛比较高,需要多方资源共同推动。
资源共享: 以 Airbnb 为代表的分享经济公司将欢迎去中心化应用,可以降低管理成本。该领域主题相对集中,设计空间大,受到大量的投资关注。
贸易管理: 区块链技术可以帮助自动化国际贸易和物流供应链领域中繁琐的手续和流程。基于区块链设计的贸易管理方案会为参与的多方企业带来极大的便利。另外,贸易中销售和法律合同的数字化、货物监控与检测、实时支付等方向都可能成为创业公司的突破口。
物联网: 物联网也是很适合应用区块链技术的一个领域,预计未来几年内会有大量应用出现,特别是租赁、物流等特定场景,都是很合适结合区块链技术的场景。但目前阶段,物联网自身的技术局限将造成短期内不会出现大规模应用
比特币
- 来源:比特币的电子现金系统:中本聪的论文。
- 目的:反对*,反对铸币税。
- 方法:去中心化,电子化
- 优点:节省成本,提高交易或投资效率,提升经济交易活动的便利性和透明度。
- 交易过程:
1.比特币的当前所有者在交易中提交其公钥和签名
2.
3.
注意:所有人都可以通过付款方提交的公钥和签名验证该交易是否有效,即确认支付者在该时刻对所交易的比特币拥有所有权。
铸币税,货币面值与创造货币所需成本之间的差额,是*拥有印制货币的垄断权而能获得的收入。当一国实际货币需求增加时, 通过增发货币进入流通, 给*提供了某些免费的资源, 这种购买力的收益, 就是铸币税的含义。
如:*银行印制一张有多重防伪设计,且质感极佳的新台币1000元纸钞,而平均成本只有10元,那么,剩下的990元购买力,就由*银行或有发行权者独享,称为铸币税。
以太坊
区块链2.0的典型代表,主要实现了智能合约的功能,开发人员可以在以太坊平台建立和发布各种分布式应用,这些应用,其实就是合约,智能合约说白了其实就是当达到某条件时会自动执行的代码。很多ICO的代币就是在以太坊平台上创建的应用。
EOS
参考文献
https://wiki.mbalib.com/wiki/%E5%8C%BA%E5%9D%97%E9%93%BE 区块链定义
https://www.zhihu.com/question/53385152—共识机制
http://bjiebtc.com/qukuailian-gongshijizhi/—共识机制
https://www.zhihu.com/question/22369364/answer/150914383—POS分叉
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25692826—双花
https://www.jianshu.com/p/9af12653446c—双花
https://wallstreetcn.com/articles/338061—拜占庭将军问题,类两军问题
https://juejin.im/post/5a73f73b5188257a8211001a—拜占庭将军问题的产生
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8B%9C%E5%8D%A0%E5%BA%AD%E5%B0%86%E5%86%9B%E9%97%AE%E9%A2%98—拜占庭将军问题不可用密码学解决
https://yeasy.gitbooks.io/blockchain_guide/content/scenario/overview.html—区块链应用
https://learnblockchain.cn/2017/10/25/whatbc/—hash函数
https://www.zhihu.com/question/283013589—hash函数
https://blog.****.net/s_lisheng/article/details/77937202—hash函数的特点
https://zhuanlan.zhihu.com/p/28300379—硬分叉和软分叉
https://cloud.tencent.com/developer/article/1020112—私有链 联盟链 公有链
https://www.wdzj.com/news/yc/2304828.html—区块链的产生过程
https://www.jianshu.com/p/870f6335d0af—区块链的产生过程
http://8btc.com/article-4381-1.html—UTXO