第三章:区块链学堂

【区块链】:Blockchain,分布式存储、加密算法、共识机制、P2P传输等计算机技术结合的新型应用模式。

【区块】:Block,用于记录区块链系统中数据的存储。

【链】:chain,区块头中通过引用哈希值链接。

【区块链服务】:BAAS,blockchain as a service,区块链即服务。

【分布式】:Decentralized,不依赖中心服务器,分布的计算机资源进行计算处理的模式。

【共识机制】:consensus,区块链中事务达成的分布式共识算法。

【P2P传输】:peer-to-peer P2P,对等互联网网络技术。

【加密算法】:针对数据加密使其成为不可读的一段密文,通过密钥加解密。

【哈希算法】:将任意长度的二进制值映射为较短固定长度的二进制值的一种算法。

【Hash(哈希)】:对输出数据执行散列函数的行为。 这是用于确认货币交易。

【Hash Rate(哈希率)】:采矿钻机的性能测量值以秒为单位表示。

【对称加密】:加密解密使用同一密钥。

【非对称加密】:加解密通过公钥私钥,配对使用。

【公有链】:PublicBlockChains,公共网络中任何个人团体接入,任何节点均可参与共识过程。

【联盟链】:ConsortiumBlockChains,共识过程由预选节点控制,一般为各企业机构互联形成。

【 私有链】:privateBlockChains,私有区块链,数据记录在单一组织机构中,分权限对外开放,一般是单一企业机构构建。

【图灵完备】:turing complete图灵完备是指计算机中一切计算的问题都可以计算,这样的虚拟机或者编程语言称为图灵完备。

【智能合约】:smart contract,部署在区块链系统中,一段合约代码,或一套以数字形式定义的承诺,包括合约参与方可以在其上执行承诺的协议。

【匿名】:unlinkability,中文解释为无关联性。

【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。

【硬分叉】:Hard Fork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,产生硬分叉。

【PBFT】:practical Byzantine fault tolerance,实用拜占庭容错。

【ECC】:椭圆加密算法,一种公钥加密算法。

【SHA】:secure hash algorithm,安全散列算法,NIST发布一系列密码散列函数。

【SPV】:Simplified Payment Verification,简单支付验证。

【Merkle tree】:梅克尔树,merkle tree是计算机数据结构中的一种树。

【DAG】:计算机数据结构中有向无环图。

【DAPP】:去中心化应用。

【Double spending】:双重支付,也称为“双花”。

【ASIC】:“专用集成电路”简称。 通常,与GPU相比,ASIC专门用于挖矿,可能会节省大量能源。

【Bitcoin(比特币)】:Bitcoin是在全球对等网络上运行的第一个去中心化开放源代码的加密货币,不需要中间商和集中式发行商。

【Block Explorer(区块资源管理器)】:区块资源管理器是一种用来来查看区块上的所有交易(过去和当前)在线工具。 它们提供有用的信息,如网络哈希率和交易增长率。

【Block Height(区块高度)】:连接在区块链上的块数。

【Block Reward(积分奖励)】:它是在采矿期间成功计算区块中的哈希的矿工的一种激励形式。 在区块链上的交易验证的过程中产生新的币,并且矿工被奖励其中的一部分。

【Central Ledger(中央帐簿)】:由中央机构维持的分类帐。

【Confirmation(确认)】:去中心化的一次交易,将其添加到blockchain的成功确认。

【Consensus(共识)】:当所有网络参与者同意交易的有效性时,达成共识,确保分布式账本是彼此的精确副本。

【Cryptocurrency(加密货币)】:也称为令牌,加密货币是数字资产的呈现方式。

【Cryptographic Hash Function(加密哈希函数)】:密码哈希产生从可变大小交易输入固定大小和唯一哈希值。 SHA-256计算算法是加密散列的一个例子。

【Dapp(去中心化应用)】:Dapp(去中心化应用程序)是一种开源的应用程序,自动运行,将其数据存储在区块链上,以密码令牌的形式激励,并以显示有价值证明的协议进行操作。

【DAO(去中心化自治组织)】:(Decentralized Autonomous Organizations)去中心化自治组织可以被认为是在没有任何人为干预的情况下运行的公司,并将一切形式的控制交给一套不可破坏的业务规则。

【Distributed Ledger(分布式账本)】:分布式账本,数据通过分布式节点网络进行存储。 分布式账本不是必须具有自己的货币,它可能会被许可和私有。

【Distributed Network(分布式网络)】:处理能力和数据分布在节点上而不是拥有集中式数据中心的一种网络。

【Difficulty(容易程度)】:这是指成功挖掘交易信息的数据块的容易程度。

【Digital Signature(数字加密)】:通过公钥加密生成的数字代码,附加到电子传输的文档以验证其内容和发件人的身份。

【Double Spending(双重支付)】:当花费一笔钱多于一次支付限额时,就会发生双重支付。

【Ethereum(以太坊)】:Ethereum是一个基于blockchain的去中心化运行智能合约的平台,旨在解决与审查,欺诈和第三方干扰相关的问题。

【EVM(以太坊虚拟机)】:Ethereum虚拟机(EVM):是一个图灵完整的虚拟机,允许任何人执行任意EVM字节码。 每个Ethereum节点都运行在EVM上,以保持整个块链的一致性。

【Fork(分支)】:分支可以创建区块链的交叉版本,在网络不同的地方兼容的运行两个区块链。

【Genesis Block(创世区块)】:区块链的第一个区块。

【POW(Proof of Work,工作证明)】:是指获得多少货币,取决于你挖矿贡献的工作量,电脑性能越好,分给你的矿就会越多。

【POS(Proof of Stake,股权证明)】:根据你持有货币的量和时间进行利息分配的制度,在POS模式下,你的“挖矿”收益正比于你的币龄,而与电脑的计算性能无关。

【Hybrid PoS/PoW(混合PoS / PoW)】:混合PoS / PoW可以将网络上的共享分发算法作为共享证明和工作证明。 在这种方法中,可以实现矿工和选民(持有者)之间的平衡,由内部人(持有人)和外部人(矿工)创建一个基于社区的治理体系。

【Mining(挖矿)】:挖矿是验证区块链交易的行为。 验证的必要性通常以货币的形式奖励给矿工。 在这个密码安全的繁荣期间,当正确完成计算,采矿可以是一个有利可图的业务。 通过选择最有效和最适合的硬件和采矿目标,采矿可以产生稳定的被动收入形式。

【Multi-Signature(多重签名)】:多重签名地址需要一个以上的密钥来授权交易,从而增加了一层安全性。

【Node(节点)】:由区块链网络的参与者操作的分类帐的副本。

【Oracles(预言机)】:Oracle通过向智能合约提供数据,它现实世界和区块链之间的桥梁。

【Peer to Peer(点对点)】:对等(P2P)是指在高度互联的网络中,双方之间的去中心化互动或更多的互动。 P2P网络的参与者通过单个调解点直接相互协商。

【Public Address(公用地址)】:公共地址是公钥的密码哈希值。 它们作为可以在任何地方发布的电子邮件地址,与私钥不同。

【Private Key(私钥)】:私钥是一串数据,它是允许您访问特定钱包中的令牌。 它们作为密码,除了地址的所有者之外,都被隐藏。

【Scrypt】:Scrypt是一种由Litecoin使用加密算法。 与SHA256相比,它的速度更快,因为它不会占用很多处理时间。

【SHA-256】:SHA-256是比特币一些列数字货币使用的加密算法。 然而,它使用了大量的计算能力和处理时间,迫使矿工组建采矿池以获取收益。

【Smart Contracts(智能合约)】:智能合约将可编程语言的业务规则编码到区块上,并由网络的参与者实施。

【Soft Fork(软分支)】:软分支与硬分支不同之处在于,只有先前有效的交易才能使其无效。 由于旧节点将新的块识别为有效,所以软分支基本上是向后兼容的。 这种分支需要大多数矿工升级才能执行,而硬分支需要所有节点就新版本达成一致。

【Solidity】:Solidity是Ethereum用于开发智能合约的编程语言。

【Testnet】:开发商使用的测试区块链,它主要是用来防止改变在主链上的资产。

【Transaction Block(交易区块)】:聚集到一个块中的交易的集合,然后可以将其散列并添加到区块链中。

【Transaction Fee(手续费)】:所有的加密货币交易都会涉及到一笔很小的手续费。这些手续费用加起来给矿工在成功处理区块时收到的区块奖励。

【Turing Complete(图灵完备)】:图灵完备是指机器执行任何其他可编程计算机能够执行计算的能力。 一个例子是Ethereum虚拟机(EVM)。

【Wallet(钱包)】:一个包含私钥的文件。 它通常包含一个软件客户端,允许访问查看和创建钱包所设计的特定块链的交易

要设计一个区块链系统架构,首先要针对特定的用户需求和应用场景,选择或者定制最合适的区块链类型。

区块链严格定义上被划分为3种类型:公有链,私有链、和联盟链,但是在实际应用中单一的某种链常常无法满足用户需求,就出现了多种类型的结合,比如私有链+联盟链、联盟链+公有链等不同组合形式,最后产生了侧链和互联链。掌握了这5种区块链类型的各自特点,是理解和设计区块链网络系统架构的基础和核心,其重要性不言而喻。

一:公有链(Public blockchains)

公有链是对所有人公开,用户不需要注册和授权就能够匿名访问网络和区块,任何人都可以自由加入和退出网络,并参与记账和交易。

公有链是真正完全意义上的去中心化区块链,它通过密码学(非对称加密)算法保证了交易的安全性和不可篡改性,在陌生的网络(非安全)环境中,建立了互信和共识机制。在公有链中共识机制一般是工作量证明(POW)和权益证明(POS)。

公有链因为人人可参与,无需授权的特点又被称为非许可链,即不需要验证身份即可参与一切网络活动。目前比特币、以太坊、超级账本、大多数山寨币以及智能合约都是建立在公有链上,其中公有链的始祖是比特币区块链。

公有链适用于数字货币、电子商务、互联网金融、知识产权等应用场景。

二:联盟链(Consortium blockchains)

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”。联盟链上的共识过程由预先选好的节点控制,一般来说,他适用于机构间的交易、结算、或清算等B2B场景。比如人民银行开发一个基于联盟链的结算、清算系统,工建中农等银行作为联盟成员加入这个系统,获得相应的授权,就可以实时进行不同银行之间的实时结算、清算,与现有的中心化系统相比,这样不仅大大提升了结算、清算效率,几乎不需要人工参与,还能大大降低结算、清算成本。联盟链几乎不采用工作量证明共识机制而是采用权益证明或PBTF等共识算法。

联盟链由参与成员机构共同维护,并提供了对参与成员的管理、认证、授权、监控、审计等全套安全管理功能。2015年成立的R3联盟,就是银行业的一个联盟链,目前已加入的成员多达40多个,包括世界著名的银行摩根大通、汇丰、高盛等。

联盟链适用于行业协会、高级别机构组织、大型连锁企业对下属单位和分管机构的交易和监管。

三:私有链(Private blockchain)

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。比如企业内部的办公审批、财务审计;政府行业的预算和执行。私有链的主要价值在于提供安全、可塑源,不可篡改,自动执行,这是传统系统很难同时做到的。

因为私有链加入结点少,所以交易速度快。私有链的交易速度可以比任何其他的区块链都快,甚至接近了并不是一个区块链的常规数据库的速度。而且因为就算少量的节点,也都具有很高的信任度,所以并不需要每个节点来验证一个交易(无需挖矿)。

由于私有链和联盟链都需要授权加入和访问,私有链和联盟链也被称作许可链。

私有链适用于企业、组织内部。

四:侧链(Side Chains)

严格来说侧链不是区块链的一种类型,它只是在现实应用中,开发者对区块链的一种延伸(扩展),而特别取了个绰号。目前,市场上公开的虚拟货币系统,绝大多数都是基于比特币系统进行规则修改或扩展而来,因为比特币的设计规则已十分固定,难以做出较大修改和扩展,于是这些代币系统的开发者门干脆以比特币平台为基础,重构出一条区块链,然后使用新的规则,发布新的虚拟货币,这条重构出来的区块链就被称为侧链。普遍认为能和比特币区块链进行交互,并能与比特币挂钩的区块链就是侧链。

侧链目前主要适用于代币发行。

五:互联链(InteChains)

互联链就是各种不同的区块链之间的互联互通所形成的一个更大的生态区块链。比如电商平台公有链+物流公有链+物流联盟链+银行联盟链 +.....,它们之间的相互协作、通讯、共识、就是一个典型的互联链。

理解区块链的五种类型(严格来讲是三种),是学习区块链、设计区块链系统、甚至分析区块链投资标的的重要一步,路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

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