区块链的基础问题(四)

1、什么是以太坊?

以太坊(Ethereum)是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台。通过其专用加密货币以太币(Ether,又称“以太币”)提供去中心化的虚拟机(称为“以太虚拟机” Ethereum Virtual Machine)来处理点对点合约。

2、 什么是ICO?

ICO(是Initial Coin Offering缩写),首次币发行,源自股票市场的首次公开发行(IPO)概念,是区块链项目首次发行代币,募集比特币、解决以太坊等通用数字货币的行为。

3、区块链如何分类?
目前大部分人认为区块链可以分为三类:公有链、联盟链、私有链。

4、 什么是公有链?

公有链(Public Blockchain)是指任何人都可以随时进入到系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。公有链通常被认为是“完全去中心化”的,因为没有任何个人或者机构可以控制或篡改其中数据的读写。公有链一般会通过代币机制来鼓励参与者竞争记账,来确保数据的安全性。比特币、以太坊都是典型的公有链。

5、什么是联盟链?

联盟链(Consortium Blockchain)是指有若干个机构共同参与管理的区块链,每个机构都运行着一个或多个节点,其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易,并且共同来记录交易数据。联盟链可视为“部分去中心化”,公众可以查阅和交易,但不能验证交易,或不能发布智能合约,需获得联盟许可。Hyperledger Fabric是典型的联盟链。

6、什么是私有链?

私有链(Private Blockchain)指其写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据库管理、审计等,在很多情形下,公共的可读性并非是必须的。

7、到目前为止,区块链的发展的经历了几个阶段?

目前普遍认为有三个阶段:
第一个阶段,或称区块链1.0,以比特币为代表的数字货币领域创新,如货币转移、兑付和支付系统等。
第二个阶段,或称区块链2.0,以智能合约为代表的企业级应用领域,此时更多的是做一些合约方面的创新,是涉及交易方面的商业合同,比如股票、证券的登记、期货、贷款、清算结算等。
第三个阶段,或称区块链3.0,区块链进入社会治理领域,包括了身份认证、公证、仲裁、审计、物流、医疗、签证、投票等领域,应用范围扩大到了整个社会,区块链技术有可能成为“万物互联”的一种最底层的协议。

8、区块链的特点有哪些?

区块链的主要特点有以下几点:
(1)去中心化——无需第三方介入,实现人与人点对点交易和互动。
(2)信息不可篡改——数据信息一旦被写入区块中就不能更改撤销。
(3) 公开透明——极短时间内,区块信息会被复制到网络中的所有区块,实现全网数据同步,每个节点都能回溯交易双方过去的所有交易信息。
(4)集体维护性——在区块链中,是由所有节点共同维护整个区块链信息的可靠和安全性。
(5) 可靠数据库——只有掌握整个系统51%节点,才能对区块链信息进行篡改,这样显然不可能做到,因为整个系统参与者众多,掌握这么多节点成本极高,也无法实现,这样能确保数据的完整性、真实性和安全性。

9、 拜占庭将军问题是什么?

由Leslie Lamport,Robert Shostak和Marshall Pease在其1982年的论文“拜占庭将军问题”中提出的,被称为The Byzantine Generals Problem或者Byzantine Failure。问题大意:在古罗马拜占庭帝国,几位将军带领各自的军队围攻一个城堡,必须有大于一半的军队同时进攻才能取胜。将军们只能通过信使彼此沟通,观察敌人后,将军们必须决定一个共同的行动计划(同时进攻或者同时撤退)。
但是,有些将军可能是叛徒,试图阻止忠诚的将军达成一致。在这种状态下,将军们必须找到一个算法来满足下面两个条件:
(1) 所有忠诚的将军都决定采取相同的行动计划。
忠诚的将军们都会按照算法所说的去做,但是叛徒可以做任何他们想做的事情。该算法必须保证不管叛徒做什么,忠诚的将军能达成一致合理的计划。所以还必须保证:
(2) 少数叛徒不能使忠诚的将军采取坏事计划。
什么是坏事计划,很难形式化,在这里进行简化定义为:每个忠诚的将军都正确的表达了自己的意思。不会因为叛徒的捣乱,让别的将军认为忠诚的将军是叛徒。
至此,我们将拜占庭将军问题简化成了:所有忠诚的将军都能够让别的将军接收到自己的真实意图,并最终一致行动。而形式化的要求就是,“一致性”与“正确性”。这个算法称为拜占庭容错算法,并不容易实现。直到1999年,Miguel Castro和BarbaraLiskov提出了实用拜占庭容错算法(PBFT),能够实现只要叛徒不超过三分之一,忠诚的将军们就一定能达成一致结果。

10、 比特币区块链中如何解决拜占庭将军问题呢?

中本聪发明的比特币,对解决拜占庭将军问题提出了一种全新的思路,它就是PoW(Proof of Work) 工作量证明共识机制。在拜占庭将军问题中,如果将军们几乎同时发起消息,势必会造成混乱,造成各说各的攻击时间方案,行动难以一致。中本聪巧妙地在系统加入了发送信息的成本,降低了信息传递的速率。即:一段时间内(10分钟)只有一个节点可以传播信息。它加入的成本就是工作量,节点必须完成一个计算工作才能向其他将军传播消息,当然,谁第一个完成工作,谁才能传播消息。也就是比特币网络中每10分钟产生一个新的区块,每10分钟才广播一条消息,同时消息是签名加密的。通过PoW机制,一个节点必须经过大量尝试性计算才能得出一个结果,而其它节点只需极少的时间就能证明其真伪,这样能够减少垃圾消息、假消息在节点间传播的状况。另外,在PoW共识机制下,如果要做叛徒,攻击整个网络,需要付出相应的成本,就是要掌握整个网络50%以上的算力。换句话说,有50%以上的叛徒才行,这是比PBFT高得多的容错率,而且大家可以想象一下这是多高的成本。如果真的掌握那么大的算力的话,用这些算力维护网络(诚实地挖矿)获得的收益其实会远高于破坏网络。用工作量证明、加密等技术,使比特币网络从一个去中心化的不可信网络变为可信网络,使所有参与者可以在某些事情上达成一致,使价值传递成为了可能。比特币创造性的解决了拜占庭将军问题。

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