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當(dāng)下最火熱的互聯(lián)網(wǎng)話題是什么，不用小編說也知道，那就是區(qū)塊鏈技術(shù)，不過不少朋友只是聽說過這個(gè)技術(shù)，對(duì)其并沒有過多的深入理解，那么區(qū)塊鏈技術(shù)有哪些？下面裝修之家裝修網(wǎng)小編將為大家?guī)韰^(qū)塊鏈核心技術(shù)介紹，以作大家參考之用。
區(qū)塊鏈技術(shù)核心有哪些？
區(qū)塊鏈技術(shù)可以是一個(gè)公開的分類賬（任何人都可以看到），也可以是一個(gè)受許可的網(wǎng)絡(luò)（只有那些被授權(quán)的人可以看到），它解決了供應(yīng)鏈的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗且粋€(gè)不可改變的記錄，在網(wǎng)絡(luò)參與者之間共享并實(shí)時(shí)更新。
區(qū)塊鏈技術(shù)----數(shù)據(jù)層：設(shè)計(jì)賬本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
核心技術(shù)1、區(qū)塊 + 鏈：
從技術(shù)上來講，區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，反映了一筆交易的資金流向。系統(tǒng)中已經(jīng)達(dá)成的交易的區(qū)塊連接在一起形成了一條主鏈，所有參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)都記錄了主鏈或主鏈的一部分。
每個(gè)區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊體組成，區(qū)塊體只負(fù)責(zé)記錄前一段時(shí)間內(nèi)的所有交易信息，主要包括交易數(shù)量和交易詳情；區(qū)塊頭則封裝了當(dāng)前的版本號(hào)、前一區(qū)塊地址、時(shí)間戳（記錄該區(qū)塊產(chǎn)生的時(shí)間，精確到秒）、隨機(jī)數(shù)（記錄解密該區(qū)塊相關(guān)數(shù)學(xué)題的答案的值）、當(dāng)前區(qū)塊的目標(biāo)哈希值、Merkle數(shù)的根值等信息。從結(jié)構(gòu)來看，區(qū)塊鏈的大部分功能都由區(qū)塊頭實(shí)現(xiàn)。
核心技術(shù)2、哈希函數(shù)：
哈希函數(shù)可將任意長度的資料經(jīng)由Hash算法轉(zhuǎn)換為一組固定長度的代碼，原理是基于一種密碼學(xué)上的單向哈希函數(shù)，這種函數(shù)很容易被驗(yàn)證，但是卻很難破解。通常業(yè)界使用y =hash(x)的方式進(jìn)行表示，該哈希函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)x進(jìn)行運(yùn)算計(jì)算出一個(gè)哈希值y。
常使用的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256算法為例，將任何一串?dāng)?shù)據(jù)輸入到SHA256將得到一個(gè)256位的Hash值（散列值）。其特點(diǎn)：相同的數(shù)據(jù)輸入將得到相同的結(jié)果。輸入數(shù)據(jù)只要稍有變化（比如一個(gè)1變成了0）則將得到一個(gè)完全不同的結(jié)果，且結(jié)果無法事先預(yù)知。正向計(jì)算（由數(shù)據(jù)計(jì)算其對(duì)應(yīng)的Hash值）十分容易。逆向計(jì)算（破解）極其困難，在當(dāng)前科技條件下被視作不可能。
核心技術(shù)3、Merkle樹：
Merkle樹是一種哈希二叉樹，使用它可以快速校驗(yàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的完整性。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，Merkle 樹被用來歸納一個(gè)區(qū)塊中的所有交易信息，最終生成這個(gè)區(qū)塊所有交易信息的一個(gè)統(tǒng)一的哈希值，區(qū)塊中任何一筆交易信息的改變都會(huì)使得Merkle 樹改變。
核心技術(shù)4、非對(duì)稱加密算法：
非對(duì)稱加密算法是一種密鑰的保密方法，需要兩個(gè)密鑰：公鑰和私鑰。公鑰與私鑰是一對(duì)，如果用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私鑰才能解密，從而獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)價(jià)值；如果用私鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，那么只有用對(duì)應(yīng)的公鑰才能驗(yàn)證簽名，驗(yàn)證信息的發(fā)出者是私鑰持有者。
因?yàn)榧用芎徒饷苁褂玫氖莾蓚€(gè)不同的密鑰，所以這種算法叫做非對(duì)稱加密算法，而對(duì)稱加密在加密與解密的過程中使用的是同一把密鑰。
區(qū)塊鏈技術(shù)----網(wǎng)絡(luò)層：實(shí)現(xiàn)記賬節(jié)點(diǎn)的去中心化
核心技術(shù)5、P2P網(wǎng)絡(luò)：
P2P網(wǎng)絡(luò)（對(duì)等網(wǎng)絡(luò)），又稱點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)，是沒有中心服務(wù)器、依靠用戶群交換信息的互聯(lián)網(wǎng)體系。與有中心服務(wù)器的中央網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)用戶端既是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，也有服務(wù)器的功能。國內(nèi)的迅雷軟件采用的就是P2P技術(shù)。P2P網(wǎng)絡(luò)其具有去中心化與健壯性等特點(diǎn)。
區(qū)塊鏈技術(shù)----共識(shí)層：調(diào)配記賬節(jié)點(diǎn)的任務(wù)負(fù)載
核心技術(shù)6、共識(shí)機(jī)制：
共識(shí)機(jī)制，就是所有記賬節(jié)點(diǎn)之間如何達(dá)成共識(shí)，去認(rèn)定一個(gè)記錄的有效性，這既是認(rèn)定的手段，也是防止篡改的手段。目前主要有四大類共識(shí)機(jī)制：PoW、PoS、DPoS和分布式一致性算法。
PoW（Proofof Work，工作量證明）：PoW機(jī)制，也就是像比特幣的挖礦機(jī)制，礦工通過把網(wǎng)絡(luò)尚未記錄的現(xiàn)有交易打包到一個(gè)區(qū)塊，然后不斷遍歷嘗試來尋找一個(gè)隨機(jī)數(shù)，使得新區(qū)塊加上隨機(jī)數(shù)的哈希值滿足一定的難度條件。找到滿足條件的隨機(jī)數(shù)，就相當(dāng)于確定了區(qū)塊鏈最新的一個(gè)區(qū)塊，也相當(dāng)于獲得了區(qū)塊鏈的本輪記賬權(quán)。礦工把滿足挖礦難度條件的區(qū)塊在網(wǎng)絡(luò)中廣播出去，全網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)在驗(yàn)證該區(qū)塊滿足挖礦難度條件，同時(shí)區(qū)塊里的交易數(shù)據(jù)符合協(xié)議規(guī)范后，將各自把該區(qū)塊鏈接到自己版本的區(qū)塊鏈上，從而在全網(wǎng)形成對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的共識(shí)。
PoS（Proofof Stake，權(quán)益證明）：PoS機(jī)制，要求節(jié)點(diǎn)提供擁有一定數(shù)量的代幣證明來獲取競爭區(qū)塊鏈記賬權(quán)的一種分布式共識(shí)機(jī)制。如果單純依靠代幣余額來決定記賬者必然使得富有者勝出，導(dǎo)致記賬權(quán)的中心化，降低共識(shí)的公正性，因此不同的PoS機(jī)制在權(quán)益證明的基礎(chǔ)上，采用不同方式來增加記賬權(quán)的隨機(jī)性來避免中心化。例如點(diǎn)點(diǎn)幣（Peer Coin）PoS機(jī)制中，擁有最多鏈齡長的比特幣獲得記賬權(quán)的幾率就越大。NXT和Blackcoin則采用一個(gè)公式來預(yù)測下一記賬的節(jié)點(diǎn)。擁有多的代幣被選為記賬節(jié)點(diǎn)的概率就會(huì)大。未來以太坊也會(huì)從目前的PoW機(jī)制轉(zhuǎn)換到PoS機(jī)制，從目前看到的資料看，以太坊的PoS機(jī)制將采用節(jié)點(diǎn)下賭注來賭下一個(gè)區(qū)塊，賭中者有額外以太幣獎(jiǎng)，賭不中者會(huì)被扣以太幣的方式來達(dá)成下一區(qū)塊的共識(shí)。
DPoS（DelegatedProof-Of-Stake，股份授權(quán)證明）：DPoS很容易理解，類似于現(xiàn)代企業(yè)董事會(huì)制度。比特股采用的DPoS機(jī)制是由持股者投票選出一定數(shù)量的見證人，每個(gè)見證人按序有兩秒的權(quán)限時(shí)間生成區(qū)塊，若見證人在給定的時(shí)間片不能生成區(qū)塊，區(qū)塊生成權(quán)限交給下一個(gè)時(shí)間片對(duì)應(yīng)的見證人。持股人可以隨時(shí)通過投票更換這些見證人。DPoS的這種設(shè)計(jì)使得區(qū)塊的生成更為快速，也更加節(jié)能。
分布式一致性算法：分布式一致性算法是基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術(shù)。其中有分為解決拜占庭將軍問題的拜占庭容錯(cuò)算法，如PBFT（拜占庭容錯(cuò)算法）。另外解決非拜占庭問題的分布式一致性算法（Pasox、Raft），詳細(xì)算法本文不做說明。該類算法目前是聯(lián)盟鏈和私有鏈場景中常用的共識(shí)機(jī)制。
綜合來看， POW適合應(yīng)用于公鏈，如果搭建私鏈，因?yàn)椴淮嬖隍?yàn)證節(jié)點(diǎn)的信任問題，可以采用POS比較合適；而聯(lián)盟鏈由于存在不可信局部節(jié)點(diǎn)，采用DPOS比較合適。
區(qū)塊鏈技術(shù)----激勵(lì)層：制定記賬節(jié)點(diǎn)的"薪酬體系"
核心技術(shù)7、發(fā)行機(jī)制和激勵(lì)機(jī)制：
以比特幣為例。比特幣最開始由系統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)給那些創(chuàng)建新區(qū)塊的礦工，該獎(jiǎng)勵(lì)大約每四年減半。剛開始每記錄一個(gè)新區(qū)塊，獎(jiǎng)勵(lì)礦工50個(gè)比特幣，該獎(jiǎng)勵(lì)大約每四年減半。依次類推，到公元2140年左右，新創(chuàng)建區(qū)塊就沒有系統(tǒng)所給予的獎(jiǎng)勵(lì)了。屆時(shí)比特幣全量約為2100萬個(gè)，這就是比特幣的總量，所以不會(huì)無限增加下去。
另外一個(gè)激勵(lì)的來源則是交易費(fèi)。新創(chuàng)建區(qū)塊沒有系統(tǒng)的獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)，礦工的收益會(huì)由系統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)變?yōu)槭杖〗灰资掷m(xù)費(fèi)。例如，你在轉(zhuǎn)賬時(shí)可以指定其中1%作為手續(xù)費(fèi)支付給記錄區(qū)塊的礦工。如果某筆交易的輸出值小于輸入值，那么差額就是交易費(fèi)，該交易費(fèi)將被增加到該區(qū)塊的激勵(lì)中。只要既定數(shù)量的電子貨幣已經(jīng)進(jìn)入流通，那么激勵(lì)機(jī)制就可以逐漸轉(zhuǎn)換為完全依靠交易費(fèi)，那么就不必再發(fā)行新的貨幣。
區(qū)塊鏈技術(shù)----合約層：賦予賬本可編程的特性
核心技術(shù)8、智能合約：
智能合約是一組情景應(yīng)對(duì)型的程序化規(guī)則和邏輯，是通過部署在區(qū)塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實(shí)現(xiàn)的。通常情況下，智能合約經(jīng)各方簽署后，以程序代碼的形式附著在區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)上，經(jīng)P2P網(wǎng)絡(luò)傳播和節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證后記入?yún)^(qū)塊鏈的特定區(qū)塊中。智能合約封裝了預(yù)定義的若干狀態(tài)及轉(zhuǎn)換規(guī)則、觸發(fā)合約執(zhí)行的情景、特定情景下的應(yīng)對(duì)行動(dòng)等。區(qū)塊鏈可實(shí)時(shí)監(jiān)控智能合約的狀態(tài)，并通過核查外部數(shù)據(jù)源、確認(rèn)滿足特定觸發(fā)條件后激活并執(zhí)行合約。
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