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区块链有哪些算法?区块链技术六大核心算法详细说明

最近,经过一段混乱的加密货币时期,区块链再次流行起来,引起了各方的极大关注,成为资本市场和各个领域的焦点,甚至朋友圈的讨论和分享也令人眼花缭乱。那么,区块链到底是什么呢?区块链的核心算法是什么?

区块链核心算法1:拜占庭协议

拜占庭的故事可能是这样说的:拜占庭帝国拥有巨大的财富,周围的10个邻国诞生了很长一段时间,但拜占庭的高墙矗立着,就像金汤一样,没有一个单独的邻国能够成功入侵。任何单一的邻国入侵都将失败,也可能被其他9个邻国入侵。拜占庭帝国的防御能力如此强大,至少十个邻国中有一半同时进攻以取得突破。然而,如果一个或几个邻国同意一起进攻,但背叛了实际过程,入侵者可能会被歼灭。所以每个人都非常小心,不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军的问题。

在这个分布式网络中:每个将军的新手都有一个与其他将军同步的实时新闻书。每个将军的签名都可以验证身份。如果有不一致的消息,你可以知道哪些将军不一致。虽然有消息不一致,但只要超过一半同意进攻,少数服从多数,达成共识。

因此,在分布式系统中,虽然有坏人,但坏人可以做任何事情(不受影响)protocol限制),如不响应、发送错误信息、向不同节点发送不同决策、联合不同节点做坏事等。然而,只要大多数人都是好人,就完全有可能分散共识。

非对称加密技术

在上述拜占庭协议中,如果10名将军中的几名同时发起消息,将不可避免地导致系统混乱和攻击时间计划,行动难以一致。每个人都可以发起攻击信息,但谁会发送攻击信息呢?事实上,这只需要增加一个成本,即只有一个节点可以在一段时间内传输信息。当一个节点发送统一的攻击信息时,每个节点必须签署并盖章发起人的信息,以确认其身份。

今天,非对称加密技术可以完全解决签名问题。不同的两个密钥用于非对称加密算法的加密和解密,这是我们经常听到的公钥和私钥。公钥和私钥通常成对出现。如果新闻用公钥加密,则需要解密公钥对应的私钥;同样,如果新闻用私钥加密,则需要解密私钥对应的公钥。

区块链核心算法3:容错问题

我们假设在这个网络中,新闻可能会丢失、损坏、延迟和重复发送,接受的顺序与发送的顺序不一致。此外,节点的行为可以是任意的:可以随时添加或退出网络,可以丢弃信息、伪造信息、停止工作等,也可能发生各种人为或非人为故障。我们的算法包括适用于任何网络环境的安全性和可用性。

区块链核心算法4:Paxos算法(一致性算法)

Paxos算法解决的问题是分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是,在分布式数据库系统中,如果每个节点的初始状态相同,每个节点执行相同的操作序列,它们最终可以得到一个相同的状态。为了确保每个节点执行相同的命令序列,需要在每个节点上执行一致性算法,以确保每个节点看到的命令的一致性。分布式计算中的一个重要问题是多场景,这是分布式计算中的一个重要问题。节点通信有两种模式:共享内存和信息传输。Paxos算法是基于信息传输模型的一致性算法。

区块链核心算法5:共识机制

区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。以比特币为例。事实上,从技术的角度来看,我们可以PoW重复使用Hashcash,生成工作量证明是概率的随机过程。开发新短期货币投机率最高的方法是新手机秘密货币。在生成块时,必须得到所有参与者的同意,矿主必须在块中获得所有数据PoW工作证明。同时,由于平均每10分钟生成一个块,矿山总是观察和调整这项工作的难度。

区块链核心算法6:分布式存储

分布式存储是一种数据存储技术,利用每台机器上的磁盘空间将这些分散的存储资源形成虚拟存储设备,并将数据分散存储在网络的每个角落。因此,分布式存储技术并不是每台计算机都存储完整的数据,而是切割数据并存储在不同的计算机中。就像存储100个鸡蛋一样,不是在同一个篮子里,而是在不同的地方。

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