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区块链的核心算法是什么?区块链技术核心算法详细说明

近年来,加密货币的经验“混乱时期”之后,区块链再次流行起来,吸引了各方对新手必备的九项技能的极大关注,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,区块链的核心算法是什么呢?接下来,让我们来介绍一下。

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【一】:拜占庭协议

拜占庭的故事可能是这样的: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。任何邻国的入侵都将失败,并可能被其他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,但在实际过程中出现背叛,入侵者可能会被歼灭。所以每个人都很小心,我不敢轻易相信邻国。这是拜占庭将军的问题。

在这个分布式网络中,每个将军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。虽然有不一致的消息,但只要超过一半同意进攻,少数人服从大多数,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,也就是说,只有一个节点可以在几分钟内传播信件投机k线息。当某个节点发出统一攻击的消息时,每个节点必须签字盖章,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。非对称加密算法的加密和解密采用两种不同的密钥,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。如果消息用公钥加密,则需要解密公钥对应的私钥;同样,如果消息用私钥加密,则需要解密私钥对应的公钥。

【三】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。

【四】: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。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,它们最终可以获得相同的状态。确保每个节点执行相同的命令序列,每个指令都需要执行一个“一致性算法”确保每个节点看到的指令的一致性。一般的一致性算法可以应用于许多场景,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。

【五】: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。在开采新的机密货币和生成块时,必须得到所有参与者的同意,矿主必须得到块中的所有数据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。

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,数据分散存储在网络的每个角落。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,总共有100个。

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