区块链技术六大核心算法是(区块链技术六大核心算法是什么内容)

随着比特币和莱特币矿机的相继出现，大家已经意识到，没有算法不能开发矿机，通过改进算法也不可能完全防止矿机和矿池的出现。 区块链核心算法一:拜占庭协议拜占庭的故事大概是这样的:拜占庭帝国拥有巨大的财富，10个邻国已经存在很久了，但是拜占庭高墙屹立不倒，没有一个邻国能够成功入侵。 任何单个邻居入侵都会失败，也有可能被其他9个邻居入侵。 拜占庭的防御能力太强了，十个邻国至少有一半同时进攻，才有可能突破。 但是，如果一个或几个邻居自己答应一起进攻，但实际过程背叛了，那么入侵者就可能全部被消灭。 所以双方都小心翼翼，不敢轻易相信邻居。 这就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实时同步的账本。 账本上每个将军的签名都可以验证他的身份。 如果有什么消息不一致，可以知道哪些将军不一致。 虽然有分歧，但只要半数以上同意攻击，少数服从多数，达成共识。 所以，在分布式系统中，虽然有坏人，但是坏人可以做任何事情(不受协议限制)，比如不响应，发送错误消息，向不同的节点发送不同的决策，不同的错误节点联手做坏事。 但是，只要大多数人都是好人，就完全有可能集中达成共识。 区块链核心算法二:非对称加密技术 在上述拜占庭协议中，如果十个将军中的几个同时发送消息，必然会导致系统混乱，导致攻击时间计划不同，行动不一致。 任何人都可以发起攻击性的信息，但是谁来发呢？其实只需要增加一个成本，即一段时间内只有一个节点可以传播信息。 当一个节点发出统一攻击的消息时，每个节点都必须对来自发起者的消息进行签名盖章，以确认自己的身份。 现在的非对称加密技术完全可以解决这个签名问题。 非对称加密算法使用两种不同的密钥进行加密和解密。这两个密钥就是我们经常听到的“公钥”和“私钥”。 公钥和私钥通常成对出现。如果消息是用公钥加密的，则需要对应于公钥的私钥来解密它。类似地，如果消息是用私钥加密的，则需要对应于私钥的公钥来解密它。 区块链核心算法三:容错 我们假设在这个网络中，消息可能会丢失、损坏、延迟和重复发送，接收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:它可以随时加入或退出网络，丢弃消息，伪造消息，停止工作等。，各种人为的或非人为的故障都有可能发生。 该算法为由共识节点组成的共识系统提供了容错能力，兼顾了安全性和可用性，适用于任何网络环境。 区块链核心算法四:Paxos算法(一致性算法)Paxos算法解决了分布式系统如何就某个值(分辨率)达成一致的问题。 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是一致的，并且每个节点执行相同的操作序列，那么它们最终可以获得一致的状态。 为了确保每个节点执行相同的命令序列，需要对每个命令执行“一致性算法”，以确保每个节点看到的命令是一致的。 一个通用的一致性算法可以应用于多种场景，是分布式计算中的一个重要问题。 节点之间的通信有两种模式:共享内存和消息传递。 Paxos算法是一种基于消息传递模型的一致性算法。 区块链核心算法五: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。其实从技术角度来说，PoW可以看作是一个可重用的Hashcash。生成工作负载被证明是一个概率上的随机过程。 在开采新的机密货币和生成区块时，所有参与者必须同意，开采者必须获得区块中所有数据的PoW工作证书。 同时矿工要时刻观察这项工作的调整难度，因为网络要求是平均每10分钟生成一个块。 区块链核心算法六:分布式存储分布式存储是一种数据存储技术，通过网络在每台机器上使用磁盘空，这些分散的存储资源形成一个虚拟的存储设备，数据以去中心化的方式存储在网络的各个角落。 因此，分布式存储技术并不是将完整的数据存储在每一台计算机中，而是将数据切割后存储在不同的计算机中。 这就好比把100个鸡蛋，不放在同一个篮子里，而是放在不同的地方，加起来就是100个鸡蛋。 区块链的算法进化之路 算法进化至于“算法”这个词，目前在国内用户中比较模糊，有时指的是共识机制，比如POW算法、POS算法；有时指特定的哈希算法，如SHA256、SCRYPT。 应该说这是早期从外国资料翻译过来的模糊概念造成的错误，后来其他人纷纷效仿。 共识机制(以前叫证明，现在常用共识)和算法在英文资料中有明确的语义，不能混淆。两者都是区块链科技体系的重要支柱。 所以我们说的“X币使用Y算法”，其实指的是使用什么样的哈希算法，隐含的前提条件是这个币使用POW证明。 只有在POW下讨论选择哪种算法才有意义，算法的各种复杂设计才能体现其有用性。 为什么，中本聪在设计比特币的时候，其实有很多地方要用到哈希函数，比如计算块ID，计算交易ID，构造令牌地址。 我们说的算法具体指的是用哪个哈希函数来计算块ID。所谓算法创新，就是在这个地方下功夫。 另外，在其他任何使用哈希函数的地方，对计算难度没有要求，要选择能快速计算的算法，尤其是在计算事务ID的时候，否则会影响区块链同步速度。 因此，如果选择POS方法，应该使用易于操作的算法来计算块ID。 哈希函数如上所述，我们常说POW算法本质上是一个哈希函数。 哈希函数是个神奇的东西。毫不夸张的说，他奠定了中本聪半壁江山的基础。学习比特币要从学习哈希函数开始。了解哈希函数，然后学习比特币原理，会事半功倍。否则会觉得处处混乱，难以理解。 中本聪还充分利用了哈希函数的所有特性:很多哈希函数已经被设计出来并被广泛使用，但一般哈希函数的安全寿命都不长，被认为安全的算法往往在短时间内就被攻击成功。新的更安全的算法被相继设计出来，每一个被公认为安全可靠的算法都有其严格的审核过程。 在币圈，我们常说某某币发明了某种算法。其实主要是使用那些认证的安全算法，或者单独使用，或者组合使用。 SHA256SHA (Secure Hash Algorithm，译为安全哈希算法):由美国国家安全局(NSA)和美国国家标准与技术研究院(NIST)设计。公布的一系列密码散列函数经历了SHA-0、SHA-1、SHA-2和SHA-3的发展。 2007年，NSA正式宣布面向全球征集新一代(SHA-3)算法设计，2012年公布评选结果。Keccak算法作为唯一的官方标准SHA-3算法最终胜出，但同时进入第三轮评选的还有另外四种算法，分别是:BLAKE，Grø STL， nbspJH和斯凯因，这些算法实际上是非常安全的，它们已经被审查并被各种竞争货币频繁使用。 比特币SHA256算法，属于SHA-2系列，在2008年中本聪发明比特币时，被公认为最安全、最先进的算法之一。 除了地址生成的一个环节使用了REPID-160算法，比特币系统中任何需要哈希运算的地方都使用SHA256。 随着比特币被更多人所知，人们开始好奇中本聪为什么会选择SHA256，同时也对SHA256的安全性发表了各种意见，受到了恰如其分的质疑。到目前为止，还没有公开的证据表明SHA256存在漏洞，SHA256依然坚决抵制捍卫比特币安全的大旗。 当然，我们心里都清楚，没有永远安全的算法，SHA256被取代只是时间问题，中本聪自己也解释了算法升级的必要性和过程。 后来随着显卡的挖矿和矿池的出现，社区开始担心矿池会导致计算能力的集中，违背了中本聪最初“一CPU一票”的设计理念。 那段时间中央集权的焦虑很严重，讨论很激烈。比特币一次次被“秒杀”。直到现在，关于矿池是否违反分权原则的争论还在继续。 无论如何，还是有人把矛头指向SHA256，认为算法太容易导致矿机和池子的出现，并试图寻找更难的算法。 同时，使用SCRYPT算法的Litecoin horizontal 空诞生了。 据说SCRYPT是某著名黑客开发的，但由于没有经过SHA系列等严格的安全审查和全面的论证，一直没有得到广泛应用。 与SHA256算法相比，SCRYPT占用内存更多，计算时间更长，并行计算极其困难，对硬件要求高。 很明显，SCRYPT算法对矿机的抵抗力更强，Litecoin也把挡位时间改成了2.5分钟。在那个山寨币还很少见的年代，莱特币依靠这两项创新取得了*****，长期坐拥山寨币第一的宝座。 后来有人在SCRYPT的基础上稍作修改，形成了SCRYPT–N算法。改进思路都是一样的，都是追求更大的内存消耗和计算时间，从而有效防止ASIC专用矿机。 很快，Litecoin的成功催生了各种算法创新。从2012年到2014年，算法创新一直是社区讨论的热点。每一种使用创新算法的货币都能兴风作浪。 算法的串联重排组合是人类历史上最常用的创新发明方法。 很快，有些人不满足于使用单一的哈希函数。2013年7月，Quark发布，首创使用多轮哈希算法。看似很高，其实很简单，就是对输入数据进行9次哈希函数运算，将上一轮运算的结果作为下一轮运算的输入。 在这9轮哈希中使用了6种加密算法，即BLAKE、BMW、GROESTL、JH、KECCAK和SKEIN。这些都是公认的安全哈希算法，并且已经有现成的实现代码。 这种多轮哈希一出现，就给人一种直观安全有力的感觉，追随者不计其数。 今天价格依然坚挺的DASH(原Darkcoin)更进一步，率先使用了11种加密算法(Blake，BMW，Groestl，JH，Keccak，Skein，Luffa，CubeHash，Shavite，SIMD nbsp；ECHO)，美其名曰X11，其次是X13和X15，都是别人开发的。 s系列算法其实就是一个系列的思想。只要破解了其中一个算法，整个算法就被破解了，就像一条链条，环环相扣。只要其中一环断裂，整个链条就会一分为二。 并行算法是串联的，但其他的是并联的，Heavycoin(HVC)是第一个尝试。 HVC现在在中国不为人知。那时候还是比较出名的。它第一次实现了网络游戏。作者是俄罗斯人。后来不幸英年早逝，引起币圈一片惋惜。 随着比特币和莱特币矿机的相继出现，大家已经意识到，没有算法不能开发矿机，通过改进算法也不可能完全防止矿机和矿池的出现。 另外，从这几年的发展来看，矿池并没有之前想象的那么可怕，甚至有人论证过，矿池并没有被破坏和分散。 然而，除了安全性之外，功率通常伴随着令牌分发功能。从这个角度来说，CPU算法更公平，对用户的门槛更低，这也是算法创新的动力。从Ethash和Equihash的设计来看，目前的算法创新还是集中在追求高内存消耗上。 与此同时，社区在共识机制的探索上也取得了不少成绩。 纵观当前区块链核心技术的整体发展，算法创新的热潮已经消退，但并没有停止。比特币、区块链和算法探索仍在路上。