Ⅰ 區塊鏈技術的六大核心演算法
區塊鏈技術的六大核心演算法
區塊鏈核心演算法一:拜占庭協定
拜占庭的故事大概是這么說的:拜占庭帝國擁有巨大的財富,周圍10個鄰邦垂誕已久,但拜占庭高牆聳立,固若金湯,沒有一個單獨的鄰邦能夠成功入侵。任何單個鄰邦入侵的都會失敗,同時也有可能自身被其他9個鄰邦入侵。拜占庭帝國防禦能力如此之強,至少要有十個鄰邦中的一半以上同時進攻,才有可能攻破。然而,如果其中的一個或者幾個鄰邦本身答應好一起進攻,但實際過程出現背叛,那麼入侵者可能都會被殲滅。於是每一方都小心行事,不敢輕易相信鄰國。這就是拜占庭將軍問題。
在這個分布式網路里:每個將軍都有一份實時與其他將軍同步的消息賬本。賬本里有每個將軍的簽名都是可以驗證身份的。如果有哪些消息不一致,可以知道消息不一致的是哪些將軍。盡管有消息不一致的,只要超過半數同意進攻,少數服從多數,共識達成。
由此,在一個分布式的系統中,盡管有壞人,壞人可以做任意事情(不受protocol限制),比如不響應、發送錯誤信息、對不同節點發送不同決定、不同錯誤節點聯合起來干壞事等等。但是,只要大多數人是好人,就完全有可能去中心化地實現共識
區塊鏈核心演算法二:非對稱加密技術
在上述拜占庭協定中,如果10個將軍中的幾個同時發起消息,勢必會造成系統的混亂,造成各說各的攻擊時間方案,行動難以一致。誰都可以發起進攻的信息,但由誰來發出呢?其實這只要加入一個成本就可以了,即:一段時間內只有一個節點可以傳播信息。當某個節點發出統一進攻的消息後,各個節點收到發起者的消息必須簽名蓋章,確認各自的身份。
在如今看來,非對稱加密技術完全可以解決這個簽名問題。非對稱加密演算法的加密和解密使用不同的兩個密鑰.這兩個密鑰就是我們經常聽到的」公鑰」和」私鑰」。公鑰和私鑰一般成對出現, 如果消息使用公鑰加密,那麼需要該公鑰對應的私鑰才能解密; 同樣,如果消息使用私鑰加密,那麼需要該私鑰對應的公鑰才能解密。
區塊鏈核心演算法三:容錯問題
我們假設在此網路中,消息可能會丟失、損壞、延遲、重復發送,並且接受的順序與發送的順序不一致。此外,節點的行為可以是任意的:可以隨時加入、退出網路,可以丟棄消息、偽造消息、停止工作等,還可能發生各種人為或非人為的故障。我們的演算法對由共識節點組成的共識系統,提供的容錯能力,這種容錯能力同時包含安全性和可用性,並適用於任何網路環境。
區塊鏈核心演算法四:Paxos 演算法(一致性演算法)
Paxos演算法解決的問題是一個分布式系統如何就某個值(決議)達成一致。一個典型的場景是,在一個分布式資料庫系統中,如果各節點的初始狀態一致,每個節點都執行相同的操作序列,那麼他們最後能得到一個一致的狀態。為保證每個節點執行相同的命令序列,需要在每一條指令上執行一個「一致性演算法」以保證每個節點看到的指令一致。一個通用的一致性演算法可以應用在許多場景中,是分布式計算中的重要問題。節點通信存在兩種模型:共享內存和消息傳遞。Paxos演算法就是一種基於消息傳遞模型的一致性演算法。
區塊鏈核心演算法五:共識機制
區塊鏈共識演算法主要是工作量證明和權益證明。拿比特幣來說,其實從技術角度來看可以把PoW看做重復使用的Hashcash,生成工作量證明在概率上來說是一個隨機的過程。開采新的機密貨幣,生成區塊時,必須得到所有參與者的同意,那礦工必須得到區塊中所有數據的PoW工作證明。與此同時礦工還要時時觀察調整這項工作的難度,因為對網路要求是平均每10分鍾生成一個區塊。
區塊鏈核心演算法六:分布式存儲
分布式存儲是一種數據存儲技術,通過網路使用每台機器上的磁碟空間,並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備,數據分散的存儲在網路中的各個角落。所以,分布式存儲技術並不是每台電腦都存放完整的數據,而是把數據切割後存放在不同的電腦里。就像存放100個雞蛋,不是放在同一個籃子里,而是分開放在不同的地方,加起來的總和是100個。
Ⅱ 主流區塊鏈技術有哪些
本文試圖對區塊鏈有關技術流派和主流平台進行一個概覽,作為學習區塊鏈技術體系的導覽,意在拋磚引玉,促進區塊鏈開發社區的討論與共識。區塊鏈技術的流派未戰先謀局,你想投入區塊鏈開發這個領域,至少先要搞清楚現在有哪些玩家,各自的主張和實力如何。劃分區塊鏈技術流派並無一定之規,據我所見,或可有以下四種方式:第一是按照節點准入規則,劃分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈。公有鏈的代表自然是比特幣和以太坊,私有鏈則以R3 Corda聲名最盛,聯盟鏈的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有鏈注重匿名性與去中心化,而私有鏈及聯盟鏈注重高效率,而且還往往設置了准入門檻。公有鏈、私有鏈與聯盟鏈之間的這些不同都在技術中有所體現,比如私有鏈和聯盟鏈假設節點數目不大,可以採用PBFT演算法來形成共識。而公有鏈假設有大量且不斷動態變化的節點網路,用PBFT效率太低,只能採用類似抽彩票的演算法來確定意見領袖。這就意味著,私有鏈與聯盟鏈很難變成公有鏈,而用公有鏈來作聯盟鏈或私有鏈雖然容易,卻也並非即插即用。此種差異,學者不可不察。第二是按照共享目標,劃分為共享賬本和共享狀態機兩派。比特幣是典型的共享賬本,而Chain和BigchainDB也應屬此類,這幾個區塊鏈系統在各個節點之間共享一本總賬,因此對接金融應用比較方便。另一大類區塊鏈系統中,各個節點所共享的是可完成圖靈完備計算的狀態機,如以太坊、Fabric,它們都通過執行智能合約而改變共享狀態機狀態,進而達成種種復雜功能。第三是按照梅蘭妮· 斯旺所描述的代際演進,將區塊鏈系統分為1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撐去中心化交易和支付系統,2.0通過智能合約支撐行業應用,3.0支撐去中心化的社會體系。比特幣和Chain應屬於區塊鏈1.0系統,而以太坊和Fabric是區塊鏈2.0系統,目前尚無成功的區塊鏈3.0系統出現,不成功的嘗試倒是有那麼一個,就是著名的The DAO。第四是按照核心數據結構,分為區塊鏈和分布式總賬兩派。區塊鏈這一派在系統中真的實現了一個區塊的鏈作為核心數據結構,而分布式總賬這一派,只是吸取了區塊鏈的精神,並沒有真用一條區塊鏈作為核心數據結構,或者雖然暫時用了,但聲明說吾項庄舞區塊鏈,意在分布式總賬耳,若假以時日,因緣際會,未嘗不可取而代之也。主流區塊鏈技術平台了解流派劃分,仍是只能用來指點江山,吹牛論道,要動手,總要有個切入點。區塊鏈貨幣據說已經有上千個了,但值得關注的技術平台大概只有數十個,而如果要進入區塊鏈開發領域,打下一個好基礎,練出一身好功夫,撈到幾個好offer,則值得深入研究學習的平台,屈指可數。首先當然是比特幣。比特幣作為區塊鏈的第一個也是目前為止最成功、最重要的樣板工程,已經上線運行了八年多,本身沒有發生任何嚴重的安全和運維事故,其穩定與強悍堪稱當代軟體系統典範。比特幣Bitcoin Core是一個代碼質量高、文檔良好的開源軟體,從學習區塊鏈原理、掌握核心技術的角度來說,Bitcoin Core是最佳切入點,能夠學到原汁原味的區塊鏈技術。當然,Bitcoin Core是用C++寫的,而且用了一些C++11和Boost庫的機制,對學習者的C++水平提出了較高的要求。學習比特幣平台開發還有一個優勢,就是可以對接繁榮的比特幣技術社區。目前圍繞比特幣進行改進和提升的人很多,人多力量就大,諸如隔離驗證、閃電網路、側鏈等比較新的想法和技術,都率先在比特幣社區里落地。比如側鏈技術的主要領導者Blockstream是由密碼學貨幣元老Adam Back領銜的,而Blockstream是Bitcoin Core最大的貢獻者之一,所以一些有關側鏈的技術在比特幣社區里討論最充分。但比特幣作為一個典型的區塊鏈1.0系統,是不是支撐其他類型區塊鏈應用的最佳技術平台,存在很大的爭議。另外,也不是所有人都有能力和必要精通區塊鏈底層技術。所以對那些急於沖到區塊鏈領域里做(quān)事(qián)的人來說,可能更直截了當的學習目標是以太坊和Hyperledger Fabric。在以太坊上面用Solidity進行的智能合約開發是切入區塊鏈開發最簡單的方式,沒有之一。以太坊的理想非常宏大,由於配備了強大的圖靈完備的智能合約虛擬機,因此可以成為一切區塊鏈項目的母平台,是馱住整個區塊鏈世界的大烏龜。在以太坊上開發一個類似比特幣的加密貨幣,是一個不折不扣的小目標。一般有經驗的開發者在文檔指導下,半天到一天即可入門。問題在於,入門以後又如何?靠寫Solidity是否就可以包打天下?這是大大存疑的。我們也可以反過來說,如果以太坊+Solidity是區塊鏈的終極解決方案,那麼怎麼還會出現那麼多區塊鏈技術門派呢?特別是,以太坊似乎並沒有給現實世界中巨型的中心化組織們留下一條活路,這種徹底不妥協的革命態度有可能也成為以太坊推廣的障礙。當前以太坊項目的開發進展並不順利。一個比較突出的問題是項目過多,力量分散,導致項目質量參差不齊。但盡管如此,跟其他區塊鏈2.0平台相比,以太坊提供的開發環境是最簡單最完善的。初學區塊鏈的人絕對有必要學習以太坊,從而對區塊鏈和智能合約建立起一個最「正宗」的認識。主流區塊鏈技術平台的第三支就是Fabric,它是Hyperledger的第一個也是最知名的孵化項目。 Fabric最早來自IBM的Open Blockchain項目,到2015年11月,IBM將當時已經開發完成的44,000行Go語言代碼交給Linux基金會,並入Hyperledger項目之中。在2016年3月一次黑客馬拉松中,Blockstream和DAH兩家公司將各自的代碼並入Open Blockchain,隨後改名為Fabric。到目前為止,Fabric與Intel提供的Sawtooth Lake並列為Hyperledger的一級孵化項目,但前者得到的關注遠超後者。從技術角度來說,Fabric思路不錯,重點是滿足企業商用的需求,比如解決交易量問題。眾所周知,比特幣最大的短板是它每秒鍾7個交易的上限,完全無法滿足現實需要。而Fabric目標是實現每秒鍾10萬交易,這個量接近剛剛過去的雙十一交易量瞬時峰值,完全可以滿足正常條件下的行業級應用。Fabric用Go語言開發,也提供多種語言的API。特別值得一提的是,Fabric比較充分地運用了容器技術,比如其智能合約就運行在容器當中。這也是Go語言帶給Fabric的一項福利,因為Go語言靜態編譯部署的特徵很適合開發容器中的程序。Fabric還有一些特點,比如其membership服務可以設置節點准入審查,這是典型的聯盟鏈特徵。再比如其共識演算法是可定製的。Fabric的短板是體系較為復雜,雖有文檔,但缺少經驗的開發者學習起來障礙比較大。然而由於其定位清楚,迎合了不少企業的心態,所以已經有多家機構在基於Fabric秘密研發行業內的聯盟鏈項目。
Ⅲ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈到底是什麼什麼叫區塊鏈
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
【基礎架構】
一般說來,區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點 。
拓展資料:
【區塊鏈核心技術】
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題,因此它針對這個問題提出了四個技術創新:
1.分布式賬本,就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成,而且每一個節點都記錄的是完整的賬目,因此它們都可以參與監督交易合法性,同時也可以共同為其作證。
區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面:一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據,傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的,依靠共識機制保證存儲的一致性,而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據,從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多,理論上講除非所有的節點被破壞,否則賬目就不會丟失,從而保證了賬目數據的安全性。
2.非對稱加密和授權技術,存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的,但是賬戶身份信息是高度加密的,只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到,從而保證了數據的安全和個人的隱私。
3.共識機制,就是所有記賬節點之間怎麼達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制,適用於不同的應用場景,在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點,其中「少數服從多數」並不完全指節點個數,也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時,所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。
4.智能合約,智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據,可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例,如果說每個人的信息(包括醫療信息和風險發生的信息)都是真實可信的,那就很容易的在一些標准化的保險產品中,去進行自動化的理賠。
在保險公司的日常業務中,雖然交易不像銀行和證券行業那樣頻繁,但是對可信數據的依賴是有增無減。因此,筆者認為利用區塊鏈技術,從數據管理的角度切入,能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。
區塊鏈-網路
Ⅳ 區塊鏈的核心技術是什麼
簡單來說,區塊鏈是一個提供了拜占庭容錯、並保證了最終一致性的分布式資料庫;從數據結構上看,它是基於時間序列的鏈式數據塊結構;從節點拓撲上看,它所有的節點互為冗餘備份;從操作上看,它提供了基於密碼學的公私鑰管理體系來管理賬戶。
或許以上概念過於抽象,我來舉個例子,你就好理解了。
你可以想像有 100 台計算機分布在世界各地,這 100 台機器之間的網路是廣域網,並且,這 100 台機器的擁有者互相不信任。
那麼,我們採用什麼樣的演算法(共識機制)才能夠為它提供一個可信任的環境,並且使得:
節點之間的數據交換過程不可篡改,並且已生成的歷史記錄不可被篡改;
每個節點的數據會同步到最新數據,並且會驗證最新數據的有效性;
基於少數服從多數的原則,整體節點維護的數據可以客觀反映交換歷史。
區塊鏈就是為了解決上述問題而產生的技術方案。
二、區塊鏈的核心技術組成
無論是公鏈還是聯盟鏈,至少需要四個模塊組成:P2P 網路協議、分布式一致性演算法(共識機制)、加密簽名演算法、賬戶與存儲模型。
1、P2P 網路協議
P2P 網路協議是所有區塊鏈的最底層模塊,負責交易數據的網路傳輸和廣播、節點發現和維護。
通常我們所用的都是比特幣 P2P 網路協議模塊,它遵循一定的交互原則。比如:初次連接到其他節點會被要求按照握手協議來確認狀態,在握手之後開始請求 Peer 節點的地址數據以及區塊數據。
這套 P2P 交互協議也具有自己的指令集合,指令體現在在消息頭(Message Header) 的 命令(command)域中,這些命令為上層提供了節點發現、節點獲取、區塊頭獲取、區塊獲取等功能,這些功能都是非常底層、非常基礎的功能。如果你想要深入了解,可以參考比特幣開發者指南中的 Peer Discovery 的章節。
2、分布式一致性演算法
在經典分布式計算領域,我們有 Raft 和 Paxos 演算法家族代表的非拜占庭容錯演算法,以及具有拜占庭容錯特性的 PBFT 共識演算法。
如果從技術演化的角度來看,我們可以得出一個圖,其中,區塊鏈技術把原來的分布式演算法進行了經濟學上的拓展。
在圖中我們可以看到,計算機應用在最開始多為單點應用,高可用方便採用的是冷災備,後來發展到異地多活,這些異地多活可能採用的是負載均衡和路由技術,隨著分布式系統技術的發展,我們過渡到了 Paxos 和 Raft 為主的分布式系統。
而在區塊鏈領域,多採用 PoW 工作量證明演算法、PoS 權益證明演算法,以及 DPoS 代理權益證明演算法,以上三種是業界主流的共識演算法,這些演算法與經典分布式一致性演算法不同的是,它們融入了經濟學博弈的概念,下面我分別簡單介紹這三種共識演算法。
PoW: 通常是指在給定的約束下,求解一個特定難度的數學問題,誰解的速度快,誰就能獲得記賬權(出塊)權利。這個求解過程往往會轉換成計算問題,所以在比拼速度的情況下,也就變成了誰的計算方法更優,以及誰的設備性能更好。
PoS: 這是一種股權證明機制,它的基本概念是你產生區塊的難度應該與你在網路里所佔的股權(所有權佔比)成比例,它實現的核心思路是:使用你所鎖定代幣的幣齡(CoinAge)以及一個小的工作量證明,去計算一個目標值,當滿足目標值時,你將可能獲取記賬權。
DPoS: 簡單來理解就是將 PoS 共識演算法中的記賬者轉換為指定節點數組成的小圈子,而不是所有人都可以參與記賬。這個圈子可能是 21 個節點,也有可能是 101 個節點,這一點取決於設計,只有這個圈子中的節點才能獲得記賬權。這將會極大地提高系統的吞吐量,因為更少的節點也就意味著網路和節點的可控。
3、加密簽名演算法
在區塊鏈領域,應用得最多的是哈希演算法。哈希演算法具有抗碰撞性、原像不可逆、難題友好性等特徵。
其中,難題友好性正是眾多 PoW 幣種賴以存在的基礎,在比特幣中,SHA256 演算法被用作工作量證明的計算方法,也就是我們所說的挖礦演算法。
而在萊特幣身上,我們也會看到 Scrypt 演算法,該演算法與 SHA256 不同的是,需要大內存支持。而在其他一些幣種身上,我們也能看到基於 SHA3 演算法的挖礦演算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 演算法的改良版本,並命名為 Ethash,這是一個 IO 難解性的演算法。
當然,除了挖礦演算法,我們還會使用到 RIPEMD160 演算法,主要用於生成地址,眾多的比特幣衍生代碼中,絕大部分都採用了比特幣的地址設計。
除了地址,我們還會使用到最核心的,也是區塊鏈 Token 系統的基石:公私鑰密碼演算法。
在比特幣大類的代碼中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 與 DSA 的結合,整個簽名過程與 DSA 類似,所不一樣的是簽名中採取的演算法為 ECC(橢圓曲線函數)。
從技術上看,我們先從生成私鑰開始,其次從私鑰生成公鑰,最後從公鑰生成地址,以上每一步都是不可逆過程,也就是說無法從地址推導出公鑰,從公鑰推導到私鑰。
4、賬戶與交易模型
從一開始的定義我們知道,僅從技術角度可以認為區塊鏈是一種分布式資料庫,那麼,多數區塊鏈到底使用了什麼類型的資料庫呢?
我在設計元界區塊鏈時,參考了多種資料庫,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些幣種採用基於 SQL 的 SQLite。這些作為底層的存儲設施,多以輕量級嵌入式資料庫為主,由於並不涉及區塊鏈的賬本特性,這些存儲技術與其他場合下的使用並沒有什麼不同。
區塊鏈的賬本特性,通常分為 UTXO 結構以及基於 Accout-Balance 結構的賬本結構,我們也稱為賬本模型。UTXO 是「unspent transaction input/output」的縮寫,翻譯過來就是指「未花費的交易輸入輸出」。
這個區塊鏈中 Token 轉移的一種記賬模式,每次轉移均以輸入輸出的形式出現;而在 Balance 結構中,是沒有這個模式的。
Ⅳ 區塊鏈的定義及技術核心是什麼
區塊鏈本質上是一個應用了密碼學技術的,多方參與、共同維護、持續增長的分布式資料庫系統,也稱為分布式共享賬本。共享賬本中的每一個賬頁就是一個區塊,每一個區塊寫滿了交易記錄,區塊首尾銜接,緊密相連,形成鏈狀結構;如果你對這一塊不了解,我建議你跟煊、凌、網路、公司學習下基本的知識!目前真正懂技術又懂業務的人少之又少,很多人都是跟風學習,對於區塊鏈的定義還不清楚,就對區塊鏈領域開始發動進攻,有點是學習技術,有的則是選擇投資區塊鏈市場……
Ⅵ 區塊鏈技術主要應用領域有哪些
區塊鏈是以比特幣為代表的數字加密貨幣體系的核心支撐技術。區塊鏈技術的核心優勢是去中心化,能夠通過運用數據加密、時間戳、分布式共識和經濟激勵等手段,在節點無需互相信任的分布式系統中實現基於去中心化信用的點對點交易、協調與協作,從而為解決中心化機構普遍存在的高成本、低效率和數據存儲不安全等問題提供了解決方案。
區塊鏈的應用領域有數字貨幣、通證、金融、防偽溯源、隱私保護、供應鏈、娛樂等等,區塊鏈、比特幣的火爆,不少相關的top域名都被注冊,對域名行業產生了比較大的影響。
Ⅶ DMTC農業溯源區塊鏈的核心技術是什麼
農業溯源區塊鏈的核心技術是:一個是區塊鏈的去中心化(分布於網路中)、不可篡改等特性確保數據的安全可靠。第二個是實時通過智能監控設備直接與節點通信,把相關數據存儲在節點中,並廣播到全鏈,第三個通過無線射頻識別(RFID,類似二維碼一樣的東西) 和晶元,利用區塊鏈的可追溯性為農產品建立溯源機制
Ⅷ 區塊鏈技術的核心層是什麼
重慶金窩窩分析:共識機制是區塊鏈技術的核心,共識機制很大程度上決定了整個區塊鏈系統節點之間的相互信任程度,也決定了其他使用者對於區塊鏈上數據的信任程度
Ⅸ 什麼是區塊鏈技術區塊鏈技術的核心構成是什麼
從技術的角度,架構的角度,用通俗的語言來跟大家講講,我對區塊鏈的一些理解。
究竟啥是區塊鏈?Block chain,一句話來說,區塊鏈是一個存儲系統,存儲系統更細一點,區塊鏈是一個沒有管理員,每個節點都擁有全部數據的分布式存儲系統。
那常見的存儲系統,是什麼樣子的呢?
首先看一下如何保證高可用?
普通的存儲系統通常是用「冗餘」的方式來解決高可用問題的。圖上圖所示如果能夠把數據復製成幾份,冗餘到多個地方,就能夠保證高可用。一個地方的數據掛了,另外的地方還存有數據,例如MySQL的主從集群就是這個原理,磁碟的RAID也是這個原理。
這個地方需要強調的兩點是:數據冗餘,往往會引發一致性的問題
1、例如MySQL的主從集群中中其實讀寫會有延時的,它其實就是有一個短的時間內讀寫不一致。這個是數據冗餘,帶來的一個副作用。
2、第二個點是數據冗餘往往會降低寫入的效率,因為數據同步也是需要消耗資源的。你看單點寫入,如果加了兩個從庫之後,其實寫入的效率會受影響。普通的存儲系統,就是採用冗餘的方式,保證數據的高可用的。
那麼第二個問題,普通的存儲系統,能否多點寫入呢?
答案是可以的,比如說以這個圖為例:
其實MySQL的話可以做一個雙主的主從同步,雙主的主從同步,兩個節點,同時可以寫入。如果要做多機房多活的數據中心,其實多機房多活也是進行數據同步的。這里要強調的是多點寫入,往往會引發寫寫沖突的一致性問題,以MySQl為例,假設有一個表的屬性是自增ID,那麼現在資料庫中的數據是1234,那麼其中一個節點寫入,插入了一條數據,那它可能變成5了,然後這5條數據,向另外一個主節點進行數據同步,同步完成之前,如果另外一個寫入節點,也插入了一條數據,也生成了一條這個自增id為5的數據。那麼,生成之後,往另外一個節點同步,然後同步數據到達之後會與本地的這兩條5沖突,就會同步失敗,會引發寫寫的一致性沖突問題。這個多點寫入的話都會出現這個問題。
多點寫入,如何保證一致?
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Ⅹ 區塊鏈的核心技術包含了哪些
首先,我們可以看一下區塊鏈技術的官網解釋。狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一 種鏈式 數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數 據的一種全新的分布式基礎架構與計算範式。
可能大家都知道的是,區塊鏈技術是從比特幣系統當中獨立出來的底層構架,從架構模型上來說,它就是一套分布式的賬本,所謂賬本,自然就是用來記賬的。
在區塊鏈技術當中,要想生成記賬記錄,就要有資金的交易和流動,所以最開始的區塊鏈技術上,都有其主網所對應的加密貨幣作為流通物品,加密貨幣在區塊鏈主網的各個賬戶之間的流通交易記錄都會被記錄在主網上。
與其他的交易記錄資料庫不同的是,區塊鏈技術主網上的交易記錄會被記錄在主網中所有的區塊區塊節點(即所有的數據區塊)上,這也就是所謂的去中心化原理,也就是說在區塊鏈技術上,是沒有一個中心資料庫來保存所有記錄的,鏈上每一個區塊都擁有全鏈的交易數據,也就是說,每一個數據塊,都是中心。
而區塊鏈技術的另一個特性,就是不可篡改,因為在區塊鏈上的每一筆交易都會被記錄在鏈上所有的區塊中,所以任何一個單獨數據塊都無法更改記錄,即便你更改了,其他所有的數據塊中也會記錄真實數據,並且每一組數據都可以追溯到最先出現的時候。
正因為區塊鏈技術的這些特性,比特幣問世後,區塊鏈也受到了很多關注的目光,很多人也開始想要利用區塊鏈的技術來做一個無中心、可溯源、不更改的數據,以此保證數據的可信度。
但是區塊鏈技術也面臨很多問題,比如應用場景單一、原生錯誤數據不可修改,黑客盜走貨幣不可追回等。