Was sind die vier Kerntechnologien der Blockchain?

Die vier Kerntechnologien der Blockchain: 1. Distributed Ledger, das die Rolle der Datenspeicherung in der Blockchain spielt; 2. Konsensmechanismus, der das Verhalten von Knoten in der Blockchain koordiniert und die Regeln der Datenverarbeitung klärt; . Kryptographie, die die Datensicherheit gewährleisten und den Dateneigentum überprüfen kann; 4. Intelligente Verträge, die die Rolle der Datenausführung und -anwendung in der Blockchain spielen.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, Dell G3-Computer.

Tatsächlich hat die Blockchain in den letzten zehn Jahren große Veränderungen und Fortschritte auf der ursprünglichen Basis gemacht. Derzeit sind die vier Kerntechnologien der Blockchain angereichertes Hauptbuch, Konsensmechanismus, Kryptographie und Intelligenzverträge Rollen der Datenspeicherung, Datenverarbeitung, Datensicherheit und Datenanwendung in der Blockchain. Im Allgemeinen spielen die vier Kerntechnologien jeweils ihre eigene Rolle in der Blockchain und bilden gemeinsam das Fundament der Blockchain.

1. Distributed Ledger – Speicherfunktion

Zunächst einmal bildet das Distributed Ledger das Gerüst der Blockchain. Es handelt sich im Wesentlichen um eine verteilte Datenbank, in der alle Daten gespeichert werden Diese Datenbank, das verteilte Hauptbuch, spielt die Rolle der Datenspeicherung in der Blockchain.

Die Blockchain besteht aus vielen Knoten, die ein End-to-End-Netzwerk bilden. Es gibt keine zentrale Geräte- und Verwaltungsorganisation, und der Datenaustausch zwischen Knoten wird überprüft durch digitale Signaturtechnologie, ohne künstliches gegenseitiges Vertrauen, sofern dies in Übereinstimmung mit festgelegten Regeln erfolgt. Knoten können andere Knoten nicht täuschen. Da das gesamte Netzwerk dezentralisiert ist, ist jeder Teilnehmer und jeder hat das Recht, sich zu äußern.

Zweitens Konsensmechanismus – Koordinierungsknoten, Datenverarbeitung

Zweitens ist das Blockchain-Netzwerk aufgrund der dezentralen Eigenschaften verteilter Ledger eine verteilte Struktur, und jeder kann ihm frei beitreten, gemeinsam an der Datenaufzeichnung teilnehmen, Gleichzeitig entsteht jedoch das problematische Problem der „byzantinischen Generäle“. Je mehr Menschen sich am Netzwerk beteiligen, desto schwieriger ist es für das gesamte Netzwerk, eine Einheit zu erreichen Damit alle Knoten konsistent sind, formuliert der Konsensmechanismus eine Reihe von Regeln, um die Art und Weise zu klären, wie alle Knoten Daten verarbeiten können, und um durch den Wettbewerb um Buchhaltungsrechte eine einheitliche Meinung unter den Knoten zu erreichen Gewinner des gesamten Netzwerks. Daher spielt der Konsensmechanismus eine Rolle bei der Koordinierung des Verhaltens von Knoten in der Blockchain und der Klärung der Rolle der Datenverarbeitung.

Jeder kann am Blockchain-Netzwerk teilnehmen. Jeder Knoten darf eine vollständige Datenbank erhalten, um das gesamte Netzwerk durch Wettbewerb und Berechnung aufrechtzuerhalten Wenn ein Knoten ausfällt, können die verbleibenden Knoten weiterhin normal funktionieren. Es ist gleichbedeutend mit der Anerkennung Ihrer Spielregeln. Wenn die Welt es erkennt, können Sie am Bitcoin-Mining teilnehmen. Es kann auch als Anerkennung seiner Spielregeln verstanden werden. Die Regel von Bitcoin besteht darin, große Berechnungen durchzuführen, und wer sie zuerst berechnet, wird mit POW belohnt.

Hinweis: Was sind die Vor- und Nachteile des Konsensmechanismus im Vergleich zu PoW, PoS und DPoS?

PoW ist eine sehr clevere Methode , Einfach zu implementieren;

• Keine Notwendigkeit, zusätzliche Informationen auszutauschen, um einen Konsens zu erzielen;

• Seine Mängel sind ebenfalls sehr offensichtlich:

• Energieverschwendung;

Die Bestätigungszeit des Blocks ist schwer zu verkürzen

• Die neue Blockchain muss einen anderen Hashing-Algorithmus finden, sonst wird sie dem Angriff auf die Rechenleistung von Bitcoin ausgesetzt

• Es ist einfach, Gabeln zu produzieren auf mehrere Bestätigungen warten;

• Es gibt niemals Endgültigkeit, und es ist ein Prüfpunktmechanismus erforderlich, um die Endgültigkeit auszugleichen Je mehr Eigenkapital Sie haben, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, der nächste Buchhalter zu werden. Der Vorteil dieses Mechanismus besteht darin, dass er nicht so energieintensiv ist wie Pow, aber er hat auch viele Nachteile:

• ist nicht professionell und Teilnehmer mit Rechten und Interessen möchten möglicherweise nicht an der Buchhaltung teilnehmen

• ist anfällig für Forks und erfordert viel Warten.

Es gibt nie Endgültigkeit, und es ist ein Kontrollpunktmechanismus erforderlich, um die Endgültigkeit auszugleichen;

• DPoS professionalisiert die Rolle der Buchhalter auf der Grundlage von PoS , und wählt zunächst Buchhalter durch Eigenkapital aus, und dann wechseln sich die Buchhalter mit der Buchführung ab. Dieser Ansatz löst das Finalitätsproblem immer noch nicht.

DBFT (delegiertes BFT) ist ein universelles Konsensmechanismusmodul, das einen verbesserten byzantinischen fehlertoleranten Algorithmus vorschlägt und ihn auf Blockchain-Systeme anwendbar macht.

• DBFT ist ein Protokoll, das auf der Blockchain-Technologie basiert. Benutzer können Vermögenswerte und Rechte in der physischen Welt digitalisieren und dezentrale Netzwerkprotokolle für Finanzdienstleistungen wie Registrierung, Ausgabe, Übertragungstransaktionen, Clearing und Lieferung über ein Peer-to-Peer-Netzwerk durchführen. Xiaoyi kann Unternehmensbeteiligungen ausgeben, die nach Chinas „Vertragsrecht“ und „Gesellschaftsrecht“ anerkannt sind, nicht nur im digitalen Währungskreis, sondern auch im Mainstream-Internetfinanzwesen. Xiaoyi kann für Equity-Crowdfunding, P2P-Online-Kredite, digitale Vermögensverwaltung, intelligente Verträge usw. verwendet werden.

  Dieser Konsensmechanismus basiert auf der von Castro und Liskov vorgeschlagenen „Practical Byzantine Fault Tolerance“ und wurde verbessert, um ihn für Blockchain-Systeme geeignet zu machen. Die byzantinische Fehlertoleranztechnologie wird häufig in verteilten Systemen wie verteilten Dateisystemen, verteilten Kollaborationssystemen, Cloud Computing usw. verwendet. dBFT hat hauptsächlich die folgenden Verbesserungen vorgenommen:

  • Verbesserung des Anforderungsantwortmodus der C/S-Architektur zu einem Peer-Knotenmodus, der für P2P-Netzwerke geeignet ist;

  • Verbesserung der am statischen Konsens teilnehmenden Knoten, um dynamisch in den dynamischen Konsens einzutreten und ihn zu verlassen teilnehmende Knoten;

  • entwarfen einen Abstimmungsmechanismus, der auf dem Anteil des gehaltenen Eigenkapitals für die Generierung von Konsens-Teilnehmerknoten basiert, und entschieden die Konsens-Teilnehmerknoten (Abrechnungsknoten) durch Abstimmung;

  • In der Blockchain eingeführte digitale Zertifikate lösen Das Problem der Authentifizierung der wahren Identität von Abrechnungsknoten bei der Abstimmung Sie müssen anderen Teilnehmern vertrauen, was als vertrauenslos bezeichnet wird. Das Problem der byzantinischen Generäle beschreibt, wie Teilnehmer ohne Vertrauen einen Konsens erzielen können, und die byzantinische Fehlertoleranztechnologie ist eine Möglichkeit, solche Probleme zu lösen. Darüber hinaus ist die Netzwerkumgebung der Blockchain sehr komplex und kann mit Problemen wie Netzwerkverzögerungen, Übertragungsfehlern, Softwarefehlern, Sicherheitslücken, Hackereinbrüchen usw. sowie einer Vielzahl bösartiger Fehlertoleranztechnologien konfrontiert sein tolerieren Sie diese Fehler.

  Der dBFT-Mechanismus wählt Buchhalter auf der Grundlage des Eigenkapitals aus, und dann erzielen die Buchhalter mithilfe des Byzantinischen Fehlertoleranzalgorithmus einen Konsens. Die Vorteile dieser Methode sind:

  Professionelle Buchhalter;

  Jede Art von Fehler kann toleriert werden ;

  • Die Buchhaltung wird von mehreren Personen durchgeführt, jeder Block ist endgültig und wird nicht gegabelt.

  • Die Zuverlässigkeit des Algorithmus hat einen strengen mathematischen Beweis.

  • Nachteile:

  • Wenn 1/3 oder mehr Wenn ein Drittel oder mehr Buchhalter gemeinsam Böses begehen und alle anderen Buchhalter Menschen in zwei Netzwerkinseln aufteilen, können böswillige Buchhalter dazu führen, dass sich das System verzweigt , hinterlässt aber kryptografische Beweise;

  Zusammenfassend besteht der Kernpunkt des dBFT-Mechanismus darin, die Endgültigkeit des Systems sicherzustellen, damit die Blockchain auf reale Finanzanwendungsszenarien angewendet werden kann. Unser Columbus-Konsensmechanismus ist beispielsweise der DPOS+DBFT-Konsensmechanismus. Wenn eine Person oder ein Gerät in unserem gesamten Knoten abschaltet, funktionieren andere Knoten weiterhin normal und haben keine Auswirkungen auf das gesamte Netzwerksystem. Wenn der Tencent-Server jedoch heruntergefahren wird, kann WeChat nicht für alle geöffnet werden, da Sie keinen Ort zum Abrufen von Daten haben. Dies ist der Unterschied zwischen einem zentralisierten Server und einem Blockchain-Server.

  • Drei, Kryptographie

    ——

    Die Sicherheit von Daten überprüft den Besitz der Daten, kann nicht manipuliert werden und kann zurückverfolgt werden

  • Außerdem werden Daten, wenn sie in eine verteilte Datenbank gelangen, nicht nur verpackt und dann alles Die zugrunde liegende Datenarchitektur wird durch die Hash-Funktion in der Kryptographie bestimmt. Der letzte Block enthält den Hash-Wert des vorherigen Blocks Der Algorithmus verfügt über die Eigenschaften von Einweg- und Manipulationsschutz. Sobald die Daten in die Kette hochgeladen wurden, können sie nicht mehr manipuliert werden und sind rückverfolgbar. Darüber hinaus wird Ihr Konto auch durch asymmetrische Verschlüsselung verschlüsselt um die Datensicherheit zu gewährleisten und den Dateneigentum zu überprüfen.

  Änderungen an einzelnen oder mehreren Datenbanken können sich nicht auf andere Datenbanken auswirken. Sofern nicht mehr als 51 % der Daten des gesamten Netzwerks gleichzeitig geändert werden, ist dies höchst unwahrscheinlich. Jede Transaktion in der Blockchain ist kryptografisch mit zwei benachbarten Blöcken verbunden, sodass Vergangenheit und Gegenwart jeder Transaktion zurückverfolgt werden können. Hier ist die Datenstruktur der Blockchain, Blockheader und Blockkörper. Kryptografie-Hashwerte und Zeitstempel bestimmen ihre Reihenfolge durch Zeitstempel und stören sie nicht.

  Dieses Prinzip funktioniert in unserem Geschäftssystem, einschließlich des Produktsystems, das uns ermöglicht, Schritt für Schritt herauszufinden, wo das Produkt hergestellt wurde und um welche Rohstoffe es sich handelt Gleichzeitig werden die Informationsdaten in das Blockchain-System geschrieben. Über dieses System kann ich herausfinden, ob die Rohstoffe verwendet werden und ob sie mit diesem Verfahren hergestellt werden. Durch eine solche Datenstrukturspeicherung können wir gemeinsam glauben, dass dieses Produkt tatsächlich auf diese Weise hergestellt wurde, und glauben, dass es wahr ist.

  Außerdem können die Daten nicht geändert werden, Sie müssen 51 % des Eigenkapitals erreichen, wenn Sie 51 % des Eigenkapitals besitzen. Das ist nur eine Möglichkeit. Warum ist die Blockchain-Technologie effektiver und sicherer als die Internet-Technologie? Wenn Sie als Hacker die darin enthaltenen Daten ändern möchten, müssen Sie alle Computer finden, die dieses Konto speichern. Vielleicht können Sie schnell eine davon finden und ändern, aber es ist schwierig, alle zu ändern.

  Alle Transaktionsinformationen in der Blockchain sind öffentlich, sodass jede Transaktion für alle Knoten sichtbar ist. Da die Knoten dezentralisiert sind, besteht keine Notwendigkeit, Identitäten zwischen den Knoten offenzulegen, und jeder Knoten ist anonym. Beispielsweise wissen wir nicht, wer jeden Computer gestartet hat und wer nicht. Sie können ihn zu Hause einschalten. Es besteht das Problem, dass es mehr Arbeit gibt und mehr Gewinn bringt.

  4. Smart Contract – Ausführungsanwendung

  Schließlich können Smart Contracts auf Anwendungsebene auf der Grundlage verteilter Hauptbücher erstellt werden. Wenn wir einige Vertrauensprobleme lösen möchten, können wir intelligente Verträge verwenden, um Vereinbarungen zwischen Benutzern in Form von Code zu formulieren, die Bedingungen klar aufzulisten und sie über Programme auszuführen, und die Daten in der Blockchain können über intelligente Verträge aufgerufen werden. Daher spielt der Zhitong-Vertrag die Rolle der Datenausführung und -anwendung in der Blockchain.

  Smart Contracts können Ihnen dabei helfen, Geld, Eigentum, Aktien oder andere Wertgegenstände auf transparente und konfliktfreie Weise auszutauschen und dabei die Dienste von Zwischenhändlern zu vermeiden. Es wird sogar gesagt, dass Smart Contracts in Zukunft die Position von Anwälten ersetzen werden. Durch intelligente Vertragsmittel wird der Vermögenswert oder die Währung an das Programm übertragen, das Programm führt diesen Code aus und zu einem bestimmten Zeitpunkt überprüft es automatisch eine Bedingung, es bestimmt automatisch, ob der Vermögenswert an eine Person oder an eine andere Person zurückgehen soll, oder sollte es sofort an die Person zurückgesandt werden, die es gesendet hat, oder eine Kombination davon. (Automatische Durchsetzung, keine Ausfallgarantie) Gleichzeitig speichert und kopiert das dezentrale Ledger auch Dateien, was ihm ein gewisses Maß an Sicherheit und Unveränderlichkeit verleiht.

  Merkmale von Smart Contracts

  • Autonomie – Eliminieren Sie Zwischenhändler und Dritte, Sie sind derjenige, der die Vereinbarung trifft; Sie müssen sich bei der Bestätigung nicht auf Makler, Anwälte oder andere Zwischenhändler verlassen. Im Übrigen ist dadurch auch die Gefahr einer Manipulation durch Dritte ausgeschlossen, da die Ausführung automatisch durch das Netzwerk erfolgt und nicht durch eine oder mehrere potenziell voreingenommene Personen, die möglicherweise Fehler machen.

  • Vertrauen – Ihre Dateien werden in einem gemeinsamen Hauptbuch verschlüsselt. Jemand kann nicht sagen, dass er es verloren hat.

  • Backup – Stellen Sie sich vor, Ihre Bank hätte Ihr Sparkonto verloren. Auf der Blockchain stehen Ihnen alle Ihre Freunde zur Seite. Ihr Dokument wurde mehrfach dupliziert.

  • Sicherheit – Kryptografie, Website-Verschlüsselung, schützen Sie Ihre Dateien. Kein Hacken. Tatsächlich braucht es einen sehr klugen Hacker, um den Code zu knacken und einzudringen.

  • Geschwindigkeit – Normalerweise müssen Sie viel Zeit und Papierkram aufwenden, um Dokumente manuell zu bearbeiten. Intelligente Verträge nutzen Softwarecode, um Aufgaben zu automatisieren und so die Zeit für eine Reihe von Geschäftsprozessen zu verkürzen.

  • Einsparungen Kosteneinsparungen – Intelligente Verträge können Ihnen Geld sparen, da sie den Zwischenhändler eliminieren. Beispielsweise müssen Sie einen Notar bezahlen, der Ihre Transaktion beglaubigt.

  • Genauigkeit – Automatisierte Verträge sind nicht nur schneller und kostengünstiger, sondern eliminieren auch die Fehler, die mit dem manuellen Ausfüllen von Formularen verbunden sind.

  Der beste Weg, intelligente Verträge zu beschreiben, besteht darin, die Technologie mit einem Verkaufsautomaten zu vergleichen. Normalerweise gehen Sie zu einem Anwalt oder Notar, bezahlen ihn und warten darauf, dass Sie die Dokumente erhalten. Bei einem Smart Contract geben Sie einfach einen Bitcoin in einen Automaten (z. B. ein Hauptbuch) ein und legen Ihr Treuhandkonto, Ihren Führerschein oder was auch immer auf Ihr Konto. Darüber hinaus definieren Smart Contracts nicht nur die Regeln und Strafen der Vereinbarung auf die gleiche Weise wie herkömmliche Verträge, sondern setzen diese Verpflichtungen auch automatisch durch.

  Intelligente Verträge und Blockchain

  Das Beste an Blockchain ist, dass, da es sich um ein dezentrales System handelt, das zwischen allen zugelassenen Parteien besteht, keine Notwendigkeit besteht, einen Mittelsmann (Zwischenhändler) zu bezahlen, was Ihnen Zeit und Konflikte spart. Es gibt Probleme mit Blockchains, aber sie gelten unbestreitbar als schneller, billiger und sicherer als herkömmliche Systeme, weshalb Banken und Regierungen auf sie zurückgreifen. Durch die Nutzung der Eigenschaften der Blockchain-Technologie und deren Anwendung auf Smart Contracts wird es einfacher, verschiedene Verträge im Arbeits- und Privatleben zu verbessern.

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