ブロックチェーンの 4 つのコアテクノロジーとは何ですか?

ブロックチェーンの 4 つのコア テクノロジー: 1. ブロックチェーン内でデータ ストレージの役割を果たす分散台帳; 2. ブロックチェーン内のノードの動作を調整する役割を果たすコンセンサス メカニズム。 3. データ処理の役割、3. データのセキュリティを確保し、データの所有権を検証できる暗号化、4. ブロックチェーンでのデータの実行とアプリケーションの役割を果たすスマート コントラクト。

このチュートリアルの動作環境: Windows 10 システム、Dell G3 コンピューター。

実際、ブロックチェーンは過去 10 年間で大きな変化を遂げ、当初の基盤から発展しており、現在、ブロックチェーンの 4 つのコア技術は、分散型台帳、コンセンサスメカニズム、暗号化、スマート化されています。コントラクトはそれぞれ、ブロックチェーンにおけるデータストレージ、データ処理、データセキュリティ、データアプリケーションの役割を果たします。一般に、4 つのコア テクノロジーはそれぞれブロックチェーン内で独自の役割を持ち、共同してブロックチェーンの基盤を構築します。

1. 分散台帳 - ストレージ機能

まず、分散台帳はブロックチェーンのフレームワークを構築するもので、本質的には分散データベースです。全員が生成および処理するデータはこのデータベースに保存されるため、分散台帳はブロックチェーン内でデータ ストレージの役割を果たします。

ブロックチェーンは、エンドツーを形成する多くのノードで構成されます。 -end エンドツーエンドネットワークでは、集中的な装置や管理機関は存在せず、ノード間のデータ交換はデジタル署名技術によって検証され、ルールに従って実行される限り、人為的な相互信頼は必要ありません。確立されたルール。ノードは他のノードを欺くことはできません。ネットワーク全体が分散化されているため、誰もが参加者であり、誰もが発言する権利を持っています。

2. コンセンサスメカニズム - ノードとデータ処理の調整

第二に、分散台帳の分散型の性質により、ブロックチェーン ネットワークは分散された 1 つの構造であり、誰もがアクセスできます。自由に参加してデータの記録に参加することができますが、同時にネットワークに参加する人が増えれば増えるほどネットワーク全体の規模が大きくなるという厄介な「ビザンチン将軍」問題も発生します。統合を達成するには、一貫性を維持するためにすべてのノードのアカウントを調整するための別のメカニズムが必要です. コンセンサスメカニズムは、全員がデータを処理する方法を明確にする一連のルールを策定し、アカウンティング権を競うことによってノード間の意見を完成させます。 、最終的に会計権を取得した人が、ネットワーク全体で処理されたデータを使用することになります。したがって、コンセンサスメカニズムは、ブロックチェーン内のノードの動作を調整し、データ処理の役割を明確にする役割を果たします。

誰でもブロックチェーン ネットワークに参加できます。各デバイスはノードとして機能できます。各ノードは完全なデータベースを取得できます。ノード間にはコンセンサス メカニズムがあります。競争、計算を通じて、ブロックチェーン全体を共同で維持します。いずれかのノードに障害が発生しても、残りのノードは正常に動作します。それは、自分のゲームルールを認識することと同じであり、ビットコインにはビットコインのコンセンサスメカニズムがあり、それが世界に認められれば、あなたもビットコインのマイニングに参加することができ、そのコンセンサスメカニズムを認識しているということは、そのゲームルールを認識しているとも言えます。ビットコインのルールは膨大な計算を実行することであり、最初に計算した人には POW が与えられます。

注: PoW、PoS、および DPoS と比較したコンセンサス メカニズムの長所と短所は何ですか?

PoW はプルーフ オブ ワークです。これは非常に賢い方法です。その利点は次のとおりです。

• アルゴリズムはシンプルで実装が簡単です;

• 合意に達するために追加情報を交換する必要はありません;

• システムの破壊には莫大な費用がかかります;

その欠点も非常に明白です:

• エネルギーの無駄;

• ブロックの確認時間を短縮するのは難しい;

• 新しいブロックチェーンは別のハッシュ アルゴリズムを見つける必要があります。そうしないと、ビット コインのコンピューティングに直面することになります。パワー攻撃;

• はフォークが発生しやすく、複数の確認を待つ必要がある;

• は最終的なものではなく、補うためにチェックポイント メカニズムが必要ファイナリティのために

PoS は資本の証明であり、PoW のコンピューティング能力をシステム資本に変換します。保有する資本が大きいほど、次の簿記係になれる可能性が高くなります。このメカニズムの利点は、Pow ほど多くの電力を消費しないことですが、多くの欠点もあります。会計に参加するには;

• フォークを生成するのは簡単ですが、複数の確認を待つ必要があります。

• #ファイナリティやチェックポイントはありませんファイナリティを補うにはメカニズムが必要です。

• PoS に基づいて、DPoS は簿記係の役割を専門化します。簿記係は最初に資本によって選出され、次に簿記係が順番に会計を管理します。このアプローチでもファイナリティの問題はまだ解決されていません。

DBFT (委任 BFT) は、改良されたビザンチン フォールト トレラント アルゴリズムを提案する一般的なコンセンサス メカニズム モジュールであり、ブロックチェーン システムに適用できるようになります。

DBFT はブロックチェーン技術に基づいたプロトコルです。ユーザーは、物理世界の資産と権利をデジタル化し、ピアツーピア ネットワークを介して、登録、発行、転送トランザクション、決済、配送などの金融サービスのための分散型ネットワーク プロトコルを実行できます。 Xiaoyiは、デジタル通貨界だけでなく、主流のインターネット金融においても、中国の「契約法」と「会社法」で認められた企業株式を発行することができる。 Xiaoyiは、株式クラウドファンディング、P2Pオンライン融資、デジタル資産管理、スマートコントラクトなどに使用できます。

このコンセンサスメカニズムは、カストロ氏とリスコフ氏が提案した「実践的ビザンチンフォールトトレランス」をベースにしており、ブロックチェーンシステムに適したものとなるよう改良されています。ビザンチン フォールト トレランス テクノロジは、分散ファイル システム、分散コラボレーション システム、クラウド コンピューティングなどの分散システムで広く使用されています。 dBFT は主に次の改善を行いました。

• C/S アーキテクチャのリクエスト応答モードを、P2P ネットワークに適したピアツーピア ノード モードに改善しました。

• 静的コンセンサス参加ノードを、動的に出入りできる動的コンセンサス参加ノードに改善します;

• 保有株式の割合に基づいて一連の投票を設計しました。コンセンサス参加ノードの生成 投票によってコンセンサス参加ノード（会計ノード）を決定する仕組み;

• デジタル証明書をブロックチェーンに導入することで、会計ノードの正体を認証する問題が解決されます。投票

なぜ最終的にそのようなソリューションを採用したのですか?

回答: ブロックチェーンは分散型台帳システムであり、その内部経済モデルは、各参加者は他の参加者を信頼する必要がありません。これをトラストレスと呼びます。ビザンチン将軍問題は、参加者が信頼なしにどのように合意に達することができるかを説明しており、ビザンチン フォールト トレランス テクノロジはそのような問題の解決策です。さらに、ブロックチェーンのネットワーク環境は非常に複雑であり、ネットワーク遅延、伝送エラー、ソフトウェアエラー、セキュリティホール、ハッカー侵入などの問題に直面するだけでなく、さまざまな悪意のあるノードにも直面します。これらのエラーを許容してください。

dBFT メカニズムは、資本に基づいて簿記担当者を選択し、その後、簿記担当者はビザンチン フォールト トレランス アルゴリズムを通じて合意に達します。この方法の利点は次のとおりです:

• プロの簿記担当者;

• あらゆる種類のエラーを許容できます;

• 会計は複数の人によって完了され、各ブロックは最終的なものであり、分岐しません;

• アルゴリズムの信頼性には厳密な数学的証明がある

欠点:

• 1/3 またはさらに多くの簿記係が仕事を停止すると、システムはサービスを提供できなくなります;

• 簿記係の 1/3 以上が仕事を停止した場合、人々が力を合わせて悪をなした場合、そしてすべてが他のブックキーパーは 2 つのネットワーク アイランドに分割されており、悪意のあるブックキーパーはシステムをフォークさせる可能性がありますが、暗号化の証拠を残します。

要約すると、dBFT メカニズムの中心点は、次のことを保証することです。ブロックチェーンを実際の金融アプリケーションのシナリオに適用できるように、システムの最終性を最大限に高めます。たとえば、Columbus コンセンサス メカニズム DPOS DBFT コンセンサス メカニズムです。ノード全体の 1 人またはデバイスがシャットダウンしても、他のノードは引き続き正常に動作し、ネットワーク システム全体には影響しません。しかし、テンセントのサーバーがシャットダウンされると、データを取得する場所がなくなるため、全員の WeChat を開くことができなくなります。これが集中型サーバーとブロックチェーン サーバーの違いです。

3. 暗号化データのセキュリティは、データの所有権を検証し、改ざん不可能で追跡可能です

さらに, データは分散データベースに入力されます, それは単にそれをパッケージ化するだけの問題ではありません. 基礎となるデータ構造はブロックチェーン暗号化によって決定されます. パッケージ化されたデータブロックは暗号化のハッシュ関数を通じてチェーン構造に処理されます. 後者ブロックには前のブロックのハッシュ値が含まれます。ハッシュ アルゴリズムはブロックチェーン ネットワーク内でのみ一方向で改ざん防止されているため、データがチェーンにアップロードされると改ざんできず、追跡可能です。アカウントは非対称暗号化によって暗号化されるため、データのセキュリティが確保され、データの所有権が確認されます。

単一または複数のデータベースを変更しても、他のデータベースに影響を与えることはできません。ネットワーク全体のデータの 51% 以上が同時に変更されない限り、これが起こる可能性は非常に低いです。ブロックチェーン内の各トランザクションは、暗号的に 2 つの隣接するブロックに接続されているため、あらゆるトランザクションの過去と現在を追跡できます。ブロックチェーン、ブロックヘッダー、ブロックボディのデータ構造は次のとおりです。暗号化ハッシュ値とタイムスタンプは、タイムスタンプによって順序を決定し、それを混乱させることはありません。 ###

この原則は、商品システムを含む当社のビジネス システムで機能します。トレーサビリティと呼ばれるものにより、商品がどこで生産され、原材料が何であるかを知ることができます。後ろから前まで段階的に見つけることができます。行動を起こすと情報データがブロックチェーンシステムに書き込まれ、このシステムを通じて原材料が使用されているかどうか、このプロセスで生産されているかどうかを知ることができます。このようなデータ構造のストレージを通じて、私たちはこの製品が確かにこの方法で製造されたものであると共同で信じ、これが真実であると信じることができます。

さらに、データは変更できません。変更したい場合は、データの 51% のみを変更できます。資本の観点から見ると、会社の株式の 51% を所有する人には次の権利があります。会社で話す。これは単なる可能性です。ブロックチェーン技術がインターネット技術より効果的で安全なのはなぜですか? ブロックチェーン技術は分散されているからです。ハッカーとして内部のデータを変更したい場合は、このアカウントを記録しているすべてのコンピューターを見つけ、各コンピューターがそれを変更する必要があります。そのうちの 1 つをすぐに見つけて変更できるかもしれませんが、すべてを変更するのは困難です。

ブロックチェーン内のすべてのトランザクション情報は公開されているため、すべてのトランザクションはすべてのノードに表示されます。ノードは分散化されているため、ノード間で ID を開示する必要はありません。ノードは匿名です。例えば、各計算機を起動した後、誰が起動して誰が起動していないのかが分からず、自宅で電源を入れることができるため、作業が増えて利益が増えるという問題があります。

4. スマート コントラクト - 実行アプリケーション

最後に、分散台帳に基づいてアプリケーション レベルのスマート コントラクトを構築できます。信頼の問題を解決したい場合、スマートコントラクトを使用してユーザー間の合意をコードの形式で作成し、条件を明確にリストし、プログラムを通じて実行することができ、ブロックチェーン内のデータはスマートコントラクトを通じて呼び出すことができます。したがって、Zhitong コントラクトは、ブロックチェーンにおけるデータの実行とアプリケーションの役割を果たします。

スマート コントラクトを使用すると、仲介業者のサービスを回避しながら、透明かつ紛争のない方法で金銭、財産、株式、その他の価値のあるものを交換することができます。未来。スマートコントラクト手段を通じて、資産または通貨がプログラムに転送され、プログラムはこのコードを実行し、特定の時点で条件を自動的に検証し、資産をある人に渡すか別の人に戻すかを自動的に決定します。または、送信者またはその組み合わせに直ちに返送する必要があります。 （自動強制、失敗の保証なし） 同時に、分散型台帳はファイルの保存とコピーも行うため、ある程度のセキュリティと不変性が与えられます。

スマート コントラクトの特徴

• 自律性 - 仲介者や第三者を排除し、契約を結ぶのはあなた自身です。契約を結ぶ必要はありません。ブローカー、弁護士、またはその他の仲介者に確認を依頼してください。ちなみに、実行は間違いを犯す可能性のある 1 人以上の潜在的に偏った個人によってではなく、ネットワークによって自動的に管理されるため、これにより第三者による操作の危険も排除されます。

• 信頼 - ファイルは共有台帳上で暗号化されます。誰かがそれを失ったと言うことはできません。

• バックアップ – 銀行が普通預金口座を紛失した場合を想像してください。ブロックチェーン上では、あなたの友人全員があなたの味方です。あなたの文書は複数回複製されました。

• セキュリティ - 暗号化、Web サイトの暗号化により、ファイルを安全に保ちます。ハッキングはありません。実際、コードを解読して侵入するには、非常に賢いハッカーが必要です。

• スピード – 多くの場合、文書を手動で処理するために多くの時間と事務処理を費やす必要があります。スマート コントラクトは、ソフトウェア コードを使用してタスクを自動化し、さまざまなビジネス プロセスの時間を短縮します。

• 節約コストの節約 – スマートコントラクトは仲介者を排除するため、コストを節約できます。たとえば、取引を証明するには公証人に料金を支払う必要があります。

• 精度 – 自動化された契約は、より速く、より安価であるだけでなく、フォームへの手動入力に伴うエラーも排除します。

スマート コントラクトを説明する最良の方法は、テクノロジーを自動販売機に喩えることです。通常、弁護士または公証人に行き、料金を支払い、書類が届くのを待ちます。スマートコントラクトを使用すると、自動販売機（台帳のようなもの）にビットコインを入れ、エスクロー、運転免許証などをアカウントに入れるだけです。さらに、スマート コントラクトは、従来の契約と同じ方法で契約のルールと罰則を定義するだけでなく、これらの義務を自動的に強制します。

スマートコントラクトとブロックチェーン

ブロックチェーンの最も優れた点は、許可されたすべての当事者間に存在する分散型システムであるため、仲介者にお金を支払う必要がないことです。 （仲介者）、時間と紛争を節約します。ブロックチェーンには問題もありますが、従来のシステムよりも高速、安価、安全であることは間違いなく評価されており、それが銀行や政府がブロックチェーンに注目している理由です。ブロックチェーン技術の特性を活かし、スマートコントラクトに応用することで、仕事や生活におけるさまざまな契約の改善が容易になります。

さらに関連する知識については、FAQ 列をご覧ください。

以上がブロックチェーンの 4 つのコアテクノロジーとは何ですか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。