2020年以来,多家大型企业相继宣布启动区块链人才引进/培养计划,并探索与高校或科研院所合作,共同培养区块链人才。目前,上海交通大学、麻省理工学院、华东师范大学、中山大学等国内外知名高校均已加入。狂野魔法链为大家带来第二期基础知识科普。
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区块链是一种去中心化的分布式账本系统。由于点对点网络下的网络延迟高,各个节点观察到的交易顺序不可能完全一致。因此,区块链系统需要设计一种机制,对相似时间段内发生的交易顺序达成共识。这种在一个时间窗口内就交易顺序达成共识的算法称为“共识机制”。
拜占庭问题求解算法
(1) PBFT:投票机制,1节点1票,少数服从多数,允许1/3的节点不可靠,但不能防止Sybil攻击;
(2) 区块链引入奖励机制和惩罚机制(游戏)来辅助解决问题,这是工作量证明算法的基础,使得作恶的成本高于收入,从而防止不良行为;
(3) 交易从来没有最终状态,但有一个最接近最终状态的状态。通常经过6个区块的开发,交易被推翻的可能性极小。
工作量证明(POW)
(1) 工作量证明机制使得区块的生成在计算上变得困难,增加了攻击成本;
(2) 从统计的角度来看,一笔交易在6个区块之后被认为是明确确认且不可逆的。核心开发人员认为,需要120 个区块才能充分保护网络免受使用新铸造硬币的潜在更长时间攻击区块链的影响;
(3) 虽然更长的区块链变得不太可能,但任何拥有大量经济资源的人仍然有可能创建更长的区块链来伪造交易(51% 攻击)。
股权证明(POS)
(1) 权益证明机制有多种变体,但基本概念是出块难度与网络中的权益(持股比例)成正比;
(2) 解决POW的资源消耗问题。
委托权益证明(DPOS)
(1) 各股东按持股比例产生影响,51%股东表决结果不可逆转且具有约束力,类似于POS;
(2) 每个股东将投票权授予一名代表,得票最多的前100名代表将按照既定时间表依次出块。每个代表都被分配了一个时间段来生产区块;
(3) 所有代表将获得相当于平均一个区块的交易手续费的10%作为奖励;
(4) 该模式每30 秒产生一个区块。
基于交易的权益证明(TaPOS)
(1) 通常POS代表是短期的;
(2) TaPOS 为股东提供直接批准其代表行动的长效机制;
(3)平均51%的股东可以在6个月内直接确认每个区块;
(4)交易流通活跃的股份比例,平均10%的股东可以在几天内直接确认区块链。
零知识证明
零知识证明(Zero-Knowledge Proof)由S.Goldwasser、S.Micali 和C.Rackoff 在1980 年代初期提出。它诞生于区块链之前,却因为区块链而被大家所熟知。它是指证明者在不向验证者提供任何有用信息的情况下,使验证者相信某个断言是正确的能力。
在当今时代,个人身份与大量信息相关联。你的手机号、身份证号、银行卡号等都绑定在一起了。只要您知道自己的手机号码,就可以通过关联信息获取您的个人信息。姓名、出生年月日等信息,可以说是“一拉一拉,牵一发而动全身”。
在区块链世界中,地址用于代表交易双方,达到了匿名的作用。不过,虽然链上信息是匿名的,但是链上信息绑定的链下信息,像很多交易所一样,已经将链上地址与链下银行账户、支付宝绑定,便于追溯真相。世界交易的两个方面使匿名性消失。
零知识证明可以保证交易的有效性,同时隐藏发送方、接收方和交易金额等其他细节
交互式零知识证明协议的基础是交互式。它需要验证者不断地询问一系列关于证明者拥有的“知识”的问题。证明者通过回答一系列问题使验证者相信证明者确实知道“知识”。然而,这种简单化的做法并不能让人相信证明者和验证者都是真实的,两者可以提前串通起来,让证明者在不知道答案的情况下仍然可以通过验证。 Non-interactive 非交互式零知识证明不需要交互过程,避免了串通的可能性,但可能需要额外的机器和程序来确定实验的顺序。
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课后作业:
1、主流的三大共识机制是什么?
3. 零知识证明的使用