区块链如何创建信任链关系?

区块链系统中不同节点之间是如何建立信任的?

区块链是从零开始有序的链接在一起的,每个区块都指向前一个区块,称为前一个区块的子区块,前一区块称为父区块。

 

每个区块都有一个区块头,里边包含着父区块头通过算法生成的哈希值,通过这个哈希值可以找到父区块。当父区块有任何改动时,父区块的哈希值也发生变化。这将迫使子区块哈希值字段发生改变,以此类推,后边的子子区块,子子子区块都会受影响。一旦一个区块有很多后代以后,除非重新计算此区块所有后代的区块,但是这样重新计算需要耗费巨大的计算量,所以区块链越长区块历史越无法改变。

区块链如何创建信任链关系?

区块链中的公有链的信任机制是

区块链中的公有链的信任机制是工作量证明。工作量证明表现了工作能力,更值得别人信任。公有链的信任是一种人类信任协作的新形态,它有着最为广泛的信任范围。正如宾夕法尼亚大学教授KevinWerbach在其论述区块链信任的专著中所述,为所有的使用者提供最为一般化的信任(信用)服务是公有链最为核心的价值,它使得人类首次在达成全球范围内自发性信任。区块链信任的基础在于各方在平权、分散的网络中,独立地记账、验证过程。各个参与者在公有链无门槛、自由出入、多方持有、多方维护的公共账本上独立地记录、验证每一笔交易及合约。在共识机制的作用下,每一个网络参与者都有可能成为会计(记账人),而在交易确认验证的机制下,每一个网络(全节点)都是审计人。因此,公有区块链是一个全球记账、全球审计的网络。

要建立信任社会的区块链产生了巨大的信任危机

人性中的不信任实际是一种变向的自我保护。

当金钱、当健康、当未来、当生命都成了赌注,即使原本善良的人也会想退避三舍。当违约的代价微乎其微,当道德成为仅剩的约束力,人性中的恶就变得堂而皇之,张牙舞爪。魔鬼也是要遵守契约的。

而商业社会正是建立在信任之上,没有信任就不可能有商业。你买的房子,你必须信任建筑商没有偷工减料。即使有,也不能是瞬间塌了那种。你去医院看病,你必须信任医生是有专业水准和道德的,不会乱治病甚至毒死你。

这就形成了一对矛盾,我们既要出于不信任保护自己,又要建立信任从而在商业社会分工协作,工作生活。而从不信任到信任之间的道路就耗费了我们很多精力。人们也想了各种各样的方法去解决。当然成本都很高。

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但区块链的出现,让信任变得简单。不,应该说是相对简单。

很多从事区块链行业的专业人士和区块链信仰者认为,区块链时代一旦降临,就将颠覆我们现在所有的认知,我们将跨入一个全新的时代,一个不再有信任危机的时代。信任是一种协议,存在于潜意识里,但潜意识多变,因而信任关系不稳定。而区块链就是用理性的技术,来解决人性中的不信任。

区块链构建的是一种是去中心化的信任体制,也就是说在不需要第三方担保的情况下可以通过技术来保证点对点之间信任的建立从而达成共识——这就是经典的拜占庭将军问题的解法。而这种社会网络形成后,就意味着我们可以以极低的成本形成社会的信任关系,从而使整个社会运行成本大幅下降。

包括我在内,我之前也是这么想的。我还在币乎写过文章,说明区块链是如何通过算法来达到产生去信任的“魔力”。而现实社会中的运行发现,我们把这一切都想得简单了。

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区块链建立去信任机制的核心在于它的算法,利用算法和去中心化的机制,让整个网络信息无法篡改,谁也无法取得对网络的控制。大家都去信任算法,算法对每个人都公平,而且公开透明。只要按照既定的规则行事,就有可预期的结果。

其实按照这个模式走下去,区块链确实可以达到建立信任社会的结果。但现实和理想差距是巨大的。

随便举几个例子,就能充分地感受到币圈和链圈的信任危机。

交易所,不管是国内还是国外,只要是做加密货币期货合约的,都被指证存在操纵价格或者“拔网线”的恶劣行径,通过这种行为让用户爆仓,从而获取利益。

什么项目都用区块链包装,发币来获取融资。但项目其实就是空气项目,要么什么都没有,要么资质特别差。还有更要命的项目是本来干得不错,但是钱一下子赚得多了,没动力了,于是卷钱走人。

稳定币信任危机。稳定币是币圈非常需要的一种避险资产。尤其是熊市存在大量的需求,USDT在熊市期间也不断增发,可以说就是随便印钞的感觉。可是前段时间还是爆发了信任危机,币价一点都不稳定,最大的原因就是用户认为USDT乱发货币后缺少足额的兑换支撑,缺少监管,信息完全不透明。

例子太多太多。其实熊市的根源就源自于信任危机,因为信任危机大家丧失了信心,从而越跌越惨。

可以看到这多么可悲,一个号称要建立信任社会的技术,竟然产生了如此大的信任危机。这也让我们发现技术不是所有问题的答案。还有很多东西是简单通过技术无法解决的。

区块链常见的三大共识机制

区块链是建立在P2P网络,由节点参与的分布式账本系统,最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中,用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间,无需建立彼此之间的信任,只需依靠区块链协议系统就能实现交易。

可是,要如何保证账本的准确性,权威性,以及可靠性?区块链网络上的节点为什么要参与记账?节点如果造假怎么办?如何防止账本被篡改?如何保证节点间的数据一致性?……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题,由此产生了共识机制。

所谓“共识机制”,就是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;当出现意见不一致时,在没有中心控制的情况下,若干个节点参与决策达成共识,即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立“信任”网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

不同的区块链种类需要不同的共识算法来确保区块链上最后的区块能够在任何时候都反应出全网的状态。

目前为止,区块链共识机制主要有以下几种:POW工作量证明、POS股权证明、DPOS授权股权证明、Paxos、PBFT(实用拜占庭容错算法)、dBFT、DAG(有向无环图)

接下来我们主要说说常见的POW、POS、DPOS共识机制的原理及应用场景

概念:

工作量证明机制(Proof of work ),最早是一个经济学名词,指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作,通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。

工作量证明机制具有完全去中心化的优点,在以工作量证明机制为共识的区块链中,节点可以自由进出,并通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。

应用:

POW最著名的应用当属比特币。在比特币网络中,在Block的生成过程中,矿工需要解决复杂的密码数学难题,寻找到一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。这期间需要经过大量尝试计算(工作量),计算时间取决于机器的哈希运算速度。

而寻找合理hash是一个概率事件,当节点拥有占全网n%的算力时,该节点即有n/100的概率找到Block Hash。在节点成功找到满足的Hash值之后,会马上对全网进行广播打包区块,网络的节点收到广播打包区块,会立刻对其进行验证。

如果验证通过,则表明已经有节点成功解迷,自己就不再竞争当前区块,而是选择接受这个区块,记录到自己的账本中,然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块,才会添加的账本中,其他的节点进行复制,以此保证了整个账本的唯一性。

假如节点有任何的作弊行为,都会导致网络的节点验证不通过,直接丢弃其打包的区块,这个区块就无法记录到总账本中,作弊的节点耗费的成本就白费了,因此在巨大的挖矿成本下,也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议,也就确保了整个系统的安全。

优缺点

优点:结果能被快速验证,系统承担的节点量大,作恶成本高进而保证矿工的自觉遵守性。

缺点:需要消耗大量的算法,达成共识的周期较长

概念:

权益证明机制(Proof of Stake),要求证明人提供一定数量加密货币的所有权。

权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。

应用:

2012年,化名Sunny King的网友推出了Peercoin(点点币),是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。PPC最大创新是其采矿方式混合了POW及POS两种方式,采用工作量证明机制发行新币,采用权益证明机制维护网络安全。

为了实现POS,Sunny King借鉴于中本聪的Coinbase,专门设计了一种特殊类型交易,叫Coinstake。

上图为Coinstake工作原理,其中币龄指的是货币的持有时间段,假如你拥有10个币,并且持有10天,那你就收集到了100天的币龄。如果你使用了这10个币,币龄被消耗(销毁)了。

优缺点:

优点:缩短达成共识所需的时间,比工作量证明更加节约能源。

缺点:本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,转账真实性较难保证

概念:

授权股权证明机制(Delegated Proof of Stake),与董事会投票类似,该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统,就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会,所有股东都在这里投票决定公司决策。

授权股权证明在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时,还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表,而非全体用户。在这样的区块链中,全体节点投票选举出一定数量的节点代表,由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。

同时,区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要,全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格,重新选举新的代表,实现实时的民主。

应用:

比特股(Bitshare)是一类采用DPOS机制的密码货币。通过引入了见证人这个概念,见证人可以生成区块,每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个(N通常定义为101)候选者可以当选为见证人,当选见证人的个数(N)需满足:至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。

见证人的候选名单每个维护周期(1天)更新一次。见证人然后随机排列,每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块,若见证人在给定的时间片不能生成区块,区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速,也更加节能。

DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式达成共识,他们投票选出的N个见证人,可以视为N个矿池,而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人(矿池),只要他们提供的算力不稳定,计算机宕机,或者试图利用手中的权力作恶。

优缺点:

优点:缩小参与验证和记账节点的数量,从而达到秒级的共识验证

缺点:中心程度较弱,安全性相比POW较弱,同时节点代理是人为选出的,公平性相比POS较低,同时整个共识机制还是依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。

金窝窝是如何打造区块链技术的信任机制的?

重庆金窝窝分析:在互联网风靡的时代,区块链的出现可谓是科技领域颠覆性进程,互联网、大数据已被各界行业巨头垄断,人们在互联网上创造了诸多数据,理论上这些是人们私有的数据,然而人们却不能完全拥有它,只能被部分公司所用,这必会导致一些滥用垄断地位的公司,对客户的数据进行非法倒卖。

区块链技术打破行业大数据垄断,运用代码构建了一个最低成本、最有效的信任方式 —— 机器信任,区块链高效收集用户的行为数据,通过其特有的加密技术,对用户的数据提供安全保障,重树数据流通规则。

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