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  • 以太坊共识机制

    2018-04-25 23:01:00
    以太坊常用的三种共识机制(算法):PoW(Proof of Work),工作量证明机制;PoS(Proof of Stake):股权证明机制;DPoS(Delegated Proof of Stake),授权股权证明机制。这些共识机制都能在现实生活中找到对应的经济模型,吸引...

    以太坊常用的三种共识机制(算法):PoW(Proof of Work),工作量证明机制;PoS(Proof of Stake):股权证明机制;DPoS(Delegated Proof of Stake),授权股权证明机制。这些共识机制都能在现实生活中找到对应的经济模型,吸引人们参与其中,组成安全网络,并有序运行。但是,长期来看它们各有优缺点,都存在失败的可能。

    下面我们看看这些机制的演进过程。

    PoW(Proof of Work):工作量证明机制

    1.基本原理

    这是比特币采用的共识机制,也是最早的。理解起来,很简单,就是“按劳取酬”,你付出多少劳动(工作),就会获得多少报酬(比特币等加密货币)。在网络世界里,这里的劳动就是你为网络提供的计算服务(算力x时长),提供这种服务的过程就是“挖矿”。

    那么“报酬”怎么分配呢?假如是真的矿藏,显然在均匀分布的前提下,人们“挖矿”所得的比重与各自提供的算力成正比,通俗一点就是,能力越强获得越多。

    2.优点

    机制本身当然很复杂,有很多细节,比如:挖矿难度自动调整、区块奖励逐步减半等,这些因素都是基于经济学原理,能吸引和鼓励更多人参与。

    理想状态,这种机制,可以吸引很多用户参与其中,特别是越先参与的获得越多,会促使加密货币的初始阶段发展迅速,节点网络迅速扩大。在Cpu挖矿的时代,比特币吸引了很多人参与“挖矿”,就是很好的证明。

    通过“挖矿”的方式发行新币,把比特币分散给个人,实现了相对公平(比起那些不用挖矿,直接IPO的币要公平的多)。

    3.缺点

    一是,算力是计算机硬件(Cpu、Gpu等)提供的,要耗费电力,是对能源的直接消耗,与人类追求节能、清洁、环保的理念相悖。不过,如果非要给“加密货币”找寻“货币价值”的意义,那么这个方面,应该是最有力的证据。

    二是,这种机制发展到今天,算力的提供已经不再是单纯的CPU了,而是逐步发展到GPU、FPGA,乃至ASIC矿机。用户也从个人挖矿发展到大的矿池、矿场,算力集中越来越明显。这与去中心化的方向背道而驰,渐行渐远,网络的安全逐渐受到威胁。有证据证明Ghash(一个矿池)就曾经对赌博网站实施了双花攻击(简单的说就是一笔钱花两次)。

    三是,比特币区块奖励每4年将减半,当挖矿的成本高于挖矿收益时,人们挖矿的积极性降低,会有大量算力减少,比特币网络的安全性进一步堪忧。

    PoS(Proof of Stake):股权证明机制。

    1.基本原理

    这是点点币(PPC)的创新。没有挖矿过程,在创世区块内写明了股权分配比例,之后通过转让、交易的方式(通常就是IPO),逐渐分散到用户手里,并通过“利息”的方式新增货币,实现对节点的奖励。

    简单来说,就是一个根据用户持有货币的多少和时间(币龄),发放利息的一个制度。现实中最典型的例子就是股票,或者是银行存款。如果用户想获得更多的货币,那么就打开客户端,让它保持在线,就能通过获得“利息”获益,同时保证网络的安全。

    2.优点

    一是节能。不用挖矿,不需要大量耗费电力和能源。

    二是更去中心化。首先说,去中心化是相对的。相对于比特币等PoW类型的加密货币,PoS机制的加密货币对计算机硬件基本上没有过高要求,人人可挖矿(获得利息),不用担心算力集中导致中心化的出现(单用户通过购买获得51%的货币量,成本更高),网络更加安全有保障。

    三是避免紧缩。PoW机制的加密货币,因为用户丢失等各种原因,可能导致通货紧缩,但是PoS机制的加密货币按一定的年利率新增货币,可以有效避免紧缩出现,保持基本稳定。比特币之后,很多新币采用PoS机制,很多采用工作量证明机制的老币,也纷纷修改协议,“硬分叉”升级为PoS机制。

    3.缺点

    纯PoS机制的加密货币,只能通过IPO的方式发行,这就导致“少数人”(通常是开发者)获得大量成本极低的加密货币,在利益面前,很难保证他们不会大量抛售。因此,PoS机制的加密货币,信用基础不够牢固。为解决这个问题,很多采用PoW+PoS的双重机制,通过PoW挖矿发行加密货币,使用PoS维护网络稳定。或者采用DPoS机制,通过社区选举的方式,增强信任。

    DPoS(Delegated Proof of Stake):授权股权证明机制

    1.基本原理

    这是比特股(BTS)最先引入的。比特股首次提出了去中心化自治公司(DACs)的理念。比特股的目的就是用于发布DACs。这些无人控制的公司发行股份,产生利润,并将利润分配给股东。实现这一切不需要信任任何人,因为每件事都是被硬编码到软件中的。通俗点讲就是:比特股创造可以盈利的公司(股份制),股东持有这些公司的股份,公司为股东产生回报。无需挖矿。

    对于PoS机制的加密货币,每个节点都可以创建区块,并按照个人的持股比例获得“利息”。DPoS是由被社区选举的可信帐户(受托人,得票数排行前101位)来创建区块。为了成为正式受托人,用户要去社区拉票,获得足够多用户的信任。用户根据自己持有的加密货币数量占总量的百分比来投票。DPoS机制类似于股份制公司,普通股民进不了董事会,要投票选举代表(受托人)代他们做决策。

    这101个受托人可以理解为101个矿池,而这101个矿池彼此的权利是完全相等的。那些握着加密货币的用户可以随时通过投票更换这些代表(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,他们将会立刻被愤怒的选民门踢出整个系统,而后备代表可以随时顶上去。

    2.优点

    一是,能耗更低。DPoS机制将节点数量进一步减少到101个,在保证网络安全的前提下,整个网络的能耗进一步降低,网络运行成本最低。

    二是,更加去中心化。目前,对于比特币而言,个人挖矿已经不现实了,比特币的算力都集中在几个大的矿池手里,每个矿池都是中心化的,就像DPoS的一个受托人,因此DPoS机制的加密货币更加去中心化。PoS机制的加密货币(比如未来币),要求用户开着客户端,事实上用户并不会天天开着电脑,因此真正的网络节点是由几个股东保持的,去中心化程度也不能与DPoS机制的加密货币相比。

    三是,更快的确认速度。比如,亿书使用DPoS机制,每个块的时间为10秒,一笔交易(在得到6-10个确认后)大概1分钟,一个完整的101个块的周期大概仅仅需要16分钟。而比特币(PoW机制)产生一个区块需要10分钟,一笔交易完成(6个区块确认后)需要1个小时。点点币(PoS机制)确认一笔交易大概也需要1小时。

    3.缺点

    前几天,比特股的作者发表了一篇被广泛认为很傻的文章(见参考),预言DAO(去中心化组织)和DAC(去中心化公司)都将失败。文中披露了大量实践经验,基本算是DPoS的问题。概括起来,主要是:

    一是投票的积极性并不高。绝大多数持股人(90%+)从未参与投票。这是因为投票需要时间、精力以及技能,而这恰恰是大多数投资者所缺乏的。

    二是对于坏节点的处理存在诸多困难。社区选举不能及时有效的阻止一些破坏节点的出现,给网络造成安全隐患。

    原文由网友imfly编写,最早发布于技术社区github

    分享两个以太坊开发教程:

    1.以太坊 DApp 实战开发入门

    2.去中心化电商 DApp 实战开发

    转载于:https://my.oschina.net/u/3837977/blog/1801233

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  • 以太坊交易收发机制

    万次阅读 2019-04-15 07:34:35
    交易的主要数据结构 序号 数据 描述 备注 1 AccountNonce 发送者的发起的交易总... 以太坊地址 | 3 Price 此次交易的 gas price | 4 GasLimit 本交易允许消...

    交易的主要数据结构

     序号数据描述备注
     1AccountNonce发送者的发起的交易总数量|
     2Recipient交易接受者的地址以太坊地址 |
     3Price此次交易的 gas price|
     4GasLimit本交易允许消耗的最大 Gas 数|
     5Gas要转换的 gas 数|
     6Amount此次交易转移的以太币数量|
     7V签名数据|
     8R签名数据|
     9S签名数据|
     10Payload其他数据|

    交易收发相关协程

    交易数据验证流程

    交易入池流程

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  • 以太坊的经济模型,以太币的发行方式和分配机制,挖矿出块奖励机制
  • 以太币(ETH),作为推动以太坊平台上分布式应用的加密燃料,将会通过挖矿的形式每年以不变的数量发行。每年发行的数量是预售以太币总量的0.3倍。 人们将以太币比喻成“驱动合同引擎运行的燃料”,为此,我们将以纯...

    以太币(ETH),作为推动以太坊平台上分布式应用的加密燃料,将会通过挖矿的形式每年以不变的数量发行。每年发行的数量是预售以太币总量的0.3倍。

    人们将以太币比喻成“驱动合同引擎运行的燃料”,为此,我们将以纯货币的形式来对待以太币。

    主要有两种“通货膨胀”的定义。第一种定义以价格作为判断标准,第二张定义以系统中货币总量-基础货币或货币供应为判断标准。同此,“通货紧缩”也有着两种定义。在这篇文章中,我们将要区分“价格通货膨胀”(经济体中商品和服务总体的价格水平上涨)和“货币性通货膨胀”(经济体中货币发行机制导致的货币供应量增加)。货币性通货膨胀经常但并不总是价格通货膨胀的原因。

    尽管以太坊每年都会发行固定数量的以太币,但是,货币总量增长的速率并不是固定的。以太币通胀率每年递减,使得以太币成为抗通胀的货币。抗通胀是通胀的一个特例,通胀率每年递减。

    每年都会因为有以太币被发送到私钥已丢失的地址中,这会造成大约1%的以太币丢失。以太币可能会因为私钥丢失,拥有者在去世前没有把私钥告诉他人或者故意将以太币发送到没有产生私钥的地址中,造成数量下降。

     

    如果我们假设在预售时会卖出价值40000比特币的以太币,价格是每一比特币值1500以太币,那么将会有60000000以太币将会在创始区块中被创造出来和分配给购买者。每年都会有18000000个以太币通过挖矿的形式发行。考虑到新发行的以太币和丢失的以太币,第一年的通胀率是22.4%。第二年,通胀率降到18.1%。第十年时,通胀率降到7.0%。第三十八年,通胀率是1.9%,第六十四年,通胀率降到了1.0%。

    agaghtsh

    图1. 左坐标轴代表以太币存量(深绿线)。右坐标轴代表货币性通胀率(浅绿线)。水平轴代表年份。(改编自Arun Mittal, 在此感谢。)

    大约到2140年,比特币停止发行,每年还会有一些比特币丢失,比特币的数量将会下降。

    在大约同时期,每年以太币丢失的速度将会与发行速度相平衡。在这种动态的情况下,实现了准稳态,现存的以太币数量不会再增加。如果因为经济扩张,对以太币的需求持续增长,价格会进入通缩机制。对以太坊系统来说,这并不是大问题,因为理论上以太币可以无限细分。只要价格通缩不是太剧烈,价格机制会做出调整,系统会平稳运行。传统的反对通缩经济和工资黏性的理由,可能并不正确,价格通缩并不是一个问题,因为支付系统是随时流动变化的。另一反对价格通缩的观点认为,借款者被迫用购买力随着时间不断增长的货币来偿还债务,如果价格通缩体制是持续的,这也不是一个问题,因为借款的成本将会将会考虑到通缩因素。

    尽管货币性通胀会持续很多年,但是物价水平是由供给和需求决定的,所以货币发行速度与价格水平相关,但是,物价水平并不是完全由货币发行速度决定的。可以预期,以太坊经济的发展速度将会显著的超过以太币供应增长的速度,这会引起以太币相对于法币和比特币的价格上升。

    比特币伟大的价值主张之一是用算法固定住了比特币的发行总量,只有21000000个比特币将会被创造出来。在法币肆意增发的时代,掩饰全球经济体中债务超标问题的企图注定会失败,一种广为接受的、最终可以充当相对稳定的价值存储器密的码学货币货币的前景是很有吸引力的。以太坊认同这一价值,想模仿这一核心的价值主张。

    以太坊也认识到志在为全球经济和社会系统充当分布式,基于共识的应用平台的系统必须着力注重包容性。培育出包容性的方法之一是保持一个具有搅动作用的发行系统。以太坊系统的新加入者可以购买新的以太币或者挖新的以太币,不论他们生活在2015年还是2115年。我们相信我们在培育包容性和保持以太币价值稳定之间实现了很好的平衡。而且恒定的以太币发行,尤其在较早的时期,将可能使得利用以太币在以太坊经济体系内创建企业比投机性屯币更加有利可图。

     

    译者注:

    文章来自以太坊博客http://blog.ethereum.org/2014/04/10/the-issuance-model-in-ethereum/。水平有限,请指正。

    转载于:https://www.cnblogs.com/huazhenghao/p/5516323.html

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  • 以太坊产生的背景  现象:以太坊创始人看到了比特币区块链技术上的缺陷,希望能够让区块链技术可以应用在加密货币之外的领域。 愿景:以太坊希望成为像TCP/IP协议这样的标准,能让以太坊区块链协议内置编程语言...
    1. 以太坊产生的背景 
      1. 现象:以太坊创始人看到了比特币区块链技术上的缺陷,希望能够让区块链技术可以应用在加密货币之外的领域。
      2. 愿景:以太坊希望成为像TCP/IP协议这样的标准,能让以太坊区块链协议内置编程语言,兼容各种区块链的应用,不用像以前那样各自为政分别定义自己的区块链协议
    2. 什么是以太坊 
      1. 以太坊(Ethereum)是一个建立在区块链技术之上, 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用、它被称为区块链2.0
      2. 可以将以太坊理解为区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用
      3. 在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)
      4. 以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发,开发者只要专注于应用本身的开发,从而大大降低了难度
    3. 以太坊的优缺点 
      1. 优点 
        1. 账户:比特币采用的是UTXO模式,以太坊采用的是账户模式,与UTXO相比,account有以下优点 
          1. 节省空间,每笔交易只有一个输入,一个输出,一个签名
          2. 可替代性更高
          3. 编码简单,不需要写复杂的脚本
          4. 轻客户端
        2. 共识:以太坊采用改进的POW与POS,避免了比特币POW的能耗问题
    展开全文
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