Quelles sont les quatre technologies fondamentales de la blockchain ?

Les quatre technologies de base de la blockchain : 1. Grand livre distribué, qui joue le rôle de stockage des données dans la blockchain ; 2. Mécanisme de consensus, qui joue le rôle de coordination du comportement des nœuds dans la blockchain ; le rôle du traitement des données ; 3. la cryptographie, qui peut assurer la sécurité des données et vérifier la propriété des données ; 4. les contrats intelligents, qui jouent le rôle d'exécution et d'application des données dans la blockchain ;

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 10, ordinateur Dell G3.

En fait, au cours des dix dernières années, la blockchain a apporté de grands changements et progrès sur la base de la base originale. À partir de maintenant, les quatre technologies de base de la blockchain ont été enrichies : le grand livre distribué, le mécanisme de consensus, la cryptographie et. Les contrats intelligents jouent respectivement le rôle de stockage de données, de traitement des données, de sécurité des données et d'application des données dans la blockchain. En général, les quatre technologies de base ont chacune leur propre rôle dans la blockchain et construisent conjointement les fondations de la blockchain.

1. Grand livre distribué - fonction de stockage

Tout d'abord, le grand livre distribué construit le cadre de la blockchain, qui est essentiellement une base de données distribuée après une donnée. est généré et traité par tout le monde, il sera stocké dans cette base de données, le registre distribué joue donc le rôle de stockage de données dans la blockchain

La blockchain est constituée de nombreux nœuds qui forment ensemble un bout en bout ; Dans le réseau de bout en bout, il n'y a pas d'équipements centralisés ni d'agences de gestion. L'échange de données entre les nœuds est vérifié grâce à la technologie de signature numérique. Il n'est pas nécessaire d'établir une confiance mutuelle artificielle, à condition qu'il soit effectué conformément aux règles établies. . Les nœuds ne peuvent pas tromper les autres nœuds. Parce que l’ensemble du réseau est décentralisé, chacun est participant et chacun a le droit de s’exprimer.

2. Mécanisme de consensus - nœuds de coordination, traitement des données

Deuxièmement, en raison de la nature décentralisée des registres distribués, le réseau blockchain est une structure distribuée, tout le monde peut rejoignez-le librement et participez à l'enregistrement des données. Cependant, en même temps, le problème gênant des « généraux byzantins » se pose, c'est-à-dire que plus il y a de personnes participant au réseau, plus l'ensemble du réseau deviendra difficile. Pour parvenir à l'unification, un autre mécanisme est nécessaire pour coordonner les comptes de tous les nœuds afin de maintenir la cohérence. Le mécanisme de consensus formule un ensemble de règles pour clarifier la manière dont chacun traite les données et complète les opinions entre les nœuds en rivalisant pour les droits de comptabilité unifiés. , celui qui obtiendra finalement les droits comptables utilisera les données traitées par l'ensemble du réseau. Par conséquent, le mécanisme de consensus joue un rôle dans la coordination du comportement des nœuds dans la blockchain et dans la clarification du rôle du traitement des données.

Tout le monde peut participer au réseau blockchain. Chaque appareil peut être utilisé comme nœud. Chaque nœud est autorisé à obtenir une base de données complète. Il existe un mécanisme de consensus entre les nœuds. Par compétition, calcul et maintenance conjointe de l'ensemble. blockchain Si un nœud tombe en panne, les nœuds restants peuvent toujours fonctionner normalement. Cela équivaut à reconnaître vos règles de jeu. Bitcoin a le mécanisme de consensus de Bitcoin. Si le monde le reconnaît, vous pouvez participer au minage de Bitcoin. Parce que vous reconnaissez son mécanisme de consensus, cela peut également être compris comme une reconnaissance de ses règles de jeu. La règle du Bitcoin est d’effectuer d’énormes calculs, et celui qui le calcule en premier sera récompensé par un POW.

Remarques : Quels sont les avantages et les inconvénients du mécanisme de consensus par rapport au PoW, PoS et DPoS ?

PoW est une preuve de travail. C'est une méthode très intelligente. Ses avantages sont :

• L'algorithme est simple et facile à mettre en œuvre

• Pas besoin d'échanger des informations supplémentaires pour parvenir à un consensus ; 🎜>

  Détruire le système nécessite d'énormes investissements ;

• Ses défauts sont également très évidents :

Gaspillage d'énergie ;

• Le temps de confirmation du bloc est difficile à raccourcir ;

• La nouvelle blockchain doit trouver un algorithme de hachage différent, sinon elle sera confrontée à la puissance de calcul de Bit Coin l'attaque ;

• est sujette aux forks et doit attendre plusieurs confirmations

• Il n'y a jamais de finalité et un mécanisme de point de contrôle est nécessaire pour faire ; en vue de la finalité

• Le PoS est une preuve d'équité, qui transforme la puissance de calcul du PoW en équité du système. Plus vous disposez d'équité, plus la probabilité de devenir le prochain comptable est grande. L'avantage de ce mécanisme est qu'il n'est pas aussi énergivore que Pow, mais il présente également de nombreux inconvénients :

Il n'y a pas de professionnalisation, et les participants ayant des droits et des intérêts peuvent ne pas vouloir pour participer à la comptabilité ;

• Il est sujet aux fourchettes et doit attendre plusieurs confirmations ;

• Il n'y a jamais de finalité ni de mécanisme de point de contrôle est nécessaire pour compenser la finalité ;

• Basé sur PoS, DPoS professionnalise le rôle des comptables. Les comptables sont d'abord sélectionnés par le biais des capitaux propres, puis les comptables tiennent les comptes à tour de rôle. Cette approche ne résout toujours pas le problème de la finalité.

DBFT (BFT délégué) est un module de mécanisme de consensus universel qui propose un algorithme byzantin amélioré de tolérance aux pannes, le rendant applicable aux systèmes blockchain.

DBFT est un protocole basé sur la technologie blockchain. Les utilisateurs peuvent numériser les actifs et les droits dans le monde physique et mettre en œuvre des protocoles de réseau décentralisés pour les services financiers tels que l'enregistrement, l'émission, les transactions de transfert, la compensation et la livraison via un réseau peer-to-peer. Xiaoyi peut émettre des capitaux propres de sociétés reconnus par le « droit des contrats » et le « droit des sociétés » chinois, non seulement dans le cercle de la monnaie numérique, mais également dans le secteur financier traditionnel de l'Internet. Xiaoyi peut être utilisé pour le financement participatif en actions, les prêts en ligne P2P, la gestion d'actifs numériques, les contrats intelligents, etc.

Ce mécanisme de consensus est basé sur la « Tolérance pratique aux pannes byzantines » proposée par Castro et Liskov, et a été amélioré pour le rendre adapté aux systèmes blockchain. La technologie byzantine de tolérance aux pannes est largement utilisée dans les systèmes distribués, tels que les systèmes de fichiers distribués, les systèmes de collaboration distribués, le cloud computing, etc. dBFT a principalement apporté les améliorations suivantes :

• Amélioration du mode de réponse aux requêtes de l'architecture C/S en un mode nœud homologue adapté aux réseaux P2P ;

  Améliorer les nœuds de participation au consensus statique en nœuds de participation au consensus dynamiques qui peuvent entrer et sortir dynamiquement ;

• Concevoir un ensemble de votes basé sur la proportion de capitaux propres détenus pour la génération de consensus mécanisme de nœuds participants pour déterminer les nœuds participants par consensus (nœuds comptables) par le biais du vote

• L'introduction de certificats numériques dans la blockchain résout le problème de l'authentification de la véritable identité des nœuds comptables lors du vote
Pourquoi avez-vous finalement adopté une telle solution ?

Réponse : En tant que système de grand livre distribué, la blockchain est déterminée par son modèle économique interne, chaque participant ne le fait pas besoin de faire confiance aux autres participants, ce qu’on appelle le « sans confiance ». Le problème des généraux byzantins décrit comment les participants peuvent parvenir à un consensus sans confiance, et la technologie Byzantine Fault Tolerance est un moyen de résoudre de tels problèmes. De plus, l'environnement réseau de la blockchain est très complexe et sera confronté à des problèmes tels que des retards de réseau, des erreurs de transmission, des erreurs logicielles, des failles de sécurité, des intrusions de pirates, etc., ainsi qu'à une variété de nœuds malveillants. tolérer ces erreurs.

Le mécanisme dBFT sélectionne les comptables en fonction des capitaux propres, puis les comptables parviennent à un consensus grâce à un algorithme byzantin de tolérance aux pannes. Les avantages de cette méthode sont :

Professionnel. comptable ; Les blocs sont définitifs et ne se diviseront pas ;

• La fiabilité de l'algorithme a une preuve mathématique stricte

• Inconvénients :

• Lorsque 1/3 ou plus des comptables cesseront de travailler, le système sera incapable de fournir des services ;

• Lorsque 1/3 ou plus des comptables cesseront de travailler fonctionne Lorsque les gens unissent leurs forces pour faire le mal et que tous les autres comptables sont divisés en deux îlots de réseau, le comptable malveillant peut provoquer la bifurcation du système, mais laissera des preuves cryptographiques ;

En résumé , le point central du mécanisme dBFT est d'assurer au maximum la finalité du système afin que la blockchain puisse être appliquée à de réels scénarios d'application financière. Par exemple, notre mécanisme de consensus Columbus est le mécanisme de consensus DPOS+DBFT. Si une personne ou un appareil dans l'ensemble de notre nœud s'arrête, les autres nœuds fonctionneront toujours normalement et n'affecteront pas l'ensemble du système réseau. Mais si le serveur de Tencent est arrêté, le WeChat de tout le monde ne peut pas être ouvert, car vous n'avez aucun endroit pour récupérer les données. C'est la différence entre un serveur centralisé et un serveur blockchain.

• 3. Cryptographie

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La sécurité des données vérifie la propriété des données, ne peut pas être falsifiée et peut être tracée

• De plus , les données entrent dans la base de données distribuée, il ne s'agit pas simplement de les empaqueter. La structure des données sous-jacente est déterminée par la cryptographie blockchain. Les blocs de données empaquetés seront traités dans une structure de chaîne via la fonction de hachage de la cryptographie. Le bloc contient la valeur de hachage du bloc précédent. Étant donné que l'algorithme de hachage est unidirectionnel et anti-falsification, uniquement dans le réseau blockchain, une fois les données téléchargées sur la chaîne, elles ne peuvent pas être falsifiées et sont traçables. Votre compte sera également crypté via un cryptage asymétrique, assurant ainsi la sécurité des données et vérifiant la propriété des données.

Les modifications apportées à une ou plusieurs bases de données ne peuvent pas affecter les autres bases de données. À moins que plus de 51 % des données de l’ensemble du réseau ne soient modifiées en même temps, il est très peu probable que cela se produise. Chaque transaction dans la blockchain est connectée cryptographiquement à deux blocs adjacents, de sorte que le passé et le présent de toute transaction peuvent être retracés. Voici la structure des données de la blockchain, l'en-tête du bloc et le corps du bloc. Les valeurs de hachage de cryptographie, les horodatages, déterminent son ordre grâce aux horodatages et ne le perturberont pas.

Ce principe opère dans notre système commercial, y compris le système produit. Ce que nous appelons la traçabilité nous permet de savoir où le produit a été fabriqué et quelles sont les matières premières, nous pouvons le retrouver étape par étape, car. nous le faisons à chaque étape. Lors d'une action, les données d'information sont écrites dans le système blockchain, je peux savoir si la matière première est utilisée et si elle est produite à l'aide de ce processus. Grâce à un tel stockage de structure de données, nous pouvons croire ensemble que ce produit est effectivement fabriqué de cette manière, et croire que c'est vrai.

De plus, les données ne sont pas modifiables. Si vous souhaitez les modifier, vous devez atteindre 51% des actions. Du point de vue des capitaux propres, vous avez le droit de parole dans la société si vous en possédez 51. % des capitaux propres de l'entreprise. Ce n'est qu'une possibilité. Pourquoi la technologie blockchain est-elle plus efficace et plus sûre que la technologie Internet ? Parce qu'elle est distribuée, si vous souhaitez modifier les données à l'intérieur, en tant que pirate informatique, vous devez trouver tous les ordinateurs qui enregistrent ce compte, et chaque ordinateur doit le modifier. peut-être pouvez-vous rapidement en trouver un et le modifier, mais il est difficile de tous les modifier.

Toutes les informations sur les transactions dans la blockchain sont publiques, donc chaque transaction est visible par tous les nœuds. Étant donné que les nœuds sont décentralisés, il n'est pas nécessaire de divulguer les identités entre les nœuds. Par exemple, après le démarrage de chaque machine informatique, nous ne savons pas qui a démarré et qui n'a pas démarré chaque machine informatique. Vous pouvez l'allumer chez vous. Il y a un problème de plus de travail et de gain.

4. Smart Contract - Application d'exécution

Enfin, des contrats intelligents au niveau de l'application peuvent être construits sur la base de registres distribués. Lorsque nous voulons résoudre certains problèmes de confiance, nous pouvons utiliser des contrats intelligents pour formuler des accords entre les utilisateurs sous forme de code, énumérer clairement les conditions et les exécuter via des programmes, et les données de la blockchain peuvent être appelées via des contrats intelligents. le contrat Zhitong joue donc le rôle d'exécution et d'application des données dans la blockchain.

Les contrats intelligents peuvent vous aider à échanger de l'argent, des biens, des actions ou tout autre objet de valeur de manière transparente et sans conflit tout en évitant les services d'intermédiaires. On dit même que les contrats intelligents remplaceront le poste d'avocat. l'avenir. Grâce à des contrats intelligents, l'actif ou la devise est transféré au programme, le programme exécute ce code et à un moment donné, il vérifie automatiquement une condition, il détermine automatiquement si l'actif doit aller à une personne ou revenir à une autre personne, ou devrait-il être immédiatement renvoyé à la personne qui l'a envoyé ou une combinaison des deux. (Exécution automatiquement appliquée, aucun échec de s'appuyer sur les comptes) Dans le même temps, le grand livre décentralisé stocke et copie également des fichiers, ce qui lui confère un certain degré de sécurité et d'immuabilité.

Caractéristiques des contrats intelligents

• Autonomie - élimine les intermédiaires et les tiers, c'est vous qui concluez l'accord, pas besoin de compter sur des courtiers ; , Avocat ou autre intermédiaire pour confirmer. Par ailleurs, cela élimine également le risque de manipulation par des tiers, puisque l'exécution est gérée automatiquement par le réseau plutôt que par un ou plusieurs individus potentiellement partiaux qui pourraient commettre des erreurs.

• Confiance - Vos fichiers sont cryptés sur un registre partagé. Quelqu’un ne peut pas dire qu’il l’a perdu.

• Sauvegarde – Imaginez si votre banque perdait votre compte d'épargne. Sur la blockchain, chacun de vos amis vous soutient. Votre document a été dupliqué plusieurs fois.

• Sécurité - cryptographie, cryptage de sites Web, protégez vos fichiers. Pas de piratage. En fait, il faut un pirate informatique très intelligent pour déchiffrer le code et pénétrer.

• Rapidité – Vous devez généralement consacrer beaucoup de temps et de paperasse au traitement manuel des documents. Les contrats intelligents utilisent le code logiciel pour automatiser les tâches, réduisant ainsi le temps nécessaire à une série de processus métier.

• Économies Économies de coûts – Les contrats intelligents peuvent vous faire économiser de l'argent car ils éliminent les intermédiaires. Par exemple, vous devez payer un notaire pour assister à votre transaction.

• Précision – Les contrats automatisés sont non seulement plus rapides et moins chers, mais ils éliminent également les erreurs liées au remplissage manuel des formulaires.

La meilleure façon de décrire les contrats intelligents est de comparer la technologie à un distributeur automatique. Généralement, vous vous adressez à un avocat ou à un notaire, vous les payez et vous attendez que vous obteniez les documents. Avec un contrat intelligent, il vous suffit de mettre un Bitcoin dans un distributeur automatique (comme un grand livre) et de mettre votre séquestre, votre permis de conduire ou autre sur votre compte. De plus, les contrats intelligents définissent non seulement les règles et les pénalités de l’accord de la même manière que les contrats traditionnels, mais appliquent également automatiquement ces obligations.

Contrats intelligents et blockchain

La meilleure chose à propos de la blockchain est que parce qu'il s'agit d'un système décentralisé qui existe entre toutes les parties autorisées, donc pas besoin de payer un intermédiaire (intermédiaire), cela vous évite du temps et des conflits. Il y a des problèmes avec les blockchains, mais elles sont indéniablement considérées comme plus rapides, moins chères et plus sécurisées que les systèmes traditionnels, c'est pourquoi les banques et les gouvernements se tournent vers elles. L’utilisation des caractéristiques de la technologie blockchain et son application aux contrats intelligents faciliteront l’amélioration de divers contrats au travail et dans la vie.

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