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啥是联盟链,联盟链的核心算法是什么?

摘要
啥是联盟链,联盟链的核心算法是什么?区 块 链 ( Block Chain) 原本只是比特币网络的一种记账技术,近几年来却在金融、知识产权、数据交易、电子证照、慈善、新能源等领域引起了广泛的关注。

    啥是联盟链,联盟链的核心算法是什么?区块链 ( Block Chain) 原本只是比特币网络的一种记账技术,近几年来却在金融、知识产权、数据交易、电子证照、慈善、新能源等领域引起了广泛的关注。为什么就突然“火 ”起来了?我的理解是:


    第一,区块链具有去中心化的特征,不以参与交易的任何一方为中心。去中心化可以带来效率的提升和成本的降低,直接增加了企业的利润。


    第二,区块链具有去信任的特征,也就是假定参与交易的任何一方都不是可信任的。我们通过记录交易的信息,而且是不可抵赖的,来迫使交易各方遵守诚信。因此也可以说,区块链技术很好地回应了目前互联网的痛点— 诚信问题。


    第三,区块链作为互联网的一种基础设施,也可以看作是一种分布式数据库,其核心就是参与交易的多方如何达成共识。在分布式数据库中,为了处理并发事务,需要在不同的节点上维护一个全局一致的状态,传统的做法是通过两阶段锁协议来实现。另一方面,通常大型应用会维护多个数据库副本,以实现数据库的恢复。在多个数据库副本之间维护一致的状态也是一个经典的难题,而解决这个难题的最佳算法实践正是本书中的重点内容— Paxos算法。这个算法在大数据管理时代更是大放异彩,在 BigTable, Hadoop等多个大数据计算平台上得到应用。


    目前市场上关于区块链的很多,但大多偏于介绍区块链的基础知识及应用前景,纯技术的书籍相对较少。区块链的核心问题— 拜占庭共识,针对不同的应用场景,介绍了适用的分布式共识算法。书中包含了很多算法及证明,深入剖析了共识算法的核心思想。本详细介绍了在不同应用场景下的分布式共识算法,包括单纯宕机错误 (节点只可能发生宕机,但不会恶意犯错),拜占庭式错误节点 (可以认为是恶意的节点,呈现任何行为),允许消息签名,仲裁系统,弱一致条件下的共识等,并介绍了分布式存储的一些基础知识(如一致性哈希)。提到的很多算法,特 别 是 P B F T,目前是区块链的重要分支— 联盟链的核心算法。


    对于从事区块链的研宄者或工程技术人员来说,共识算法是需要认真弄清楚的内容。虽然存在不少开源的共识算法或区块链框架,但不同的应用对共识算法的要求是不一样的,应该根据应用的特点选择合适的共识算法,甚至对已有的共识算法做必要的剪裁。要做到这一点,就必须理解基础的分布式共识算法。而这就是本书的最大价值。


    陈晋川博士,自 200 9年从香港理工大学毕业后加入中国人民大学,一直在我的研宄团队里工作。在大数据、分布式数据管理等领域做出了不少优秀成果。晋川从去年开始关注区块链,他在查阅很多文献之后,发现关于区块链核心技术部分的资料很少,很难把握其精髓。在看到本书原著之后,他感觉这正是目前市场所缺少的干货,就决定将其翻译出来。本书内容艰深,为了准确、清晰地将内容译为中文 ,晋川投入了大量心血。作为一线科研工作者,能在背负巨大科研考核压力的情况下,投入如此多精力从事翻译工作,殊为不易。


    其实,这本书不能算是严格意义上的翻译,译者除了原稿翻译之外 ,还增加了很多译者自己的注释,对书中的算法、公式进行注解(作者很多地方写得较为简略)。另外,书中还增加了两章新的内容。一章是 介 绍 P axo s算法的发展史和在工业界的应用情况,另一章是对比分析当前主流的两个共识机制,比特币的P〇W 和私有链的P B F T。现在都 讲 究 “混搭”,也是一种形式的混搭。


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    联盟链是如何实现机构


    联盟链里,参与方都是比较可靠的机构,所以本身参与的节点可信度就要比普通比特币任何一个节点要高很多。比特币使用工作量证明算法,而联盟链的共识算法不同,一般都高效得多,像比特币计算一秒达7笔,我们现在做的共识算法,每秒可以达到两万五千笔。


    联盟链主要是To B,C端用户不参与记帐,只是作为某一个应用的用户而已。普通用户在产品层面对区块链技术的感知会偏弱一点。


    微黄金是腾讯在做区块链项目时实验的第一个内部落地的商业场景。银行、腾讯等多机构参与到微黄金产品中来,用多个节点共同参与记帐。这其中,由腾讯来提供联盟链的底层技术支持,保障底层的性能、安全性、可靠性、便捷性。其它参与的机构主要考虑怎么利用区块链的特性做应用创新,做好业务逻辑就可以了。


    在以前,用原来的传统方式,机构之间的业务是要做中心化的清结算的,要对帐,这是需要耗时间的。但用区块链技术来记帐就自动完成了清结算,事后不需要做清结算动作。多方参与的业务,参与时需要有信任,联盟链就把这个痛点解决了,让信任成本降低,运作更透明,效率更高。


    但联盟链也会面临一些困难。现在不少公司做联盟链进程较慢,一是技术问题,另一个是大家对这个技术本身的认知问题,很多机构、行业对区块链这个事情的认知不是特别够,所以还在各方面的早期,技术需要提升,概念需要普及,认知要能够一致才行,多方面因素导致联盟链技术在推行过程中还需要时间。公有链因为TO C,且有经济刺激,再加上炒币,导致更快的吸引眼球,从而引起更多人关注。


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