区块链始于比特币带来的技术革新
区块链正在引发覆盖人类社会的一场声势浩大的全面彻底的革命
Ver 2022.2
<周朝晖>
🐦 @zhous98 | 👋 DAism.io
1️⃣ 比特币:区块链 1.0
2️⃣ 钱包:区块链的入口
3️⃣ 以太坊:区块链 2.0
4️⃣ 通证标准的进化与应用
5️⃣ 去中心化交易与支付
6️⃣ 以太坊改进提案
7️⃣ 区块链发展:激励式开源协作
初学者每个幻灯的自学时间预计不低于30分钟
scientia potentia est(拉丁語:知识就是力量),人类最强大的力量聚集于互联网。
全球互联网用户人数突破 50 亿,占全球人口 63%。
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……
2008年11月1日,一位名叫中本聪(Satoshi Nakamoto)的人首先在《比特币:一种点对点的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)中提到了比特币。
他写道:
我一直致力于建立一个新的电子现金系统,完全点对点,无需“可信第三方”。主要功能包括:通过点对点网络(P2P)防止双重支付;无需“可信第三方”;参与者可以是匿名的;新币通过工作量证明机制产生;工作量证明机制同样还可以防止双重支付。
中文版链接:
共识机制的作用:让节点(网络设备,但实际上是人)合作记录账单。
共识是一种无法搁置议题的合作形式!
达成共识的计算机算法,即共识算法。
达成共识的规则,即共识规则。
它是指每个区块链都有自己精心设计好的规则性协议,这些协议通过共识算法来保证它们可靠地得以执行。
譬如比特币记账的共识规则为工作量证明(PoW)。
多数情况下是同时包含了共识算法和共识规则的说法。
1️⃣ 工作量证明(Proof of Work)
工作量证明是一种对应服务与资源滥用、或是阻断服务攻击的经济对策。一般是要求用户进行一些耗时适当的复杂运算,并且答案能被服务方快速验算,以此耗用的时间、设备与能源做为担保成本,以确保服务与资源是被真正的需求所使用。
我们把用户为获利而付出劳动的行为称为“挖矿”。
优缺点都很明显。后面我们会稍作讨论。
2️⃣ 权益证明(Proof of Stake)
权益证明(PoS)是以共识算法的方式,通过使用伪随机数或其它规则指定质押货币的人为矿工(记账员)或交易的验证者,并获得奖励或(及)交易手续费。
DPoS即授权权益证明(Delegated Proof-of-Stake),则是股东投票产生代表。得票最高的代表(一般筛选出101个)有权将交易打包成区块,并获得系统的奖励和交易手续费。同时,他们还可能被赋予项目基金支配等决策权。DPoS 的问题很快在 EOS 公链项目上爆发出来,也很快被整个行业所淘汰。
以太坊坚定地选定 PoS 作为其2.0版本的共识机制,可以说对 PoS 寄予了厚望!以太坊的 PoS 从本质上说是 PoW 和 PoS 的混合体,因为每个矿工都是有工作任务要做的,质押仅仅只是为了能给与作弊者惩罚。
PoS 荣获麻省理工科技评论2022年“十大突破性技术”之一
一种在不消耗大量能源并确保数位货币安全验证交易的替代方法。以太坊计划今年(2022)过渡到该系统,将能源使用量减少 99.95%。
主要研究者:Cardano,Solana,Algorand,以太坊。
技术可实现性:以太坊2022年可实现
3️⃣ 其它共识机制
区块链已经实践过的共识机制还有好几十种,如Proof of Importance(重要性证明)、Proof of Assets(资产证明)、Proof of Burn(烧毁证明)、Proof-of-Purchase(购买证明)、Proof-of-Time(时间证明)、Proof-of-Identity(身份证明)和Combining Proofs(混合证明)等。
课外阅读
比特币系统出题(题的难度是全部矿机需要十分钟才能提交一个正确答案),矿机暴力破解并提交正确答案,获得记账权。开始记录十分钟内全球的比特币转账的账单。完成后广播,其他矿工对账单进行核查。账单无误记账矿机获得比特币奖励以及所有交易的转账手续费。
比特币挖矿实际承担的任务:
为全球的比特币交易记账——大约每十分钟,抢得记账权的矿工,将全球的比特币交易记录到一个区块里。
发行比特币——比特币系统将给记账的矿工一笔比特币奖励。最早是50个比特币的奖励。该报酬大约每4年减半,现在每10分钟比特币网络奖励12.5个比特币。因此实际上,奖励也就是比特币的发行机制。
维护比特币网络的安全——通过PoW即工作量证明,无需中心化组织的信用背书。
挖矿难度(mining difficulty)有时候又被称为“区块难度”(block difficulty),它是用来衡量挖出一个区块平均所需要的运算次数的指标。对挖矿难度最简单的理解是:在某个固定的算力下,挖到一个区块所需的时间。
算力(Hashrate)是矿机每秒产生哈希(hash)碰撞的能力,也就是比特币矿机产出比特币的计算能力。算力的单位转换关系是1 exahash=1000P,1P =1000T,1T =1000G……
每隔两周,比特币挖矿难度会根据最近这个周期开采的区块数量而进行调整 。
分叉分两大类三种情况:
比特币和以太坊的区别:
软分叉
软分叉是在原有的规则范围内强化既有规则。譬如新规则将区块的大小上限由 1MB 减小到500K,因原有规则为区块大小未超过 1MB 即有效,所以未升级的节点继续将新交易视为有效。然而未升级节点继续挖出的 1MB 区块将被已升级节点视为无效区块而被否决。
硬分叉
硬分叉是改变原有的规则,引入不兼容旧软件的新规则。譬如将区块的大小上限由1MB 增加到8MB,没升级的节点会将新区块视为无效,因此未升级节点无法协同已升级节点的工作。
比特币被设计为去中心化自治系统,自2009年1月3日创世后,以既定规则在因特网中自主运行,不依赖某个机构的服务器,也无须某个机构来监管。
在理论上确保了任何人、机构或政府都无法操控比特币的货币总量,或者制造通货膨胀。
问题:
中本聪失踪,比特币已经13年,技术几无进步。
成功的匿名技术,是比特币最重大的创新,也是其最为关键的基石!
本图源自比特币白皮书
现实的中心化世界交易是实名的,因为你将身份信息交给了第三方。
比特币的新隐私模型,在交易中有效隔断了你的身份信息——请注意如果不是“有效隔断”,那中本聪就是在忽悠全人类。
在用户提交交易时,地址和公钥都会被记录到账单中,但不直接出示私钥而只需私钥通过一个加密方法对交易进行签名(算法后面会介绍)——总之私钥是没有暴露的。
另外:数据公开透明是保证区块链安全的最后一道屏障,因此比特币抛弃了对数据进行加密这一通用的保护隐私的手段!
比特币是不是一个可靠的支付币种?为什么?