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分布式和块链系统中的双花问题-为什么我们需要工作量证明?

作者:投资指南网
来源:http://www.93705.net
日期:2020-09-21 08:45
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分布式和块链系统中的双花问题-为什么我们需要工作量证明?

  

分布式和块链系统中的双花问题:为什么我们需要工作量证明?是由股票配资小助手整理编辑,内容涵盖区块,分布式,工作量,证明,系统区块,双花,alice,节点,工作量,双花问题,共识,分布式网络,台灯,获胜者,算法等;主要讲解的内容是双花问题如果Alice钱包里面有10美元,她可以去购买等值的物品。如果Alice去商店后,发现台灯和桌子都是10美元,那么她只能买其中一样东西。而我们所说的双花问题,正好与之相反,同样的10美元,你可的相关信息,具体详情请继续阅读下文。

 

  

  

分布式和区块链系统中的双花问题:为什么我们需要工作量证明?

 

  双花问题。

  如果爱丽丝钱包里有10美元,她可以买同等的东西。如果爱丽丝去商店发现台灯和桌子都是10美元,她只能买一个。

  我们所说的双花问题恰恰相反。同样的10美元,你可以买两件东西。

  然而,双花的问题在我们的生活中不会发生,因为你在购买东西的同时还要为它们付费(也就是说,这是一个集中的系统)。换句话说,如果爱丽丝在台灯上花了10美元,那10美元就不属于她了。

  然而,在分布式系统中,问题有些不同。

  对于分布式系统,交易记录将被广播给网络中的所有节点(也就是说,爱丽丝将在网络上广播交易信息,这样网络中的每个节点都将知道“爱丽丝花了10美元买了一个台灯”)。

  每个节点记录该交易信息,然后将该信息传输到网络中的下一个节点,并且该过程将继续,直到网络中的所有节点都记录了该消息“爱丽丝用10美元买了一个台灯。”!

  然而,当信息通过一个巨大的网络传输时,也会出现以下问题!

  当信息在网络中传播时,路径是不同的,并且在不同的时间到达不同的节点。

  因为节点将会失败,一些节点可能无法将信息传递给下一个节点,然后此消息将会丢失。

  因此,这将在某个时候发生。有些节点知道爱丽丝花了10美元买了一个台灯,但有些节点不知道这个消息。

  对于那些不知道爱丽丝花了10美元买台灯的人来说,这个信息还没有传达给他们;他们仍然认为爱丽丝还有10美元可以买别的东西。

  因此,对于爱丽丝来说,她很有可能将另一个消息“爱丽丝花了10美元买了一张桌子”传播到网络,如果这个消息在消息“爱丽丝花了10美元买了一个台灯”之前到达节点,那么这个节点将认为爱丽丝花了10美元买了一张桌子。

  这可能造成这种情况,爱丽丝可以花10美元买一张桌子,花同样的10美元买一个台灯;这违背了常识,因为爱丽丝只有10美元,不是20美元。

  这就是双花问题。

  分布式系统中会出现双花问题,因为在巨大的网络中传输交易信息需要时间。

  由于网络中信息传输的时间差,无法保证信息到达节点的顺序和信息创建的顺序相同。

  注意:有些人会说,传输信息将包含一个公共时间戳和哈希值,以确保数据的完整性,这使得很容易解决传输信息将在不同时间到达某个节点的问题。

  然而,Alice可以在签署信息之前伪造时间戳,并将第二条消息放在更早的时间戳中,这会给网络造成混乱。

  在更深层次上,网络现在处于不一致状态,其中一些节点已经验证了“爱丽丝花10美元买了一盏灯”,而其他节点已经验证了“爱丽丝花10美元买了一张桌子”。

  为了解决网络中状态的不一致性(很少节点会验证一个事务,而其他节点已经验证了一个相反的事务),我们需要一个一致性机制来确保事务的顺序,从而使网络回到统一的状态。

  分布式分类账技术与区块链技术的一致性机制。

  “真理不是事物的真理或理由。简单地说,每个人都同意这件事。”。

  ---《坏女巫格雷格·马奎尔:绿野仙踪》?。

  形成这种共识有两种方式。

  基于投票的一致性(可信联盟节点或私有分布式网络,例如超级分类帐):网络中的每个节点都相互了解,每个节点都将投票来验证事务。最后,通过多数表决和保证策略(如实用的拜占庭容错算法)实现交易,只要整个网络的2/3节点通过,保证策略就能使交易有效。

  基于彩票或竞争的共识(没有信任节点的公共链或网络,如以太网):网络中基于工作量证书或权限证书选择的成员可以决定交易是否有效,这个决定需要得到整个网络的认可。无论谁赢得该奖项,整个网络都将同意由获胜节点验证的转移是有效的。

  这种通过竞争选择下一个节点的方式通常是通过解决密码数学问题来实现的,例如工作量证明,或者根据对网络投资的贡献,获得更高的获胜概率,例如股权证明。

  共识机制(无论是投票还是抽签)是让网络决定哪个交易是有效的。网络中的所有节点然后验证交易,这将仅通过有效交易的一致意见来处理。

  有趣的是,有效的交易可能不是正确的交易。在我们的示例中,如果该组将“爱丽丝花10美元买了一张桌子”投票为有效交易,则正确的交易“爱丽丝花10美元买了一盏灯”将被网络的所有节点视为无效。

  事实上,一致性算法的目标不是确定两个事务之间哪个是正确的。一致性算法是为了防止分布式网络中的双花问题(也就是说,在我们的例子中,通过一致性机制,我们可以保证爱丽丝只能花10美元一次);此外,保证整个网络将只同意某些交易信息,任何不同的交易信息将被网络视为无效。

  在“没有信任的网络”中建立“信任”。

  菩提:“你不信任我吗?”。

  约翰·纽塔:“你需要获得信任。”。

  —爆炸点(1991年)?。

  通过工作量证明算法,获胜者可以通过解决数学问题从整个网络中脱颖而出,并且获胜者可以决定网络中哪些事务是有效的,并且成为区块链中下一个块的一部分。

  但问题是,为什么我们需要节点相互竞争来解决复杂的加密数学问题,然后选择赢家?换句话说,为什么我们需要复杂的工作量证明?可以随机选择任何一个节点并称为下一个赢家吗(随机选择)?同时,必须选择这个节点,并对有效的事务做出决定。

  答案如下。

  如果彩票中奖者不是通过计算选择并添加块(或者一些令牌需要计算,例如权益证明),那么任何节点都很容易将下一个块添加到区块链。

  这意味着许多人可以把他们的想法加入区块链,而那些拥有最强计算能力的人可以扩展区块链,获得最长的链。

  中本聪对这一问题的解决方案是“在没有信任的网络中建立信任”,这也是为了确保没有任何一个人或团体(只要该团体的计算能力低于50%)能够通过计算能力来控制整个网络,即控制区块链上的块的创建,同时保持区块链上最长的链。

  因此,基本的原则是,如果你想添加一个区块链块,你需要通过一个非常困难的计算和引入一些机制。在这些机制中,最常见的是工作量证明算法。

  然而,事实上,也有一个延时证明(诗人)机制。该算法需要“等待”一段时间才能将下一个块添加到区块链,从而人为地使添加块的计算难度再次变得非常困难。

  对于权益证明算法,令牌的抵押机制可以选择下一个创建该块的人,这使得任何个人都难以持有足够的令牌来控制整个网络。

  最全面的策略是增加贷款金额,注意微信公众号:富实验室,回复“借钱”就可以了。

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