亲,你的链是什么链?

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前区块链行业鱼龙混杂,各种概念泛滥,混淆视听,不知亲们是否坐下来好好想过:你真清楚店家卖给你的究竟是什么链?你问清楚了吗?

要想搞明白自家链究竟是什么链,首先得清楚区块链定义,定义清楚后,才能明白自家链究竟是什么链。

区块链定义

区块链是由多个独立节点共同参与的分布式数据库系统,也可以理解为一种特别的分布式账本,由这些节点共同维护。它很难修改、很难伪造、可追溯。区块链记录所有发生交易的信息,过程高效透明、数据高度安全。区块链把数据分成不同的区块,每个区块的块头包含前一个区块的特定信息,区块之间都会由这样的信息与先前的区块环环相扣形成一个链条。从技术层面上看,区块链的核心要素包含以下三个方面:

(1) 块子链和时间戳的块链结构:前一区块的特定信息放在当前区块头里,使用时间戳记录区块创建时间。每一区块有时间戳;都使用前一区块的信息;对每笔交易进行验证;块子链是将所有的区块连到链上。每一块都有时间戳,都使用前面一块的加密信息,再次加密。

(2)多独立节点,每个节点在独立作业的同时也存着同样的信息,并且拥有同样的权利,共同维护整个系统。这一点如果不能保障的话,就不可称之为区块链。若链上的某一个节点有特殊的权利,甚至这个特殊节点可以改变链上数据,这样的链违背了区块链的真意,不再是区块链。与现有的分布式存储不同,区块链分布式账本是同步的,而不是在一个账本形成之后,再制成多个备份。

(3)拜占庭容错的共识机制:容忍少于三分之一的节点恶意作弊或被黑客攻击,保证系统仍然能够正常工作。拜占庭将军的共识算法在三分之一节点恶意作弊的情况之下,系统正常运行。

这三个特征,逐步递进:

特征 (1) 指出区块链是一个“难被更改的账簿”;

特征 (2) 指出区块链是一个“独立的分布式系统, 每个节点有同样信息”;

特征 (3) 指出区块链是一个“可以容忍1/3节点说谎的分布式系统”。

特征 (1+2+3) 指出区块链是一个“可以容忍1/3节点说谎的分布式账簿,每个节点有同一账本,很难被更改”。

根据以上这些条件,当前市面上主要存在的区块链可以分为几大类:

链的种类

A. 真链:这种链使用拜占庭将军协议作为共识机制,至少需要三轮投票。每个节点都是相互独立的,存储同样的数据,使用加解密算分。

天德链使用CBFT拜占庭协议

B.  弱链:弱化的区块链使用数据库一致性协议,这些称之为“刘关张”协议,而不用拜占庭将军协议。“刘关张”协议就是节点之间互信的协议,刘备、关羽、张飞三人桃园结义,互相信任对方,他们互不欺骗对方,三兄弟齐心协力。如果将他们对应于传统的区块链系统各个节点,也就是说各节点只可能出现死机或是断开连接的情况,不会向其他节点发送虚假消息,互信协议中不会出现恶意节点(向不同的节点发送不同的消息)。这样的协议无法发现或抵挡恶意节点,这些恶意节点的攻击可以使系统瘫痪。这样的链只能在“信任”环境里运行,里面节点不能说谎。这样的一致性协议只需要两轮投票。弱链因为少了一轮投票,所以速度会比真链快,但无法抵抗拜占庭将军攻击。

 刘关张桃园三结义,因为互相信任,不能防止拜占庭将军攻击

C.  伪链:有些区块链为了取得更快的交易速度,采用了中心化的控制,这直接和区块链定义冲突,所以这种区块链为“伪链”。这种伪区块链披着区块链的外衣,却是中心化的系统。在一个中心化的系统中,控制整个区块链的中心节点就是这个系统最为薄弱的环节。如果中心节点故意说谎或者被人攻破,则整个区块链瘫痪。不论是公链或是私链,都可能是中心化的链。区块链不能采用中心化的系统来实现,这完全违背区块链的初衷。由Linux基金会发起的HyperLdger系统中每笔交易信息都要经过Zookeeper软件处理,由于Zookeeper是一个中心化的系统,所以HyperLedger是一个中心化的系统也是一个伪链。

Hyperledger 使用中心化的系统(Zookeeper)来实现

还有其他伪链使用已经被证实使用了不安全的加密算法。国外有一公司自称有高速区块链,仔细问答后才知道是使用已经被证实不安全的加密算法。使用这样的加密算法链肯定不安全,这样的链也是伪链。

伪链最大的风险,就是不安全。如果中心被攻破,整个链就被攻破;使用不安全的加密算法,区块链系统不安全。

D.  非链:有些系统设计理念与区块链类似,但改变区块链的架构,或只者保留一部分区块链机制,这些系统称为“非链”。顾名思义,非即不是,意为不是区块链,但又和区块链有一定的联系。出名的非链包括IOTA、 Hashgraph、Corda、 闪电网络、Guardtime.

例如IOTA,新一代公共分布式账本,其核心利用了一种基于有向无环图(DAG)的新数据结构。通过DAG,IOTA能够实现较高的交易吞吐量,IOTA和区块链存在很大区别,他们有两个不同的架构。

IOTA 不是区块链, 是区块链延伸

Hashgraph也使用了类似于DAG的共识机制,它使用了以下两种技术:(1)互相传播(Gossip about Gossip);(2)虚拟投票(Virtual Voting)。互相传播本质上意味着向本次传播附加一些额外的信息,即两者之间互相传播内容的哈希值。通过使用这些信息,就可以创建Hashgraph,而且有更多信息传播时,每一个节点都可以持续更新。一旦Hashgraph形成,就很容易知晓节点的投票,因为当每一个节点收到信息时,我们也都知道了它们所拥有的信息。这个数据可以用作投票机理的输入值,就可以很快找到。Hashgraph属于非链。

Corda也是一种非链。他的出发点是公司与公司之间的单笔合约,其共识也只发生在单笔交易的参与方之间,而并不对所有的参与者进行共识,数据的同步也只是在单笔交易的参与节点之间,而不是在所有节点之间的,这与区块链的设计是不同的。Corda采用了刘关张一致协议保证数据一致性,在验证的过程中使用了数字签名。

非链还有闪电网络和Guardtime,它们各自拥有不同的功能,满足不同场景的需要。非链前途未卜,能不能被金融市场接受还是一个问题, 例如加拿大央行对Corda就有三个严重批评, 指其不成熟,使用Corda会增加银行系统的风险。

现在大部分的非链还没有经过严格的检验,或是没有通过央行的测试,进步的空间非常大。但随着技术不断进步,区块链的功能更加完善,非链也会进步。由于非链可以有全新的创新,以后无数的新非链可以出现,说不定非链有一天可以成功,飞越起来,成为“飞”链。

加拿大央行过去两年积极验证区块链

非链如果使用中心化系统,那也是伪链。例如Ripple公司的协议在今年被证实是由中心控制的,因此它既是非链,又是伪链。

E.胡链:意为“胡言乱语”的链,这些区块链设计没有科学依据,甚至与事实依据相违背。例如有些区块链宣称有可以容错超过1/3错误节点的共识协议,这与科学相违背,就是“胡链”。胡链的白皮书可能是抄袭别人的,将几种不能融合的技术放在一起,其中提到的参与单位可能是不可能参与的。胡链如果没有真正做出来,就是空链。胡链也可以称湖链,“胡”和“湖”不分,因为都是胡言乱语, 没有科学依据。

F.空链:当前市面上存在很多假的项目,这些项目只发币炒币,但并没有具体落地的链,这些链被称为空链,意为“空气链”或是“在太空的链”。

表1 区块链分类及特点

种类

特点

真链

共识机制为拜占庭将军协议

弱链

每个节点互相信任,使用刘关张协议

伪链

使用中心化协议或是系统, 或是使用不安全的加密算法

非链

有区块链理念,但不是区块链

胡链

无科学根据的链

空链

只发币,没有链

几种链之间的关系如图1所示。

图1 各种链关系

图1表示, 一个真链和伪链、非链、弱链、胡链、空链没有交集;一个弱链和真链、非链、胡链、空链没有交集;一个伪链可能是非链或是胡链,但不能是真链或是弱链;一个非链不能是真链或是弱链, 但非链可能是伪链(如果使用中心系统来实践);一个胡链不能是真链或是弱链,但可能是伪链。

泰山沙盒知道如何分析链

单从技术白皮书并不能真正明确链的种类,亲们要想搞清楚自家链到底属于哪一种,必须通过测试这些系统才能得到答案。白皮书反而可能是胡链和空链的来源。伪链也需要大量研究后才能知道。

但是泰山沙盒可以分析公链和私链,他们是真链, 还是非链、伪链、胡链、空链, 泰山沙盒都可以知道。真链可以用沙盒的追纵共识协议,如果3轮投票,便是真链,如果2轮投票, 就是弱链。如果每个交易经过一个中心系统,那就是伪链。空链是不会来被测试的,客户可以要求店家提供链的证明。如果使用伪链,店家是否要负全责呢。

泰山沙盒自动生成的测试记录,验证一个链是不是真链

总结

真链:亲,恭喜你的链被泰山沙盒测试过,是真正的链!

泰山沙盒是区块链验证利器,在青岛崂山落地

弱链:亲,你的链好可爱,跑的那么快,但能看家吗?

弱链可以像走鵑(Roadrunner)高速运行,但不能防止拜占庭将军攻击

伪链:亲,你的链为什么围着一个中心在绕?你的链不是“去中心化”的吗? 亲,这样的系统可能安全吗?

中心化的伪链违反区块链原则,不是区块链

非链:亲,你的链在飞(非),何时可以落地使用? 

飞(非)链可以有新思想,但新思想需要经过检验

湖(胡)链:亲,你的链为什么能跑在湖面上?不需要服务器也不需要电,真是神奇!世界最出名的科学家都做不出来。能订购一个吗?

湖(胡)链可以提出各样新设计,但因为不符合科学,等于是在水上行走

空链:亲,你的链在太空,太了不起了!请问一下,在哪个星座,让我用望远镜看一下?

空链在宇宙太空中,只是找不到

引用

[1]蔡维德:区块链技术重塑商业.

https://mp.weixin.qq.com/s/isfV5Sn64vEidKCaA8SNjg

[2]Index- Apache ZooKeeper - Apache Software Foundation.

https://cwiki.apache.org/confluence/display/ZOOKEEPER/Index

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[4]区块链:具有改变世界潜力的颠覆性新兴技术——专访国家“千人计划”特聘专家、北京航空航天大学教授蔡维德.http://www.1000thinktank.com/zxgz/16609.jhtml

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[9]Yu L, Tsai W T, Li G, et al. Smart-Contract Execution withConcurrentBlock Building[C]//Service-Oriented System Engineering (SOSE), 2017IEEESymposium on. IEEE, 2017: 160-167.

[10]Tsai W T, Bai X, Yu L. Design Issues in Permissioned BlockchainsforTrusted Computing[C]//Service-Oriented System Engineering (SOSE), 2017IEEESymposium on. IEEE, 2017: 153-159.

[11]Kreps J, Narkhede N, Rao J. Kafka: A distributed messaging systemforlog processing[C]//Proceedings of the NetDB. 2011: 1-7.

[12]Lamport L. Generalized consensus and paxos[R]. TechnicalReportMSR-TR-2005-33, Microsoft Research, 2005.

[13]什么是IOTA?它和物联网、区块链有什么联系.

http://sh.qihoo.com/pc/94b36d686c1b0c585?sign=360_e39369d1

[14]区块链互联网.

https://mp.weixin.qq.com/s/7cTVxvGVPZeax0zuUAhWmg

[15]Richard Gendal Brown, ChiefTechnology Officer, R3, Introducing R3 Corda™: A Distributed Ledger Designedfor Financial Services,http://www.r3cev.com/blog/2016/4/4/introducing-r3-corda-a-distributed-ledger-designed-for-financial-services

[16]向继志. 区块链:是“野蛮生长”,还是“笑傲江湖”?——专访区块链专家蔡维德[J]. 中国信息安全, 2018(3):96-99.

[17]蔡维德.熊猫-CBDC央行数字货币模型.

https://mp.weixin.qq.com/s/VMF1R9q2D61-2R3neo6lGg.

[18]蔡维德.天德科技全球首创双链设计,引国际金融技术界关注.

https://mp.weixin.qq.com/s/J_dvTOXyrd-7jJHvSgb7kA.

 [19]蔡维德,张弛,刘璨.区块链技术几个重要的坑(上).

https://mp.weixin.qq.com/s/t3myn-sUw4YnuQ3Xki6xBw

[20]蔡维德.真伪区块链——泰山沙盒知道.

https://mp.weixin.qq.com/s/7fgQ8ao0g6IK2HDQDfBSBw

[21]蔡维德.区块链教育实事求是,不教空气链.

https://mp.weixin.qq.com/s/Po0crZE0ttk2nHYa6KGK2w

本文来源: 蔡维德 文章作者: 蔡维德 我要纠错
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