深度解析區塊鏈的分布式模式_區塊鏈

本文從分布式系統角度討論了區塊鏈中的幾種創新模式：不可變模式、異步和共識以及網絡容錯可靠性。

不可變模式

區塊鏈是不可變的。分布式系統已經在相當一段時間內依靠不變性來消除異常。比如日志結構的文件系統、日志結構的合并樹和Copy-On-Write是分布式系統中用于模擬不可變數據結構的常見模式/技巧。區塊鏈以類似于事件溯源EventSourcing的方式來處理事務，這是分布式計算中用于處理事實和操作的常用技術。不是用最新數據覆蓋舊數據，而是創建一個包含所有事件/行動的只能不斷追加append-only的日志。

帕特·赫蘭德在他重要的流行論文“不變性改變一切”中描述了不變性：

會計師不能使用橡皮擦;否則他們舊可能蹲監獄。分類流水賬中的所有條目都保留。可以進行更正，但只能在分類帳中新增要進行更正的條目。正如當公司的季度業績公布時，會包括上一季度的小幅修正，這種小修正是屬于追加性質的，因為上一季度的數據已經公布，無法改變，只能在本季度進行數據修正，這種修正從時間角度看實際是新增追加。

加密交易所的身份檢查因AI深度造假的發展而面臨風險:金色財經報道，人工智能（AI）的興起引發了人們對加密貨幣交易所身份驗證工具日益增長的擔憂。隨著人工智能技術的快速發展，創建深度偽造身份證明的過程變得比以往任何時候都容易。對加密貨幣中人工智能風險的擔憂已引發一些知名行業高管就此事發表講話。全球主要交易所幣安的首席執行官兼創始人趙長鵬于8月9日在Twitter上對不良行為者在加密貨幣中使用人工智能發出警報。趙長鵬寫道，“從視頻驗證的角度來看，這非常可怕。即使他們給你發了視頻，也不要給他們送錢。”[2023/8/9 21:34:50]

區塊鏈是簡單的分布式會計分類帳，因此名稱稱為DistributedLedgerTechnology，簡稱DLT。

HOGT當前LP底池深度已突破600萬USDT:據了解，HOGT將于5月16日19:00上線HECO鏈，開啟六大礦池挖礦，聚合池、本幣池、憑證池、LP池、DAO池、邀約專屬池。HOGT上線前7小時，“HOGT/USDT-LP”流動性底池資產折合已突破600萬USDT。

HOGT是基于火幣生態鏈打造的綜合性DeFi生態服務平臺，融合聚合收益、借貸、DEX等多板塊業務，致力于建設DeFi全生態服務系統，幫助用戶通過更便捷的途徑實現資產增值，讓金融更便捷，讓財富更自由。[2021/5/16 22:08:03]

異步

區塊鏈可能運行在距離數千英里的各種服務器上。在這種異步網絡中想保證各種訂單交易的前后順序性是分布式系統經典問題。所有不可能的理論如像FLP定理(分布式系統的共識(consensus)算法)和CAP定理都適用于區塊鏈。

鏈上ChainUP WaaS聯盟與布洛克科技達成深度戰略合作:據官方消息，鏈上ChainUP WaaS聯盟與布洛克科技宣布達成深度戰略合作，雙方就區塊鏈技術應用落地、區塊鏈金融服務、資金安全等方面深度合作。

BLOCK GLOBAL旗下涵蓋六大生態板塊：全球媒體矩陣：布洛克科技、blocktimes、Coinin、Beecast；數字礦業BLOCK STAR涵蓋BTC、ETH、IPFS礦場、礦機、云算力及數字礦業金融；數字金融戰略投資GEX、Huobi Indonesia等交易平臺；數字基金BLOCK ECO FUND累計投資項目70余個。

鏈上ChainUP WaaS聯盟作為企業專享的數字資產托管及金融服務平臺，提供主鏈資產托管、節點服務、主鏈定制開發、熱門幣種一鍵接入、共管錢包、借貸理財等多種功能服務，聯盟企業轉賬 0手續費、實時轉帳，同時企業通過WaaS聯盟提供的借貸、理財等多種金融服務可有效提升資金使用效率與沉淀資金價值。目前已有超過500家企業加入鏈上ChainUP WaaS聯盟。[2021/1/22 16:45:59]

如同分布式系統一樣，區塊鏈塊中沒有“現在”概念，分布式系統中的不同節點的時鐘可能會相互隔離，因此，在全局所有機器上的對事件進行全局性的實時排序并不簡單，因為所有節點時鐘不能始終處于同步之中，因此使用機器本地時間戳將不再有幫助，除此之外，消息的延遲可以達到任意時間，可以是毫秒或秒級，甚至達到分鐘甚至幾天的數量級，對于比特幣區塊鏈，創始人中本聰設計了一種巧妙的方式來排序訂單交易，以防止雙重支出的問題，在沒有全局時鐘情況下使用了分布式Timestamp服務器。中本聰的比特幣白皮書中說：

最高人民法院院長周強：積極推進區塊鏈等科技創新成果同審判執行工作深度融合:11月26日，推動長三角一體化發展司法工作座談會在最高人民法院第三巡回法庭召開，最高人民法院院長周強出席會議并講話。周強要求，要堅持用改革思維和科技手段破解難題，大力深化司法體制改革和智慧法院建設，積極推進大數據、人工智能、區塊鏈等科技創新成果同審判執行工作深度融合。要推動長三角一體化司法協作平臺建設，探索建立集中送達等平臺，實現司法服務信息和資源共享。（人民網）[2020/11/27 22:22:19]

我們的解決方案是基于時間戳服務器，時間戳服務器的工作就是通過獲取要被時間戳標識的某個區塊的條目的哈希值，然后廣泛發布這個哈希值，例如在報紙或BBS帖子中，總是附加具體的發布時間，這個時間戳提供了當時數據存在的證明。每個當前時間戳包含之前的時間戳哈希，由此形成一個鏈條，這樣一個時間戳相當于有兩份存在證明，更加堅固可靠。

IntelliShare與BlocKKnew達成深度戰略合作:近日，基于區塊鏈技術的底層網絡協議“IntelliShare（INE）”與區塊鏈運營機構BlocKKnew達成深度戰略合作關系，雙方將在策略宣傳以及邏輯運營方面開展深度合作。

據悉IntelliShare計劃在五月中旬正式啟動INE TestNet測試網全球測試，屆時將向全球社區開放測試。IntelliShare成立于2017年底，由極豆資本、想象力基金、科銀資本、共識實驗室、Lambda生態基金、JLab實驗室、INA Capital等十余家區塊鏈機構與傳統機構聯合戰略投資。[2020/4/20]

這類似于DBMS中通過事務日志記錄保存所有對數據庫的寫入操作事件。在這種情況下，區塊鏈本質上是一個分布式事務日志。

共識

在沒有全局同步時鐘的情況下，決定訂單交易順序的唯一方法是通過分布式共識。就像在分布式機器上對事件/事務進行排序達成共識一樣，但是在分布式系統中達成共識很困難：

FLP表明，在異步網絡中，消息可能被延遲但不會丟失，如果至少有一個節點發生故障停機了，那么就不可能達到所有機器獲得共識一致。

能夠對網絡的崩潰故障進行容錯的算法有：Paxos，Zab，Raft，Viewstamped復制，這些網絡容錯算法能夠在流程或機器可能發生崩潰或導致消息傳遞延遲的情況下達成共識一致性。上述算法通常在一個可控的組織內實現分布式系統。

區塊鏈工作在更加復雜的條件下，用來處理稱為“拜占庭將軍問題”的故障類型，其中一些節點可能是惡意的，因為節點是由不相互信任的不同實體/組織運行。區塊鏈假設是你自己的網絡并不在你身邊。因此，您需要拜占庭容錯算法才能在區塊鏈中達成共識。拜占庭容錯算法已經在分布式系統文獻中存在很長期的研究了。1999年，MiguelCastro和BarbaraLiskov介紹了實際拜占庭容錯算法，該算法提供了高性能拜占庭狀態機復制，每秒處理數千個請求，延遲時間為毫秒級。雖然這篇文章是在1999年寫就的，但是直到比特幣在2008年使用“工作證明”算法，還沒有其他BFT算法的已知實踐實現,只是在一些系統中用來限制垃圾電子郵件。區塊鏈引起了對BFT算法重新研究的興趣，并在學術界積極努力下催生了大量新的BFT算法，一些應用案例包括ProofOfStake,Bitcoin-NG,Tendermint和HoneyBadger.。

網絡可靠性

與普通人大眾想法不同的是：網絡默認是不可靠。分布式系統工程師必須處理這個冷酷事實。比特幣和其他加密貨幣被建立在互聯網上工作，其中網絡分區和消息丟失/重新排序是常見的。有趣的是，區塊鏈數據結構本身是檢測消息丟失和重新排序的一種聰明的方法。每個塊都有一個指向前一個塊的指針，類似于一個鏈表，可以很容易地檢測到丟失的塊。再次引用中本聰語錄：

新的交易不一定需要廣播到達所有節點。只要能到達大多數節點即可，這些新交易很快進入一個區塊中。堵塞廣播也能容忍消息的丟棄。如果一個節點沒有收到一個塊，它會在接收到下一個塊時，如果意識到那塊被忽略了就會重新請求它。

這個原理類似于復制交易日志或日志傳送，這是用于保持副本同步的常用技術。當一個交易日志被訂閱關注時，就會提供了一個簡單的機制來檢測差距和修復副本。類似地，可以通過檢查區塊中的merkle根來驗證塊鏈中每個塊的完整性。因此，很容易發現缺少的交易。提醒一下，merkle樹是在復制同步技術anti-entropy中非常常用的技術。

區塊鏈是一個令人興奮的技術突破。讓我們首次擁有一個在不相互信任的實體之間實現的分布式數據庫。我們還處在這個有趣技術的早期階段，類似于當初編寫第一個分布式的NoSQL數據庫，如亞馬遜的Dynamo或Google的BigTable時期。這些分布式數據庫為我們展示了構建大型數據庫的新途徑，并且開辟了新的設計模式和數據結構。NoSQL數據庫現在已經被商品化了。如果您聽到有關新的NoSQL數據庫，90％的模式和算法是一樣的。DLT也正在經歷類似的階段，最終將成為商品化。但是現在還是早期階段，我們正在挖掘建立它們的最佳模式。

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