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最全的区块链技术分析和总结(附知识图谱)

2021-06-17 16:24:10         4   0

最全的区块链技术分析和总结(附知识图谱)区块链是与当下与VR虚拟现实等比肩的热门技术之一。区块链是加密货币背后的技术与基础语言或平台等差别较大它本身不是新技术类似Ajax可以说它是一种技术架构所以我们。

无论你擅长什么编程语言都能够参考这种设计去实现一款区块链产品。与此同时梳理与之相关的知识图谱和体系帮助大家系统的去学习研究。文末推荐了一些精选内容供大家阅读。

区块链来自于比特币等加密货币的实现目前这项技术已经逐步运用在各个领域。我们可以使用谷歌地球的例子做类比ajax不是新技术但组合后成就了产品谷歌地球。区块链与加密解密技术、P2P网络等组合在一起诞生了比特币。

技术人员特别是Web开发工程师学习了解ajax技术最早是被谷歌地球酷炫的效果所吸引。而现在历史再一次重演很多人被比特币的疯狂发展所吸引进而开始研究其背后的技术——区块链。

区块链作为比特币背后的技术无需中心服务器可实现各类存储数据公开、透明、可追溯。原本是比特币等加密货币存储数据的一种独特方式是一种自引用的数据结构用来存储大量交易信息每条记录从后向前有序链接起来具备公开透明、无法、方便追溯的特点。实际上这种特性也直接体现了整个比特币的特点因此使用区块链来概括加密货币背后的技术实现常直观和恰当的。区块链是一项技术加密货币是其开发实现的一类产品含有代币也有不含代币的区块链产品不能等同或混淆。与加密货币相比区块链这个名字抛开了代币的概念更加形象化、技术化更适合作为一门技术去研究。

所以目前当大家单独说到区块链的时候就是指的区块链技术是实现了数据公开、透明、可追溯的产品的架构设计方法算作广义的区块链。而当在具体产品中谈到区块链的时候可以指类似比特币的数据存储方式或许是数据库设计或许是文件形式的设计这算作狭义的区块链。广义的区块链技术必须包含点对点网络设计、加密技术应用、分布式算法的实现、数据存储技术的使用等4个方面其他的可能涉及到分布式存储、机器学习、VR、物联网、大数据等。狭义的区块链仅仅涉及到数据存储技术数据库或文件操作等。本文的区块链指的是广义的区块链。

从架构设计上来说区块链可以简单的分为三个层次协议层、扩展层和应用层。其中协议层又可以分为存储层和网络层它们相互但又不可分割。如图!

指代最底层的技术。这个层次通常是一个完整的区块链产品类似于我们电脑的操作系统它着网络节点仅提供Api供调用。通常官方会提供简单的客户端通称为钱包这个客户端钱包功能也很简单只能建立地址、验证签名、转账支付、查看余额等。这个层次是一切的基础构建了网络环境、搭建了交易通道、制定了节点励规则至于你要交易什么想干什么它一概不过问也过问不了。典型的例子自然是比特币还有各种二代币比如莱特币等本书介绍的亿书币也是。这个层次是现阶段开发者聚集的地方这说明加密货币仍在起步当中。

协议层主要包括网络编程、分布式算法、加密签名、数据存储技术等4个方面其中网络编程能力是大家选择编程语言的主要考虑因素因为分布式算法基本上属于业务逻辑上的实现什么语言都可以做到加密签名技术是直接简单的使用可以看加密解密文章不建议自由发挥没有过多的编码逻辑数据库技术也主要在使用层面只有点对点网络的实现和并发处理才是开发的难点所以对于那些网络编程能力强对并发处理简单的语言人们就特别偏爱。因此Nodejs开发区块链应用逐渐变得更加流行Go语言也在逐渐兴起。

的架构设计图里我把这个层面进一步分成了存储层和网络层。数据存储可以相对选择自由度大一些可以单独来讨论。选择的原则无非是性能和易用性。我们知道系统的整体性能主要取决于网络或数据存储的I/O性能网络I/O优化空间不大但是本地数据存储的I/O是可以优化的。比如比特币选择的是谷歌的LevelDB据说这个数据库读写性能很好但是很多功能需要开发者自己实现。目前困扰业界的一个重大问题是加密货币交易处理量远不如现在中心化的支付系统银行等除了I/O需要全方位的突破。

分布式算法、加密签名等都要在实现点对点网络的过程中加以使用所以自然是网络层的事情也是编码的重点和难点《Nodejs开发加密货币》全书分享的基本上就是这部分的内容。当然也有把点对点网络的实现单独分开的把节点查找、数据传输和验证等逻辑出来而把共识算法、加密签名、数据存储等操作放在一起组成核心层。无论怎么组合这两个部分都是最核心、最底层的部分都是协议层的内容。

这个层面类似于电脑的驱动程序是为了让区块链产品更加实用。目前有两类一是各类交易市场是法币兑换加密货币的重要渠道实现简单来钱快成本低但风险也大。二是针对某个方向的扩展实现特别值得一提的就是大家听得最多的“智能合约”的概念这是典型的扩展层面的应用开发。所谓“智能合约”就是“可编程合约”或者叫做“合约智能化”其中的“智能”是执行上的智能也就是说达到某个条件合约自动执行比如自动转移证券、自动付款等目前还没有比较成型的产品但不可否认这将是区块链技术重要的发展方向。

扩展层使用的技术就没有什么限制了可以包括很多提到的分布式存储、机器学习、VR、物联网、大数据等等都可以使用。编程语言的选择上可以更加自由因为可以与协议层完全分离编程语言也可以与协议层使用的开发语言不相同。在开发上除了在交易时与协议层进行交互之外其他时候尽量不要与协议层的开发混在一起。这个层面与应用层更加接近也可以理解为B/S架构的产品中的服务端Server。这样不仅在架构设计上更加科学让区块链数据更小网络更同时也可以保证扩展层开发不受约束。

从这个层面来看区块链可以架构开发任何类型的产品不仅仅是用在金融行业。在未来随着底层协议的更加完善任何需要第三方支付的产品都可以方便的使用区块链技术任何需要确权、征信和追溯的信息都可以借助区块链来实现。我个人觉得这个目标应该很快就能实现。

这个层面类似于电脑中的各种软件程序是普通人可以真正直接使用的产品也可以理解为B/S架构的产品中的浏览器端Browser。这个层面的应用目前几乎是空白。市场亟待出现这样的应用市场形成真正的扩张之势让区块链技术尽快服务于大众。大家使用的各类轻钱包客户端应该算作应用层最简单、最典型的应用。

限于当前区块链技术的发展比如亿书只能从协议层出发把目标指向应用层同时为第三方开发者提供扩展层的强大支持。这样做既可以避免贪多又可以避免无法落地是真正理性的开发路线。因为纯粹的开发协议层或扩展层无法真正理解和验证应用层会脱离实际让第三方开发者很难使用。如果仅仅考虑应用层市面上又找不到真正牢固、易用的协议层或扩展层的产品。

很多小伙伴习惯结合自己的技术背景来理解的架构设计。这里结合具体的编程语言简单介绍几款产品仅供参考。

这两个语言是无法逾越的任何开发遇到瓶颈基本上都会找到它们自然应该排在第一位要介绍的。同时区块链技术的鼻祖比特币协议层就是用C语言开发的而且目前为止没有比比特币更加成功的区块链产品。所以无论你使用什么语言开发在正式进入这个行业的过程中都应该先研究研究比特币。比特币官方客户端钱包用的Qt第三方钱包有Python语言开发的特别是第三方整理的开发库Api包很多是Nodejs设计的。比特币的架构与的架构设计基本相同另外因为共识算法采用的是工作量证明机制PoW:Proof of work)还有一些特殊的挖矿的过程。其他竞争币都是直接来自比特币的分支所以编程语言相同具体的技术选型和技术实现上可能有所改进比如莱特币使用了其他的加密算法。

Nodejs平台强大的网络编程能力以及js脚本语言的简单快捷在区块链领域自然少不了它的身影。亿书便是这样一个区块链产品亿书币是它的协议层使用了着名的express开发框架基于http协议开发而成。同时它采用了授权股权证明机制DPoS算法上的改进让它在处理交易时更加轻量处理能力大大提升。它提供了强大的协作机制为数字出版、版权保护提供了便利扩展了侧链功能可以基于它开发任何去中心化的应用从而为专业作者、博客爱好者和开发者提供很多方便。

《Nodejs开发加密货币》这本书完整分享了它的源码从区块链基础概念到代码实现从基本原理到开发设计思路都做了比较详细的探索目前为止从协议层面深入代码讲解区块链技术实现的书籍极少这算作一本。

在多核时代Go语言备受喜爱它可以让你用同步方式轻松实现高并发特别是在分布式系统、网络编程等领域应用非常广。在区块链开发领域也有很多使用Go语言的项目。

其他编程语言比如C#等也有具体实例这里就不再列举。针对不同的编程语言在具体的编码或架构设计上可能有很大差别但是协议层所使用的技术并没有太大的变化。网络编程是重点和难点多数没有现成的框架可用都是使用编程语言自身提供的库来设计开发所以比较底层非常考验开发者的编码功底。

区块链是新技术与之相关的是其背后大量的新概念、新理论。这些知识虽然不直接体现在编码里但却是理解区块链掌握区块链技术的基本知识。所以理当成为区块链技术不可或缺的一部分。这部分从基本概念入手到工作原理的描述就能够把区块链基础知识全部覆盖。

区块链是一项技术但从的分析可以看出它应该是一种架构应用架构的实现理当是我们知识库的核心。正如大家看到的任何一款区块链产品协议层必须包括点对点网络、加密签名、数据存储、分布式算法等4个部分应用层也必然要提供钱包、客户端浏览器等基础应用。所以把这部分出来也是合情合理。

在扩展层的部分区块链技术可以对接各种应用比如金融、物联网、网络安全、版权保护、电子商务等等现有的很多技术都可以用在这里。只不过如何与区块链结合如何实现跨行业使用自然是这部分内容研究的课题。所以这里所罗列或涉及到的技术理应归为技术实现的一个重要部分。

区块链是多项技术的组合有其自身的复杂性个别应用对开发环境依赖较大开发工具与环境搭建是让开发者快速上手的重要内容。

短短数年全球区块链产品已经有几千个其中不乏创新应用。有些优秀的开源产品和项目实践是最好的学习研究资料。

以上我们把区块链技术基础架构描述了一下需要再次强调的是这仅仅是一种实现方式绝非所有的区块链产品都是如此我们也期待更多创新出现。

编程实现罗列了几种编程语言与其实现的典型产品因为协议层技术较为底层并没有太多现成的框架需要介绍或讨论。这些产品都是开源产品大家可以结合自己的技术背景进一步查看对应的产品源码很快就能了解其中的奥妙。

我在考虑这个知识体系的过程中考虑过使用比特币、竞争币、智能合约、数字资产、智能资产等具体领域的实现作为分类方法但又怕限制了思维。随着区块链的发展这个图谱将不停的修改下去。

在这里呼吁一下希望读到这篇文章的小伙伴提供您的宝贵意见让我们把这个关于区块链的知识分类图谱做得更加科学合理使用更加方便。

作者简介朱志文亿书创始人CSDN区块链知识库特邀编辑。中国区块链俱乐部主创者和发起人比特币的忠实粉丝区块链技术的布道者代表作《Nodejs开发加密货币》。个人博客。

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基本问题做了详细的原理解释. /p p (另外由于本人第一次录制视频课程,对于视频内容讲解可能不够到位,大家在学习课程中有任何问题或者觉得讲的不够细致的都可以在评论中提出来,我会追加成新的章节呈现给大家,谢谢!) /p。

角度来看,这是一个一致性效率且保证最终一致性的的分布式的数据库,当然这是比较片面的。从经济学的角度来看,这种容错能力很强的点对点网络,恰恰满足了共享经济的一个必须要求低成本的可信环境。 本次分享一下聊聊。

是一个分布式的共享账本和数据库,具有去中心化、不可、可以追溯、集体、公开透明等特点,从而使得。

存储和传统的关系型数据库存储有本质不同,设计不同、不通用 数据管理:所有人可以提交修改,机器认证 数据备份:多节点共同运作,所有历史记录保存 数据。

,主要实现了两个功能:数据存储、账户和交易的实现与安全。数据存储主要基于Merkle树,通过。

式结构实现,大多以KV数据库的方式实现持久化,比如比特币和以太坊采用的leveldb。账户和交易的实现与安全这个功能基于数字签名、哈希函数和非对称加密。

,保证了交易在去中心化的情况下能够安全的进行。数据层的系统模型有很多,比如比特币的UTXO模型、..。

入门整理,推荐!!! 入门介绍与原理: 一、比特币 1.比特币 这是一切的开始 2.精通比特币 讲比特币很详细的一本书,看完基本对比特币的认识就清楚了。 3.TheProof-of-Work Concept PoW机制理论介绍,英文 4.比特币的原理及运作机制 这篇是新手向,适合向圈外人介绍什么是比特币什么是!

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(Blockchain)是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层。

是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于..。

智能合约是一个非常重要的里程碑产物。所谓智能合约即能将参与者双方指定的条款传输到智能合约上,参与方可直接在合约上执行承诺的协议。但是要注意的是智能合约和法律条约不能划等号,在无需第三方的情况下能自动执行的合约。

智能合约的产生,一方面能减除中间机构,另一方面还可提高赔款的效率,避免出现拖拉的现象。 下面来看看。

应用,做为公司的研究骨干,前后研究过多个(有基础层的,也有协议层的,还有应用层的 ),也基本研究并使用过所有主流的公。

及其特点 比特币介绍及特点 以太坊介绍及特点 EOS介绍及特点 比特币、以太坊和EOS都是公。

,网络安全和网络管理 A preliminary study on theapplication of block chain i..。


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