《区块链原理、设计与应用》

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区块链

基本思想

诞生于比特币的设计思想中；
区块链技术是从比特币的诞生中提炼出来的；
区块链是记录比特币交易账目历史的数据结构。

基本原理

交易：账本操作，一次交易过程
区块：某个时间段内所有交易，最终状态或者结果
链：记录下的完整日志

面临的问题

主要是3个：

• 隐私保护
• 分布式共识
  状态变更在分布式网络中的一致结果
• 交易性能

分布式系统面临的核心问题

• 一致性问题
  分布式系统中的多个服务节点在一系列操作，并在约定的协议的保障下，他们对处理结果达成的某中程度的认同（包含失败和成功）。
  解决思路是：
  • 将可能引发不一致的并行操作进行串行化
    比如在点杀等高并发业务中，将商品存在第三方服务上，所有服务节点统一去这个服务中取。
  • 一致性要求
    可终止性，约同性，合法性（系统内）
• ACID原则
  atomicity 原子性
  consistency 一致性
  isolation 隔离性
  durability 持久性

常用算法

Paxos算法

系统内角色有：proposer、acceptor、learner

Raft算法

系统内角色有：（基于选举的）leader、（候选） landidate 、follower

比特币的pow算法

核心思想是经济惩罚，如果想要左右最终结果；根据设计原则其所具有的计算能力必须超过系统中所有节点的一半（少数服从多数）。

系统常见指标

可靠性
平均故障间隔时间、平均修复时间

密码与安全技术

hash算法：md5、sha、scrypt
区分对称加密和非对称加密的主要根据是加解密的密钥是否相同

• 对称加密
  des、aes算法
• 非对称加密
  rsa算法

特殊的数据结构和设计

布隆过滤器
merkle树

超级账本项目–Hyperledger

• 面向企业的分布式账本
• 代码托管在Gerrit
• 以及Fabric项目

ps

一致性和共识性的区别是：
一致性是系统对外呈现的状态，而共识性是系统内部各个服务节点间的约定。

未完待续