Sortierung und Verknüpfung von Blockchain-Daten: Eine detaillierte Analyse der vier Konsensmechanismen

Blockchain --- Der Konsensalgorithmus

POW ist ein Mechanismus, um zu verhindern, dass Servicesressourcen ausgesetzt sind und Dienstangriffe verweigern. Der Vertrag muss komplexe Vorgänge ausführen, die angemessene Zeit- und Ressourcen konsumieren, und die Ergebnisse ihres Kontos können durch den anderen Vertrag schnell überprüft werden, um die Nutzung von Diensten und Ressourcen durch reale Bedürfnisse sicherzustellen.

Das grundlegende technische Prinzip in der POW ist die Verwendung des Einzelhandelsalgorithmus. Angenommen, Sie finden eine Einzelhandelsmarke (R), und wenn die ursprünglichen R (RAW) -Daten lautet, ist die Berechnung R (das Ergebnis).

r = Hash (r)

Hash -Eigenschaft Hash () ist, dass für jeden Eingangswert R das Ergebnis erhalten wird und es nicht umgekehrt werden kann. Wenn sich die ursprünglichen Eingabedaten um 1 Bit ändert, ändert sich der Wert des Ergebniss R vollständig. Im Bitcoin -POW -Algorithmus muss der Schwierigkeitsgrad der Schwierigkeitsgrad und RAM die folgende Form erhalten:

rd = Hash (r+n)

Diese Formel erfordert, dass beim Füllen des Zufallswertes n das erste Haus für das Ergebnis des RD 0 -Kontos sein muss. Eine Mine führt viele Operationen aus, bevor das richtige Ergebnis erzielt wird. POW wird verwendet, um das Konto Ressourcen zu konsumieren, und die Überprüfung dauert nur einmal.

POS -Modus erzeugt jede Währung ein Alter pro Tag. Wenn Sie zu diesem Zeitpunkt den Verkaufspunkt des Verkaufsblocks überprüfen, wird Ihr Arbeitsalter auf 0 abgelöscht, und die Interessen der entspre chenden Währung werden von der Masse erhalten.

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Der DPOS -POS -Algorithmus ähnelt POS, und es werden auch Aktien und Zusagen verwendet.

Aber der Unterschied besteht darin, dass der DPOSKonten und Blöcke durch Wahlvertreter des gesamten Volkes.

Stimmen Sie über ihre Stimmen für einen Knoten ab.

Der Buchhaltungsvertrag geht zu den Freigabeblöcken und der Vertrag wird voneinander überwacht.

Durch das Vertrauen in eine kleine Anzahl ehrlicher Knoten können unnötige Schritte entfernt werden, um die Masse zu unterschreiben, was die Transaktionsgeschwindigkeit verbessert.

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war die Hauptstadt des alten Römischen Reiches des östlichen Römischen Reiches. Im Krieg müssen alle Generäle Konsens erzielen und entscheiden, ob sie zusammen einen Krieg beginnen.

Es kann jedoch Verräter in der Armee geben, und diese Menschen werden die Generäle betreffen, um einen Konsens zu erzielen. Die Frage der byzantinischen Generäle gibt an, wie die verbleibenden Generäle eine vereinbarte Entscheidung treffen, wenn sie als Verräter bekannt sind.

BFT:

BFT ist Toleranz mit byzantinischem Riss. Die byzantinische Hypothese ist ein Modell für die reale Welt, da Geräte, Computer und Netzwerke aufgrund der Netzwerküberlastung oder -unterbrechung und böswilligen Angriffen ein unvorhersehbares Verhalten ausgesetzt sind. Die Technik der byzantinischen Fehler soll mit diesen Anomalien umgehen und die normativen Anforderungen für die Probleme erfüllen, die gelöst werden.

Toleranzsystem mit byzantinischem Riss:

Der falsche Knoten wird als byzantinischer Knoten bezeichnet, und der normale Knoten ist ein nicht -brauner Knoten.

unter der Annahme, dass das verteilte System einen n -Kontrahieren enthält und die Annahme, dass das gesamte System den Vertrag M (n ≥ 3 m+1) nicht überschreitet, muss das tolerante System mit dem nächsten Fehler benötigt und das Problem des Algorithmus mit der ursprünglichen byzantinischen Verbindung lösen. Zeigen Sie die Nummer und die Vertragsgruppe an, dh den Hauptknoten p = vmod | R |. V: Anzeigenummer, | R | Die Anzahl des Vertrags, P: die Hauptknotennummer.

PBFT -Algorithmus -Konsens lautet wie folgt: Der Kunde beginnt mit dem Anfragen von Nachrichten, sendet ihn und leitet ihn auf jeden Knoten einer Nachbildung um, und eine Vorschlagsnachricht wird von einem der Hauptverträge (dem Leiter) und der Sendung gestartet. Der andere Vertrag erhält die ursprüngliche Nachricht und sendet nach Abschluss der Überprüfung eine Vorbereitungsnachricht. Jeder Knoten empfängt eine 2F+1 -Einstellungsnachricht, was bedeutet, dass er vorbereitet wurde und eine Bindungsnachricht sendet. Wenn der Knoten 2F+1 -Nachrichten empfängt, erhält der Kunde dieselben Antwortnachrichten, dies bedeutet, dass die Anfrage, die der Kunde gestartet hat, im Netzwerk einen Konsens erzielt hat.

Der spezifische Prozess ist wie folgt:

Der Kunde C. O Anfrage: Enthält die Nachricht der Nachricht M und Message Digest D (M). Der Kunde unterzeichnet die Anfrage.

Wenn Sie den Hauptknoten erhalten, eine AnfrageDie Kunde benötigt das folgende Überprüfungsverfahren:

a.

illegale Nachfrage wird beseitigt. Setzen Sie für die richtigen Anfragen die N -Nummer, die hauptsächlich zur Sortierung der Kundenanfragen verwendet wird. Senden Sie dann eine frühere Nachricht, v, n, d, m an den anderen Reputationsvertrag. V: Zeigen Sie die Nummer an, D Digest Message Digest, M Messenger -Inhalt. Prepre epare, V, N, D führt die Signatur des Hauptknotens durch. N [H, H] sollte in einem bestimmten Bereich liegen.

Replika Messiktes Vorbereitung empfängt den Hauptknoten und benötigt die folgende Überprüfungsprozess:

A.

B.

Wenn die C.D -Zusammenfassung mit M.

in Übereinstimmung in der Bruch [h] übereinstimmt?

illegale Nachfrage wird beseitigt. Für die richtige Reihenfolge sendet der symmetrische Version Knot, V, N, D, eine Nachricht an die anderen Knoten, einschließlich des Hauptknotens, V, N, D, M, der der gleiche Inhalt wie die oh2e Nachricht ist, I ist die aktuelle weibliche Knotennummer. Vorbereitung, V, N, D, implementiere ich die Unterzeichnung des identischen Knotens. Vorbereitete Aufzeichnung und Bereiten Sie Nachrichten im Datensatz vor, um die erforderlichen unvollständigen Vorgänge während des Viewchand wiederherzustellen.

Master und identischer Knoten empfangen die Vorbereitungsnachricht und müssen folgende Überprüfung erfolgen:

a.

b.

Wenn C.N im Intervall [h, h] liegt.

d.d ist das gleiche D in der Vorbereitung, die derzeit

illegale Nachfrage erhält, wird beseitigt. Wenn der Symmetrieknoten, der 2F+1 empfängt, eine Nachricht vorbereitet, senden Sie die Verpflichtung, V, N, D, eine Nachricht an die anderen Knoten, einschließlich des Hauptknotens V, N, D, I, das die gleiche Vorbereitungsnachricht oben ist. Klasse, V, N, D, ich implementiere die Unterzeichnung des identischen Knotens I. Notieren Sie die Begehung der Nachrichten im Datensatz, mit der unvollständigen Nachfragemöglichkeiten während der ViewChange wiederhergestellt werden. Notieren Sie die Setup -Nachrichten, die vom anderen Reputationsvertrag in der Registrierung gesendet wurden.

Der Hauptknoten und der Symmetrieknoten erhalten die Verpflichtungsnachricht und Sie müssen die folgende Überprüfung durchführen:

a.

b.

Wenn die C.D -Zusammenfassung im Inneren der Pause mit M.

d.n übereinstimmt [h, h].

illegale Nachfrage wird beseitigt. Wenn der identische Knoten eine 2F+1 -Überprüfungsnachricht erhält, bedeutet dies, dass der größte Teil des Vertrags im aktuellen Netzwerk einen Konsens erzielt hat und die Anfrage des Kunden, Repre ssion, T, C, I, R an den Kunden betreibt, der weitgehend identifiziert wurde. Gedicht. Notieren Sie die Nachrichten, die vom anderen Reputationsvertrag in der Registrierung gesendet wurden.

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Wenn der Hauptknoten das böse macht, können Sie dieselbe Sequenznummer für verschiedene Anforderungen festlegen, die Sequenznummer verteilen oder die benachbarte Sequenznummer stoppen. Du musstDer Backup -Knoten ist dafür verantwortlich, die Legitimität dieser Seriennummern aktiv zu überprüfen.

Wenn der Hauptknoten getrennt ist oder die Anfrage des Kunden nicht überträgt, legt der Kunde einen Fristmechanismus fest. Der symmetrische Knoten stellt fest, dass der Hauptknoten nicht bewertet wird oder die Nichtkonnection erreicht und das ViewChange -Protokoll beginnt.

ViewChange:

Der identische Knoten, v+1, n, c, p, i Nachrichten an einen anderen Vertrag. N ist der neueste StableCoint, C ist ein 2F+1 -Inspektionspunkt.

Wenn Sie den Hauptknoten P = V+1MOD erhalten | R | V ist eine Reihe von Anzeigemeldungen für die Anzeige. O Es ist die Sammlung von vor -kompletten Meldungen, die vom Hauptknoten ausgenutzt wurden. Die Regeln für das Festlegen von Vorbereitungen:

Der Symmetrieknoten empfängt die neue Anzeigenachricht aus dem Hauptknoten und überprüft die Behörde, falls sie gültig ist, den Fall V+1 eingeben und beginnt, die Verarbeitung der Pre -Vorbereitungsnachricht in O.

zu fließen?

Der einfachste Weg ist die Implementierung des aktuellen Situationskonsens nach der Antwortmeldung. Diese Fallsynchronisierungsnachricht ist die Inspektionspunktnachricht.

Der identische Knoten sendet den Checkpoint N, D an die anderen Knoten. Wenn der identische Knoten I I 2F+1 empfangen wird, wird die Nachricht in der vorherigen Registrierung ausgelöscht und n als aktuelle StablePoint -Leistung verwendet.

Um zu verhindern, dass die Behandlungsanforderung sehr schnell ist, setzen Sie einen hohen und niedrigen Wasserstand [H, H] oben, um dieses Problem zu lösen. Der niedrige Wasserspiegel entspricht der vorherigen StablePoint -Zahl und der hohe Wasserniveau H = H+L, wobei der L der von uns angegebene Wert der Multiplikation der korrekten Anzahl von Anforderungen K aus der Zeit des Inspektionspunkters entspricht. Wenn sich der symmetrische Versionsknot mit der Nachfrage befasst, die den Hochwasserspiegel H überschreitet, wird es zu diesem Zeitpunkt aufhören. Warten Sie, bis sich StablechePoint ändert, bevor er weiter vorwärts geht.

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In Blockchain -Szenarien eignen sie sich im Allgemeinen für Szenarien für spezielle Ketten und Koalitionserien, die eine starke Konsistenz erfordern. Zum Beispiel ist PBFT im Blockchain Hyperledger -Projekt, das von IBM geleitet wird, ein optionales Konsensprotokoll. Im Hyperledger Texture -Projekt werden Konsenseinheiten als verbindbare Einheiten ausgelegt, die Konsensalgorithmen wie PBFT und Floß unterstützen.

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Das Floß hängt von einem vom Leiter bewegten Konsensmodell ab, wo ein prominenter Führer gewählt wird, und es wird seinDer Leiter ist vollständig für das Management der Gruppe verantwortlich, und der Leiter ist für die Verwaltung der ähnlichen Kopienaufzeichnungen aller Verträge für den Block der Städte verantwortlich.

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In der folgenden Abbildung wird der Block Commander (S1) während des Beginns des Starts und der Bereitstellung von Diensten für alle Bestellungen/Bestellungen des Kunden ausgewählt. Alle Verträge in der Al -Tawfa -Gruppe verwalten einen Distributor -Datensatz (ein Replikatrekord), um die vom Kunden ausgestellte Bestellung (Eingabe des Datensatzes) zu speichern und zu senden. Der Kommandant akzeptiert die Registrierungseinträge des Kunden und kopiert sie unter allen Anhängern (S2, S3, S4, S5) in der Rafts -Gruppe.

In der Raftgruppe ist die Mindestvertragsnummer erforderlich, um einen erwarteten Konsens auf Level zu erzielen, der auch als legales Quorum bezeichnet wird. Die minimale Anzahl von Geräuschen, die erforderlich sind, um die Operation in der Raftgruppe auszuführen, beträgt (N/2+1), wobei n die Gesamtzahl der Organe in der Gruppe ist, dh mindestens die Hälfte der Geräusche, weshalb die Clusterknoten normalerweise seltsam sind. Daher benötigen wir im oh2en Beispiel mindestens 3 Verträge mit Konsensgarantien.

Wenn der rechtliche Schiedsgericht aus irgendeinem Grund nicht verfügbar ist, dh die Abstimmung ist nicht die Hälfte überschreitet, dann gibt es keine Einigung in dieser Verhandlung und ein neues Protokoll kann nicht vorgestellt werden.

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Register: Dledger's Aliaba

Cluster -Cluster: nicht exdu

krank.

Wenn wir eine neue Reihe von Freundlichkeit oder ein nicht verfügbarer Führer beginnen, wird ein neuer Führer durch Verhandlungen mit allen Mitgliedern der Gruppe gewählt. Daher kann der Vertrag über die Hiping -Gruppe in einem bestimmten Fall in einem der folgenden Fälle bestehen: Anhänger, Kandidat oder Leiter.

Wenn das System beginnt, sind alle Knoten Follower. Der Begriff (Term) selbst wird in Follower umgewandelt.

RAFT verwendet die RPC -Karte zum Erkennung, wenn neue Wahlen beginnen. Während der normalen Zeiträume sendet der Anführer alle regulären Anhänger Herzbeatnachrichten (in der Praxis, der Aufzeichnung und des Herzschlags können zusammen gesendet werden). Daher beginnt der andere Vertrag im Fall des Untergebenen und bleibt im Fall des Anhängers, solange er periodische Impulse vom derzeitigen Führer erhält.

Wenn der Anhänger seine Frist erreicht, beginnt der Wahlprozess um:

Drei Ergebnisse der Wahlen können auf der Grundlage der Antworten zurückgezogen werden, die der Kandidat aus dem anderen Vertrag in der Gruppe erhält.

Die Implementierung von Konsensusalgorithmen im Allgemeinen hängt von wiederholten Zustandsmaschinen ab. Die verschiedenen Verträge müssen die Eingaben mit demselben und Willen verarbeiten, anstatt unbestätigte Werte wie die lokale Zeit einzugeben. Die Verwendung von ReplaDlog ist eine sehr gute Note.

mit dem Führer,Alle gleichzeitigen Anfragen des Kunden können eine Aufzeichnungssequenz (Fall) erstellen, die auf der Seite des Führers angeordnet ist, um die Vereinbarung dieser Anfragen darzustellen. Dann sendet der Leiter seine Plattensequenz an Follower, um die globale Konsistenz des gesamten Systems aufrechtzuerhalten. Beachten Sie, dass es keine starke Konsistenz ist, sondern die endgültige Konsistenz.

Datensätze bestehen aus Datensatzeinträgen mit dem Ranking (Logindex). Jeder Datensatzeintrag enthält den Begriff (Term), wenn er erstellt wird, und die Daten im Datensatz können von jedem Typ eines einfachen Typs zum Blockchain -Block aus sein. Jeder Eintrag kann durch ein Sequenzpaar [Term, Index, Daten] dargestellt werden, wobei der Begriff den Begriff darstellt, der Index die Indexnummer darstellt und die Daten die Registrierungsdaten sind.

Leiter versucht, die symmetrische Kopienbestellung für den größten Teil des Vertrags zu implementieren. Wenn die symmetrischen Kopien erfolgreich sind, wird der Gruppe die Angelegenheit vorgelegt und die Antwort an den Kunden gesendet. Ähnlich wie in zwei Phasen (2PC), aber der 2PC -Unterschied besteht darin, dass der Führer nur mehr als die Hälfte des Vertrags benötigt, um sich zuzustimmen (im Falle von Arbeit).

Der Führer und das Follow -up können die folgenden Situationen im Vergleich zum Führer stören. Verlorene oder zusätzliche Einträge dürfen mehrere Zeitraum dauern.

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Ich bitte die Aufzeichnungen der Kandidaten, zumindest den anderen Vertrag zu sein. Wenn nicht, wird der Knoten des Kandidaten nicht abstimmen.

bedeutet, dass jeder Eintrag in mindestens einem dieser Server vorhanden sein muss. Wenn der Rekord des Kandidaten in den meisten Aufzeichnungen zumindest die neuesten ist, werden alle engagierten Einträge bereitgestellt und die Niedergangsereignisse der Registrierung vermeiden.

, das heißt höchstens ein Führer während einer belieh2en Amtszeit. Dies ist sehr wichtig, es kann zu jedem Zeitpunkt nur einen Führer im symmetrischen Satz geben. Gleichzeitig gibt es einen zusätzlichen Anbieter im System, das als Prinsplit bezeichnet wird und ein sehr ernstes Problem darstellt und zum Verlust von Daten über das Schreiben von Daten führt. Im Floß garantieren zwei Punkte diese Funktion:

Daher sollte es in einem bestimmten Zeitraum nur einen Führer geben.

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Wenn sich der Vertrag in der Gruppe ändert (Änderungen der Blockzusammensetzung), ist das System anfällig für Systemfehler. Um dies zu verhindern, verwendet RAFT eine zweiphasige Methode, um die Block -Mitgliedschaft zu ändern. In diesem Ansatz ändert sich die Gruppe daher zunächst in eine Zwischenbedingung (als Gewerkschaftskonsens bezeichnet), bevor eine neue Mitgliedschaftsbildung implementiert wird. Mit dem gemeinsamen Konsens können das System auch bei der Übertragung zwischen den Konfigurationen auf die Anfragen des Kunden reagieren. Der Hauptzweck besteht darin, die Verfügbarkeit von der Verfügbarkeit zu verbessernVerteilte Systeme.

Der sogenannte "Konsensmechanismus" besteht darin, die Überprüfung der Transaktionen zu vervollständigen und sie in sehr kurzer Zeit zu bestätigen, indem sie über den privaten Vertrag stimmen. In einem expliziten Satz, wenn es in den USA einen virtuellen Münzspieler gibt, ein afrikanischer Student und ein europäischer Reisender, der sich nicht kennt, aber alle sind sich einig, dass Sie ein guter Mensch sind, können Sie im Grunde zu dem Schluss kommen, dass Sie nicht schlecht sind.

Blockchain als Datenstruktur, die Daten in chronologischer Reihenfolge speichert, kann unterschiedliche Konsensmechanismen unterstützen. Der Konsensmechanismus ist ein wichtiger Bestandteil der Blockchain -Technologie. Das Ziel des Blockchain -Konsensmechanismus ist es, allen ehrlichen Knoten eine feste Ansicht der Blockchain aufrechtzuerhalten und zwei Eigenschaften zu erfüllen:

1) Konsistenz. Das Präfix der Blockchain, die von allen aufrichtigen Knoten aufbewahrt wird, ist genau gleich.

2) Die Autorität. Die von einem ehrlichen Knoten veröffentlichten Informationen werden schließlich von allen anderen aufrichtigen Knoten in seiner Blockchain aufgezeichnet.

⓶ Ein Bild,

Die zugrunde liegenden Technologien digitaler Kryptowährungen wie Bitcoin, Litecoin, Puyin und Ethereum sind alle Blockchains, und sie sind nur eine Anwendung von Blockchain.