作者:禅与计算机程序设计艺术

1.简介

区块链是一个比特币或其他数字货币等金融系统的基础设施,其独特的特征之一便是其“不可篡改性”,即任何参与者在交易过程中签署的一份记录均不会被他人改动。基于这一特性,很多区块链应用如去中心化交易所、供应链金融、溯源追踪、智能合约等都得以实现。

本文将从如下几个方面对区块链底层技术进行解析,包括但不限于共识机制、密码学、数据存储、网络、智能合约等,并通过实际案例实践介绍如何开发和部署这些技术产品。

2.共识机制

2.1什么是共识机制?

在一个分布式系统中,为了使多个结点彼此保持数据一致性、可用性和容错能力,需要采用一种共识机制。共识机制决定了多个结点如何达成一致,以保证系统正常运行。共识机制可以分为两大类:

  1. 第一类共识机制(Proof-of-work):最初的工作量证明(PoW)协议,是目前应用最普遍的共识机制。PoW协议要求参与者通过不断计算以解决复杂的数学问题,验证系统的合法性。最著名的公链莱特币,就是采用的这种共识机制。
  2. 第二类共识机制(Proof-of-stake):也是一种共识机制,其理念是在代币经济的体系下,将工作量证明的验证权授予持有代币的节点,从而提高系统的容错率。以太坊2.0计划中的委托权益证明(DPOS),就属于第二类共识机制。

2.2工作量证明(POW)原理

2.2.1什么是工作量证明?