从一个程序员的角度了解《区块链》及其应用

狭义区块链

• 狭义区块链是一种数据结构。它是一种特殊的链表结构。特殊体现为，它的指针指向另一个节点的同时，该指针也是所指节点的hashcode(摘要)

  狭义区块链.png

• 图上方我想把转账金额从1000改为9999，导致其hashcode改变，后续节点将无法关联到该节点。只需我持有尾节点。那么之前的节点都不可改。

• 这里有2个漏洞：

  1. 我可以把之后的所有节点中的hash指针都改掉，以实现篡改
  2. 我可以改最新的一个节点，提交一个假的交易

• 以上两个漏洞本质上都是区块链的分叉，即各方对区块数据有分歧

  区块链分叉.png

共识机制

共识机制就是为了解决分歧。既然大家对数据有分歧，那么可以通过相似投票的机制来处理，即少数服从多数。以下是比较常见的算法：

• POW工作量证实。这是比特货采用的共识算法。按照CPU计算能力加权来随机取得记账权。可以解决恶意节点，速度慢
• PBFT实用拜占庭容错。非加权容错算法，可以解决恶意节点。速度中
• Paxos／Raft及相关变种。不能解决恶意节点，速度快

• 采用POW的比特币的算力有中心化的趋势，导致其公正性受到质疑（前途堪忧）。那么假如邪恶势力非常强大？超过了阀值怎样办呢？区块链分叉是可以被观察到的，假如出险强大的恶意势力，那么只能人工协商或者者通过法律途径了。不过这种概率是非常小，成本缺非常高。

广义区块链

• 使用区块链的相关技术应用都属于广义区块链。目前主要包括数字货币和智能合约

  广义区块链 .png

区块链与EventSourcing(事件溯源)

• 什么是EventSourcing?摘要自Axon Framework 从入门、深入到放弃
• 传统的数据库设计只记录数据的当前状态，对于输入如何到达当前状态的过程信息则并不重视。

保存当前状态.png

• 而ES采用了完全不同的记录方式，它记录所有改变当前状态的事件。并从这些事件累加出当前状态。它于传统方式相比有如下特性：
  1. 更好的追溯问题的原因。（传统方式只能到log中找）
  2. 更大的数据存储（是缺点也是优点，有利于数据挖掘）
  3. 对于事件只插入不升级。没有锁，吞吐量更高
  4. 更复杂的实现

保存历史事件.png

• ES还有一种辅助机制来减少溯源的计算量，定期做一个当前状态的快照。事件在最近的快照后进行累加

保存历史事件-快照.png

• 区块链其实是EventSourcing的一种应用

共识机制才是广义区块链的核心

• 区块链的最大应用是跨商业实体的分布式应用。一般的分布式应用是在单一商业实体下的。处理的主要是机器不可用的问题。而区块链是处理跨商业实体间数据不可信的问题。
• 跨公司服务调用是一个比较繁琐的过程，对于数据不一致通常需要人工对账流程。介绍参考：转账交易这件小事，是如何被程序员玩坏的？ 这可能导致交易确认缓慢。比方基金申购赎回通常需要T+N日。转账交易，尤其是跨国转账，同样会出现很大的推迟。
• 区块链共识机制可以看作一个自动对账机制，加快跨公司的交易确认速度。涉及参加方越多，则优势越大

智能合约

• 智能合约就是EventSourcing的区块链版，实现跨机构合作交易

HyperLedger Fabric

• Hyperledger 超级账本是一个由Linux基金会主持的,旨在推动跨行业区块链技术的开源合作社区,其中包含多个项目。其中HyperLedger Fabric是无币的纯智能合约项目，受到广泛的应用。
  • 使用Docker来部署和运行chaincode
  • Peer节点保存所有交易历史记录
  • Peer使用Key-Value数据库(CouchBase)来保存当前状态
  • 用Kafka排序
  • Endorsing节点做背书
  • 背书过程相似与分布式两阶段提交协议。所有Endorsing节点模拟运行交易，假如成功并通过其余校验则签名返回。用户端收到足够的背书后进行第二阶段提交

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