摘要:让这些区块链连接起来的是nonce①区块链通俗易懂的讲解区块链技术通俗讲解如下:简单来说:区块链就是使用一揽子既有的网络技术,组建而成的新一代网络系统,这个网...
让这些区块链连接起来的是nonce
① 区块链通俗易懂的讲解
区块链技术通俗讲解如下:
简单来说:区块链就是使用一揽子既有的网络技术,组建而成的新一代网络系统,这个网络系统有新结构,有新机制,有前所未有的新价值。具体使用了五大技术或创新:加密技术、P2P网络技术、分布式存储技术、共识机制、智能合约。
本质上讲:它是一个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。基于这些特征,区块链技术奠定了坚实的“信任姿销”基础,创造了可靠的“合作”机制,运纯具有广阔的运用前景。
2. 开放性。
除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,提供灵活的脚本代码系统,整个系统信息高度透明,并且在系统指定的规则范围内,节点之间无法相互欺骗。
3. 自治性。
共识技术,智能合约。
② 以太坊区块链之Bug --2020/05/19
为了防止交易重播,ETH(ETC)节点要求每笔交易必须有一个nonce数值。每一个账户从同一个节点发起交易时,这个nonce值从0开始计数,发送一笔nonce对应加1。当前面的nonce处理完成之后才会处理后面的nonce。注意这里的前提条件是相同的地址在相同的节点发送交易。
以下是nonce使用的几条规则:
● 当nonce太小(小于之前已经有交易使用的nonce值),交易会被直接拒绝。
● 当nonce太大,交易会一直处于队列之中,这也就是导致我们上面描述的问题的原因;
● 当发送一个比较大的nonce值,然后补齐开始nonce到那个值之间的nonce,那么交易依旧可以被执行。
● 当交易处于queue中时停止geth客户端,那么交易queue中的交易会被清除掉。
第一个字段 AccountNonce ,直译就是账户随机数。它是以太坊中很小但也很重要的一个细节。以太坊为每个账户和交易都创建了一个Nonce,当从账户发起交易的时候,当前账户的Nonce值就被作为交易的Nonce。这里,如果是普通账户那么Nonce就是它发出的交易数,如果是合约账户就是从它的创建合约数。
为什么要使用这个Nonce呢?其主要目的就是为了防止重复攻击(Replay Attack)。因为交易都是需要签名的,假定没有Nonce,那么只要交易数据和发起人是确定的,签名就一定是相同的,这样攻击者就能在收到一个交易数据后,重新生成一个完全相同的交易并再次提交,比如A给B发了个交易,因为交易是有签名的,B虽然不能改动这个交易数据,但只要反复提交一模一样的交易数据,就能把A账户的所有资金都转到B手里。
当使用账户Nonce之后,每次发起一个交易,A账户的Nonce值就会增加,当B重新提交时,因为Nonce对不上了,交易就会被拒绝。这样就可以防止重复攻击。当然,事情还没有完,因为还能跨链实施攻击,直到EIP-155引入了chainID,才实现了不同链之间的交易数据不兼容。事实上,Nonce并不能真正防止重复攻击,比如A向B买东西,发起交易T1给B,紧接着又提交另一个交易T2,T2的Gas价格更高、优先级更高将被优先处理,如果恰好T2处理完成后剩余资金已经不足以支付T1,那么T1就会被拒绝。这时如果B已经把东西给了A,那A也就攻击成功了。所以说,就算交易被处理了也还要再等待一定时间,确保生成足够深度的区块,才能保证交易的不可逆。
Price 指的是单位Gas的价格,所谓Gas就是交易的消耗,Price就是单位Gas要消耗多少以太币(Ether),Gas * Price就是处理交易需要消耗多少以太币,它就相当于比特币中的交易手续费。
GasLimit 限定了本次交易允许消耗资源的最高上限,换句话说,以太坊中的交易不可能无限制地消耗资源,这也是以太坊的安全策略之一,防止攻击者恶意占用资源。
Recipient 是交易接收者,它是common.Address指针类型,代表一个地址。这个值也可以是空的,这时在交易执行时,会通过智能合约创建一个地址来完成交易。
Amount 是交易额。这个简单,不用解释。
Payload 比较重要,它是一个字节数组,可以用来作为创建合约的指令数组,这时每个字节都是一个单独的指令;也可以作为数据数组,由合约指令来进行操作。合约由以太坊虚拟机(Ethereum Virtual Machine,EVM)创建并执行。
V、R、S 是交易的签名数据。以太坊当中,交易经过数字签名之后,生成的signature是一个长度65的字节数组,它被截成三段,前32字节被放进R,再32字节放进S,最后1个字节放进V。那么为什么要被截成3段呢?以太坊用的是ECDSA算法,R和S就是ECSDA签名输出,V则是Recovery ID。
R,S,V是交易签名后的值,它们可以被用来生成签名者的公钥;R,S是ECDSA椭圆加密算法的输出值,V是用于恢复结果的ID
③ 什么是资料区块链(BlockChain)
什么是资料区块链(BlockChain)? 1、资料区块链是比特币金融系统中的重要概念,记录了整个比特币网路上的交易记录资料,并且这些资料是被所有比特币节点共享的,通过资料区块,我们可以查询到每一比比特币交易的历史。
2、例项:
甲、乙、丙三个人,甲和乙的所有资金都由丙来保管。而且每一比资金往来都要由丙来记录。现在假设甲和乙各有100万由丙保管。那么:
甲支出8万到乙,则丙在账本的记录上,减去甲所在名下8万元,并在乙所在名下增加8万元。
乙回转5万到甲,则丙在账本的记录上,增加甲所在名下5万元,并在乙所在名下减去5万元。
甲支出5万到乙,则丙在账本的记录上,减去甲所在名下5万元,并在乙所在名下增加5万元。
3、资料区块链的作用和丙的帐目记录本的作用类似,它记录了使用者对比特币的拥有权和所有使用者交易比特币的记录。只不过这个“帐目记录本”是由网路上每个比特币矿工的挖矿软体记录的。如果一笔比特币的交易被资料区块链确认那么相关的资讯将会被记录在资料区块链中。比特币的“帐目记录本”就叫做资料区块链。网路上所有的资料区块链组成了比特币的分散式网路资料库系统。
4、资料区块链技术本质是去中心化且寓于分散式结构的资料储存、传输和证明的方法,用资料区块取代了目前网际网路对中心伺服器的依赖,使得所有资料变更或者交易专案都记录在一个云系统之上,理论上实现了资料传输中对资料的自我证明,深远来说,这超越了传统和常规意义上需要依赖中心的资讯验证正规化,降低了全球”信用”的建立成本,这种点对点验证将会产生一种”基础协议”,是分散式人工智慧的一种新形式,将建立人脑智慧和机器智慧的全新介面和共享介面。
区块链是分散式资料储存、点对点传输、共识机制、加密演算法等计算机技术的 新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学演算法。上海和数软体有限公司,专注于区块链技术研发与应用的创新型科技企业,专业的区块链技术服务商。团队自2016年即开始研发区块链技术,对区块链加密演算法、共识机制网路安全、分散式、点对点等区块链技术领域都做出了深入的研究。
什么是资料区块链(BlockChain),和现今的大资料有什么关系?区块链是分散式资料储存、点对点传输、共识机制、加密演算法等计算机技术的 新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学演算法。和数软体,专注于区块链技术研发与应用的创新型科技企业,专业的区块链技术服务商。团队自2016年即开始研发区块链技术,对区块链加密演算法、共识机制网路安全、分散式、点对点等区块链技术领域都做出了深入的研究。
什么是区块链(Blockchain)技术? 区块链技术, 简称BT(Blockchain technology),也被称之为分散式账本技术,是一种网际网路资料库技术,其特点是去中心化、公开透明,让每个人均可参与资料库记录。
可以去多元网了解一下
是一个公开的包括所有已经被发送的交易的列表,它保证了每个人都知道每个比特币的真实所有者(地址)。所有网路上的全功能节点都会保留一份区块链的拷贝。
Block区块是区块链上的独立单位。每一个区块都包含了前一个区块的杂凑值(所以某人不可能剔除或者修改区块链上的任何区块,而同时不使得区块链上的某些杂凑值不匹配),还有尽可能多的在网路上可以找到的还没有被确认的交易,以及一个叫做nonce随机数的数字。正在建立一个区块的某人,必须找到一个合适的nonce随机数,以使得这个区块的杂凑值低于某个阈值(thetarget目标值),这只能通过一个接着一个的尝试完所有的随机数,直到一个产生了想要的杂凑值的随机数被找到,这个目标值越低就越难找到合适的随机数。故意使得区块的建立如此之难,是为了防止某人花掉了比特币,然后建立并推进他自己的不包含刚才那笔显示比特币已经被花费了的交易的区块链,一次擦除刚才的交易记录并允许他把刚才那笔比特币花两次。当一个有效的区块被建立,它会被分发到整个网路,然后基于这个区块开始寻找下一个区块。
什么是区块链,什么是大资料
1、区块链:是分散式资料储存、点对点传输、共识机制、加密演算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学演算法 。
区块链(Blockchain)是比特币的一个重要概念,货币联合清华大学五道口金融学院网际网路金融实验室、新浪科技释出的《2014—2016全球比特币发展研究报告》提到区块链是比特币的底层技术和基础架构[2] 。本质上是一个去中心化的资料库,同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的资料块,每一个数据块中包含了一次比特币网路交易的资讯,用于验证其资讯的有效性(防伪)和生成下一个区块。
2、大资料:指无法在一定时间范围内用常规软体工具进行捕捉、管理和处理的资料集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的资讯资产。
区块链概念这么火!区块链技术会成新风口吗?
近年来,区块链的发展生态逐渐得到改善与丰富。业内人士认为,拥有国家政策扶持,得到广泛关注和资金支援,区块链技术能实现逐步稳定进步。区块链技术上行前景虽广阔,但对此也要保持一颗平常心。
区块链和大资料什么关系,区块链会取代大资料? 区块链和大资料关系并不是很大。大资料主要的是对于海量资料进行管理,而区块链的核心是在没有中心化中介计入的情况下实现资料的高安全性和高可靠性。金窝窝网路科技
所以区块链和大资料并不互相冲突,也不会取代,完全是面对不同场景情况下对于资料的不同解决方案。
④ 区块链是什么通俗解释,区块链这五大应用场景必须要知道!
最近, 区块链 一夜爆红,周围的小伙伴都在讨论区块链。
那么,区块链是不是就是 比特币 呢?
实际上,比特币和区块链并不是一回事儿。
区块链是比特币的底层技术,但是区块链诞生之后的第一个使用场景就是比特币。
比特币仅仅是计算机中的一串数据,相对纸质货币而言,它也被称作“虚拟币”。简单来说,你可以理解为比特币就是一串有现金价值的数字而已,类似于Q币。也就是说,比特币并没有实际的价值,它现在的价值都是炒币人的信仰在支撑,如果信仰不在,比特币的价值将轰然倒塌。
什么是区块链?区块链技术的特点有哪些?
我们先来看看,区块链为什么会被称为区块链?
数据是一块块存储的,而一块一块存储的数据被称之为区块,不同的区块跟前一块链接起来,称之为区块链。
举个例子:
某年某月某日,老王借给了小王一万块钱,老王把这个消息告诉了身边所有的人,转账记录都挂在了朋友圈,所有人都帮他俩作证这笔交易的存在。
老王和小王就是两个节点,这两个节点产生交易的时间、地点、人物等信息,打包起来就形成一个 “区块”。老王的朋友也是一个个的节点,这些节点共同记录了老王和小王这两个节点交易的情况和细节(区块),这些区块相连接,就形成了区块链。
从根本上来说,区块链是一个分布式账本数据库。
分布式账本是什么意思呢?
我们看看传统的记账方式是怎么样的。
传统的记账方式是中心化记账方式,比如老王借给小王的1万块钱,当时候这笔钱老王如果不昭告天下,那么,这笔钱的交易情况只有老王知道,小王知道,天知道,地知道。这种记账方法呢,就是中心化记账方式,这种方法有一个很致命额度缺点就是,对方不认账怎么办?实际上,现实生活中,在民间自发的借贷关系中,发生借贷关系的时候没有任何证据,导致事后对方不认帐的比比皆是。
老王一开始的时候就采取的昭告天下的记账方式,杜绝了后患,这种方法就是区块链分布式账本,具有去中心化的特点,人人都是中心,人人都可以作证这笔交易的存在。
除了去中心化特点,区块链还具有不可篡改的特点。在区块链中,只任意一个区块的数据发生了变化,哪怕只是变化一个标点符号,就会失效,需要重新计算,所以,在区块链技术中,一旦有一块数据发生改变,代价会非常大。除非对于这个区块链所有的节点占有51%的控制权。所以,区块链系统将是稳定且安全的。
还是老王和小王,小王如果想赖账,除非收买天下所有知道这笔交易的人,否则不可能篡改。
区块链还具有公开透明的特点。
区块链技术中,所有数据都是公开的,还是老王和小王的例子。
如果小王对这笔钱不认账,这条消息一旦发布出去,那么,小王的名声就臭掉了,他只能够通过还钱,来发布新的消息,洗清自身的身份。
有人说,区块链这么厉害,那我的身份信息是不是就透漏了,没有任何隐私了?实际上,区块链具有匿名的特点,很好的保护了我们的隐私,除非有法律规范要求,单从技术上来讲,各区块节点的身份不需要公开或验证,可以匿名进行。
区块链的应用有哪些呢?
区块链的缘起是解决信任问题,而且,区块链最成功的一个应用是数字货币。比特币可以说是到目前为止区块链最成功的一个应用。
除了数字货币,比特币未来的应用还是非常广泛的,区块链技术目前已在不同行业得到了广泛的应用。如商品溯源、版权保护与交易、支付清算、物联网、数字营销、医疗等,推动不同行业快速进入“区块链+”时代。
1、支付清算
可摒弃中转银行的角色,实现点到点支付,减少中转费用,加速资金利用率。
2、商品追溯
比如我们在某宝上买一件衣服,我们可以看到这件衣服的前世今生。
3、证券交易
传统的证券交易需要经过四大机构协调工作,效率低、成本高。区块链技术可独立地完成一条龙式服务。
4、供应链
将区块链技术引入供应链系统,系统内部同步信息、可做到对各个环节把控,更好的完成分工协作,便于事后追责。
5、知识产权
版权上链,我们的摄影作品、音乐作品、文学作品等都会成为我们的信息,信息所有权将得以确认,成为我们的财产。
⑤ 区块链入门的教程
可是,简单易懂的入门文章却很少。区块链到底是什么,有何特别之处,很少有解释。
下面,我就来尝试,写一篇最好懂的区块链教程。毕竟它也不是很难的东西,核心概念非常简单,几句话就能说清楚。我希望读完本文,你不仅可以理解区块链,还会明白什么是挖矿、为什么挖矿越来越难等问题。
需要说明的是,我并非这方面的专家。虽然很早就关注,但是仔细地了解区块链,还是从今年初开始。文中的错误和不准确的地方,欢迎大家指正。
一、区块链的本质
区块链是什么?一句话,它是一种特殊的分布式数据库。
首先,区块链的主要作用是储存信息。任何需要保存的信息,都可以写入区块链,也可以从里面读取,所以它是数据库。
其次,任何人都可以架设服务器,加入区块链网络,成为一个节点。区块链的世界里面,没有中心节点,每个节点都是平等的,都保存着整个数据库。你可以向任何一个节点,写入/读取数据,因为所有节点最后都会同步,保证区块链一致。
二、区块链的最大特点
分布式数据库并非新发明,市场上早有此类产品。但是,区块链有一个革命性特点。
区块链没有管理员,它是彻底无中心的。其他的数据库都有管理员,但是区块链没有。如果有人想对区块链添加审核,也实现不了,因为它的设计目标就是防止出现居于中心地位的管理当局。
正是因为嫌败无法管理,区块链才能做到无法被控制。否则一旦大公司大集团控制了管理权,他们就会控制整个平台,其他使用者就都必须听命于他们了。
但是,没有了管理员,人人都可以往里面写入数据,怎么才能保证数据是可信的呢?被坏人改了怎么办?请接着往下读,这就是区块链奇妙的地方。
三、区块
区块链由一个个区块(block)组成。区块很像数据库的记录,每次写入数据,就是创建一个区块。
每个区块包含两个部分。
区块头(Head):记录当前区块的特征值
区块体(Body):实际数据
区块头包含了当前区块的多项特征值。
生成时间
实际数据(即区块体)的哈希
上一个区块的哈希
...
这里,你需要理解什么叫哈希(hash),这是理解区块链必需的。
所谓哈希就是计算机可以对任意内容,计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位,这就是说,不管原始内容是什么,最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证,只要原始内容不同,对应的哈希一定是不同的。
举例来说,字符串123的哈希是(十六进制),转成二进制就是256位,而且只有123能得到这个哈希。(理论上,其他字符串也有可能得到这个哈希,但是概率极低,可以近似认为不可能发生。)
因此,就有两个重要的推论。
推论1:每个区块的哈希都是不一样的,可以通过哈希标识区块。
推论2:如果区块的内容变了,它的哈希一定会改变。
四、 Hash 的不可修改性
区块与哈希是一一对应的,每个区块的哈希都是针对区块头(Head)计算的。也就是说,把区块头的各项特征值,按照顺序连接在一起,组成一个很长的字符串,再对这个字符串计算哈希。
Hash = SHA256( 区块头 )
上面就是区块哈希的计算公式,SHA256是区块链的哈希算法。注意,这个公式里面只包含区块头,不包含区块体,也就是说,哈希由区块头唯一决定,
前面说过,区块头包含很多内容,其中有当前区块体的哈希,还有上一个区块的哈希。这意味着,如果当前区块体的内容变了,或者上一个区块的哈希变了,一定会引起当前区块的哈希改弯首变。
这一点对区块链有重大意义。如果有人修改了一个区块,该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它(因为下一个区块包含上一个区块的哈希),该人必须依次修改后面所有的区块,否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因,哈希的计算很耗时,短时间内修改多个区块几乎不可能发生,除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。
正是通过这种联动机制,区块链保证了自身的可靠性,数据一旦写入,就无法被篡改。这就像历史一样,发生了就是发生了,从此再无法改变。
每个区块都连着上一个区块,这也是区块链这个名字的由来。
五、采矿
由于必须保证节点之间的同步,所以新区块的添加速度芹闹颤不能太快。试想一下,你刚刚同步了一个区块,准备基于它生成下一个区块,但这时别的节点又有新区块生成,你不得不放弃做了一半的计算,再次去同步。因为每个区块的后面,只能跟着一个区块,你永远只能在最新区块的后面,生成下一个区块。所以,你别无选择,一听到信号,就必须立刻同步。
所以,区块链的发明者中本聪(这是假名,真实身份至今未知)故意让添加新区块,变得很困难。他的设计是,平均每10分钟,全网才能生成一个新区块,一小时也就六个。
这种产出速度不是通过命令达成的,而是故意设置了海量的计算。也就是说,只有通过极其大量的计算,才能得到当前区块的有效哈希,从而把新区块添加到区块链。由于计算量太大,所以快不起来。
这个过程就叫做采矿(mining),因为计算有效哈希的难度,好比在全世界的沙子里面,找到一粒符合条件的沙子。计算哈希的机器就叫做矿机,操作矿机的人就叫做矿工。
六、难度系数
读到这里,你可能会有一个疑问,人们都说采矿很难,可是采矿不就是用计算机算出一个哈希吗,这正是计算机的强项啊,怎么会变得很难,迟迟算不出来呢?
原来不是任意一个哈希都可以,只有满足条件的哈希才会被区块链接受。这个条件特别苛刻,使得绝大部分哈希都不满足要求,必须重算。
原来,区块头包含一个难度系数(difficulty),这个值决定了计算哈希的难度。举例来说,第100000个区块的难度系数是 14484.16236122。
区块链协议规定,使用一个常量除以难度系数,可以得到目标值(target)。显然,难度系数越大,目标值就越小。
哈希的有效性跟目标值密切相关,只有小于目标值的哈希才是有效的,否则哈希无效,必须重算。由于目标值非常小,哈希小于该值的机会极其渺茫,可能计算10亿次,才算中一次。这就是采矿如此之慢的根本原因。
前面说过,当前区块的哈希由区块头唯一决定。如果要对同一个区块反复计算哈希,就意味着,区块头必须不停地变化,否则不可能算出不一样的哈希。区块头里面所有的特征值都是固定的,为了让区块头产生变化,中本聪故意增加了一个随机项,叫做 Nonce。
Nonce 是一个随机值,矿工的作用其实就是猜出 Nonce 的值,使得区块头的哈希可以小于目标值,从而能够写入区块链。Nonce 是非常难猜的,目前只能通过穷举法一个个试错。根据协议,Nonce 是一个32位的二进制值,即最大可以到21.47亿。第 100000 个区块的 Nonce 值是274148111,可以理解成,矿工从0开始,一直计算了 2.74 亿次,才得到了一个有效的 Nonce 值,使得算出的哈希能够满足条件。
运气好的话,也许一会就找到了 Nonce。运气不好的话,可能算完了21.47亿次,都没有发现 Nonce,即当前区块体不可能算出满足条件的哈希。这时,协议允许矿工改变区块体,开始新的计算。
七、难度系数的动态调节
正如上一节所说,采矿具有随机性,没法保证正好十分钟产出一个区块,有时一分钟就算出来了,有时几个小时可能也没结果。总体来看,随着硬件设备的提升,以及矿机的数量增长,计算速度一定会越来越快。
为了将产出速率恒定在十分钟,中本聪还设计了难度系数的动态调节机制。他规定,难度系数每两周(2016个区块)调整一次。如果这两周里面,区块的平均生成速度是9分钟,就意味着比法定速度快了10%,因此接下来的难度系数就要调高10%;如果平均生成速度是11分钟,就意味着比法定速度慢了10%,因此接下来的难度系数就要调低10%。
难度系数越调越高(目标值越来越小),导致了采矿越来越难。
八、区块链的分叉
即使区块链是可靠的,现在还有一个问题没有解决:如果两个人同时向区块链写入数据,也就是说,同时有两个区块加入,因为它们都连着前一个区块,就形成了分叉。这时应该采纳哪一个区块呢?
现在的规则是,新节点总是采用最长的那条区块链。如果区块链有分叉,将看哪个分支在分叉点后面,先达到6个新区块(称为六次确认)。按照10分钟一个区块计算,一小时就可以确认。
由于新区块的生成速度由计算能力决定,所以这条规则就是说,拥有大多数计算能力的那条分支,就是正宗的区块链。
九、总结
区块链作为无人管理的分布式数据库,从2009年开始已经运行了8年,没有出现大的问题。这证明它是可行的。
但是,为了保证数据的可靠性,区块链也有自己的代价。一是效率,数据写入区块链,最少要等待十分钟,所有节点都同步数据,则需要更多的时间;二是能耗,区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算,这是非常耗费能源的。
因此,区块链的适用场景,其实非常有限。
不存在所有成员都信任的管理当局
写入的数据不要求实时使用
挖矿的收益能够弥补本身的成本
如果无法满足上述的条件,那么传统的数据库是更好的解决方案。
目前,区块链最大的应用场景(可能也是唯一的应用场景),就是以比特币为代表的加密货币。
⑥ ETH开发实践——批量发送交易
在使用同一个地址连续发送交易时,每笔交易往往不可能立即到账, 当前交易还未到账的情况下,下一笔交易无论是通过 eth.getTransactionCount() 获取nonce值来设置,还是由节点自动从区块中查询,都会获得和前一笔交易同样的nonce值,这时节点就会报错 Error: replacement transaction underpriced
在构建一笔新的交易时,在交易数据结构中会产生一个nonce值, nonce是当前区块链下,发送者(from地址)发出的交易(成功记录进区块的)总数, 再加上1。例如新构建一笔从A发往B的交易,A地址之前的交易次数为10,那么这笔交易中的nonce则会设置成11, 节点验证通过后则会放入交易池(txPool),并向其他节点广播,该笔交易等待矿工将其打包进新的区块。
那么,如果在先构建并发送了一笔从地址A发出的,nonce为11的交易,在该交易未打包进区块之前, 再次构建一笔从A发出的交易,并将它发送到节点,不管是先通过web3的eth.getTransactionCount(A)获取到的过往的交易数量,还是由节点自行填写nonce, 后面的这笔交易的nonce同样是11, 此时就出现了问题:
实际场景中,会有批量从一个地址发送交易的需求,首先这些操作可能也应该是并行的,我们不会等待一笔交易成功写入区块后再发起第二笔交易,那么此时有什么好的解决办法呢?先来看看geth节点中交易池对交易的处理流程
如之前所说,构建一笔交易时如果不手动设置nonce值,geth节点会默认计算发起地址此前最大nonce数(写入区块的才算数),然后将其加上1, 然后将这笔交易放入节点交易池中的pending队列,等到节点将其打包进区块。
构建交易时,nonce值是可以手动设置的,如果当前的nonce本应该设置成11, 但是我手动设置成了13, 在节点收到这笔交易时, 发现pending队列中并没有改地址下nonce为11及12的交易, 就会将这笔nonce为13的交易放入交易池的queued队列中。只有当前面的nonce补齐(nonce为11及12的交易被发现并放入pending队列)之后,才会将它放入pending队列中等待打包。
我们把pending队列中的交易视为可执行的,因为它们可能被矿工打包进最新的区块。 而queue队列因为前面的nonce存在缺失,暂时无法被矿工打包,称为不可执行交易。
那么实际开发中,批量从一个地址发送交易时,应该怎么办呢?
方案一:那么在批量从一个地址发送交易时, 可以持久化一个本地的nonce,构建交易时用本地的nonce去累加,逐一填充到后面的交易。(要注意本地的nonce可能会出现偏差,可能需要定期从区块中重新获取nonce,更新至本地)。这个方法也有一定的局限性,适合内部地址(即只有这个服务会使用该地址发送交易)。
说到这里还有个坑,许多人认为通过 eth.getTransactionCount(address, "pending") ,第二个参数为 pending , 就能获得包含本地交易池pending队列的nonce值,但是实际情况并不是这样, 这里的 pending 只包含待放入打包区块的交易, 假设已写入交易区块的数量为20, 又发送了nonce为21,22,23的交易, 通过上面方法取得nonce可能是21(前面的21,22,23均未放入待打包区块), 也可能是22(前面的21放入待打包区块了,但是22,23还未放入)。
方案二是每次构建交易时,从geth节点的pending队列取到最后一笔可执行交易的nonce, 在此基础上加1,再发送给节点。可以通过 txpool.content 或 txpool.inspect 来获得交易池列表,里面可以看到pending及queue的交易列表。
启动节点时,是可以设置交易池中的每个地址的pending队列的容量上限,queue队列的上容量上限, 以及整个交易池的pending队列和queue队列的容量上限。所以高并发的批量交易中,需要增加节点的交易池容量。
当然,除了扩大交易池,控制发送频率,更要设置合理的交易手续费,eth上交易写入区块的速度取决于手续费及eth网络的拥堵状况,发送每笔交易时,设置合理的矿工费用,避免大量的交易积压在交易池。
⑦ 区块链共识算法——(四)PoA共识(Proof of Activity)
PoA共识(Proof of Activity)也称为活动证明,其结合了PoW工作量证明与PoS权益证明的特点并进行了相应扩展,PoA共识具有更为复杂的记账节点选取,同时有更为公平的奖励机制。
PoA活动证明,主要的优势是利用公平的激励措施保证节点保持在线状态,调动节点积极性,线上矿工即使不挖矿也有一定的概率获取收益。大大提高了全网维护质量。
step1:每个矿工先利用自身算力通过工作量证明机制后得出nonce并生成一个空区块头,这个区块头除了没有交易信息数据外其他数据与正常区块一致。
step2:最先生成空区块的节点广播全网节点,全网节点接收到消息后,将此区块的hash值与上一区块的hash值进行拼接,然后加上n个固定后缀值进行再hash,最后得出n个值作为输入,进入follow-the-satoshi程序,然后可输出n个随机权益持有者。
step3:前n-1个随机权益持有者对空区块进行签名,第n个随机权益持有者即为获取到记账权的节点,他将在空区块的基础上添加交易数据与签名。
step4:第n个随机权益持有者将打包好的区块广播全网,全网节点接收到区块后进行验证,验证成功后上链。
step5:产生空区块的矿工与第n个随机权益持有者以及前n-1个已签名的随机权益持有者共享交易费奖励。
⑧ 你应该知道的区块链运作7个核心技术吗
区块链运作的7个核心技术,你知道几个?
1.区块链的链接
顾名思义,区块链即由一个个区块组成的链。每个区块分为区块头和区块体(含交易数据)两个部分。区块头包括用来实现区块链接的前一区块的哈希(PrevHash)值(又称散列值)和用于计算挖矿难度的随机数(nonce)。前一区块的哈希值实际是上一个区块头部的哈希值,而计算随机数规则决定了哪个矿工可以获得记录区块的权力。
2.共识机制
区块链是伴随比特币诞生的,是比特币的基础技术架构。可以将区块链理解为一个基于互联网的去中心化记账系统。类似比特币这样的去中心化数字货币系统,要求在没有中心节点的情况下保证各个诚实节点记账的一致性,就需要区块链来完成。所以区块链技术的核心是在没有中心控制的情况下,在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识的共识机制。
区块链的共识机制目前主要有4类:PoW、PoS、DPoS、分布式一致性算法。
3.解锁脚本
脚本是区块链上实现自动验证、自动执行合约的重要技术。每一笔交易的每一项输出严格意义上并不是指向一个地址,而是指向一个脚本。脚本类似一套规则,它约束着接收方怎样才能花掉这个输出上锁定的资产。
交易的合法性验证也依赖于脚本。目前它依赖于两类脚本:锁定脚本与解锁脚本。锁定脚本是在输出交易上加上的条件,通过一段脚本语言来实现,位于交易的输出。解锁脚本与锁定脚本相对应,只有满足锁定脚本要求的条件,才能花掉这个脚本上对应的资产,位于交易的输入。通过脚本语言可以表达很多灵活的条早誉袜件。解释脚本是通过类似我们编程领域里的“虚拟机”,它分布式运行在区块链网络里的每一个节点。
4.交易规则
区块链的交易就是构成区块的基本单位,也是区块链负责记录的实际有效内容。一个区块链交易可以是一次转账,也可以是智能合约的部署等其他事务。
就比特币而言,交易即指一次支付转账。其交易规则如下:
1)交易的输入和输出不能为空。
2)对交易的每个输入,如果其对应的UTXO输出能在当前交易池中找到,则拒绝该交易。因为当前交
易池是未被记录在区块链中的交易,而交易的每个输入,应该来自确认的UTXO。如果在当前交易池中找到,那就是双花交易。
3)交易中的每个输入,其对应的输出必须是UTXO。
4)每个输入的解锁脚本(unlocking script)必须和相应输出的锁定脚本(locking script)共同验证交易的合规性。
5.交易优先级
区块链交易的优先级由区块链协议规则决定。对于比特币而言,交易被区块包含的优先次序由交易广播到网络上的时间和交易额的大小决定。随着交易广播到网络上的时间的增长,交易的链龄增加,交易的优先级就被提高,最终会被区块包含。对于以太坊而言,交易的优先级还与交易的发布者愿意支付的交易费用有关,发布者愿意支付的交易费用越高,交易被包含进区块的优先级就越高。
6.Merkle证明
Merkle证明的原始应用是比特币系统(Bitcoin),它是由中本聪(Satoshi Nakamoto)在2009年描述并且创造的。比特币区块链使用了Merkle证明,为的是将交易存储在每一个区块中。使得交易不能被篡改,同时也容易验证交易是否包含在一个特定区块中。
7.RLP
RLP(Recursive Length Prefix,递归长度前缀编码)是Ethereum中对象序列化的一个主要编码方式,其目的是对任意嵌套的二进制虚消数据的序列进行编码。陆激