一文了解全球前十大加密货币友好国家 - 知乎切换模式写文章登录/注册一文了解全球前十大加密货币友好国家软云存储IPFS行业的比特大陆 比特币和加密货币最伟大的事情之一就是它的灵活性和普遍可接受性。与其他货币不同,它没有地理界限,可以在世界各地自由旅行,并持有完全相同的交换价值,这是一件事,增加了它的魅力。 在你的比特币账户中持有货币时,这一切都没问题,但当我们试图将其带入现实市场,并尝试利用它进行商业交易时,事情就变得有点复杂了。所得税,政府法规,交易授权都将会涉及到。 虽然有些国家遵循严格的反比特币货币政策。还有一些国家已经开始采用这种交易系统,并张开双臂欢迎加密交易机会。所以这里将梳理10个比特币和加密货币友好的国家。第10名 - 荷兰Photo by João Guimarães on Unsplash 荷兰在比特币界的名气,也体现在荷兰人购买加密货币的积极性上。 在2020年的一项调查中,有近100万荷兰人投资了加密货币。该国首都阿姆斯特丹是世界上最领先的比特币和基于区块链开发的初创公司的所在地,包括Bitfury和Bitpay,这是一个重要的举措,之后,就再也回不去了。 该国甚至有74家接受比特币的商户和数台比特币ATM机,正在成为加密货币用户的天堂。 主流媒体经常提到加密货币,但大多集中在价格变动上。作为点对点的电子现金,加密货币作为支付的用途并不是最受欢迎的。有了可靠的金融机构,加密货币大多成为另一种交易资产。第9名 - 格鲁吉亚Photo by Max Kukurudziak on Unsplash 格鲁吉亚是一个拥有近400万人口的东欧国家。这个国家是世界上最重要的加密货币国家之一。它对加密交易所没有任何立法限制,至今也不需要任何此类活动的许可证。 同时,格鲁吉亚还为涉及加密领域的企业提供了高税收确定性和有利的税收制度。为了吸引外国投资进入其IT行业,格鲁吉亚在其首都第比利斯附近设立了一个自由工业区。 苏联解体后的格鲁吉亚经济是东欧增长最快的国家之一。得益于经济改革和现代化,该国的经商便利度也在全球排名第14位,经济自由度排名第13位。 根据全球加密货币基准研究,格鲁吉亚的比特币开采量仅次于中国,位居世界第二。第8名 - 爱沙尼亚Photo by Stanislav Rabunski on Unsplash 波罗的海小国爱沙尼亚不仅在最新的技术创新上有跳跃式发展的历史,而且其科技友好型政府似乎愿意通过允许其公民成为电子居民,将区块链技术等创新应用于医疗、银行服务,甚至治理。 这项服务也给爱沙尼亚公民和企业提供了数字认证。虽然被称为skype的诞生地。它现在拥有许多比特币ATM机和Paxful(全球比特币点对点买卖服务)等初创公司,是世界上互联网普及率最高的国家之一。 爱沙尼亚的定位很好,是一个加密货币用户肯定能感到受欢迎的地方。第7名 - 丹麦Photo by Paul Hanaoka on Unsplash 丹麦一直倡导消除现金交易,并将其公民带向数字支付经济,因此它对比特币等加密货币的倾向并不奇怪。 其公民在比特币上的交易量很大,而且这个数字还在不断上升。为了增加它有各种比特币ATM机也是24/7在线。 在丹麦购买,出售和交易比特币是相当容易的,由于大量的比特币交易所,作为这种数字化趋势的一部分自由运作。 丹麦的加密货币企业和金融科技公司,一般来说,可以探索各种机会。第6名 - 韩国Photo by Stephanie Nakagawa on Unsplash 这个东亚小国有其倾向于最先进的创新的历史,所以它在加密货币领域也有表现。 这个国家的比特币交易量占整个世界比特币交易量的10%,考虑到它的人口不多,这个数字相当巨大。 该国为比特币初创公司和企业创造了一个友好的环境,以促进其繁荣和发展。 该国计划仅在今年免除所有加密货币交易和收入的税收。换句话说,在2021年底之前,对涉及加密货币的挖矿交易或其他商业活动不征税。比特币的赠与和继承也是免税的。第5名 - 美国Photo by Manny Becerra on Unsplash 当谈到比特币交易量时,美国以交易比特币的交易者数量最多,位居榜首。从一开始,美国就一直是比特币交易世界的先驱。 拥有最多的比特币ATM机和其他硅谷创业公司来促进同样的交易。 它已经建立了它的力量,在这像其他领域和世界上许多国家参考美国在加密货币领域的政策。但请记住,所有使用加密货币的交易都将被征收个人所得税或资本利得税。 在美国有很多交易平台和比特币ATM机,尤其是在旧金山、纽约和佛罗里达等城市。第4位 - 加拿大Photo by Maxime Doré on Unsplash 加拿大领先一步,承认了比特币的有效性,制定并接受了规范加密货币的官方法律。 这个国家对比特币高度友好,生活在这里的人们也会为之担保。因为它在官方法律下工作的86家接受比特币的商家数量是非常多的。 现在它的两个重要城市多伦多和温哥华正在成为蓬勃发展的比特币中心,因此该国的状况对比特币用户来说似乎非常有希望。但是加密货币在加拿大是作为资本收益或他的所得税来征税的,这取决于你用加密货币进行的活动是否被认为是一种业务。 加拿大有超过900台比特币ATM机,其中大部分在多伦多、蒙特利尔和温哥华。第3名 - 斯洛文尼亚Photo by Luis Villasmil on Unsplash 斯洛文尼亚是一个中欧国家,人口约200万。它有一个加密友好的政府和金融机构,不限制从事比特币交易的人。 比特币和其他加密货币被归类为加密货币。这意味着斯洛文尼亚不将比特币作为货币或证券征税,但利润要按照所得税征收。 但是,作为商业或挖矿活动的一部分而获得比特币的个人将为此支付所得税。斯洛文尼亚对加密业务的企业税率没有明确规定,但纳税肯定是应该的。 该国共有20台加密货币ATM机,其中10台设备位于其首都卢布兰尼亚。第2位 - 新加坡Photo by Zhu Hongzhi on Unsplash 这个在政治稳定性方面名列前茅的国家是少数几个支持加密货币收入零资本收益政策的司法管辖区之一。 新加坡货币当局还允许一些加密货币公司在6个月的宽限期内无证经营。 资本利得税显然不适用于对比特币的长期投资。事实上新加坡目前还没有建立资本利得税制度。 所以长期投资获得的利润目前不需要纳税,但是,如果加密货币交易被认为是一种收益资产,那么可以根据收益的性质来征税。 目前新加坡有12台比特币ATM机,分布在全国不同的地点。尤其是商场,让你更容易匿名购买数字资产。第1位 - 日本Photo by Colton Jones on Unsplash 日本是加密领域的领先国家。日本是世界上第一个批准比特币作为法定货币的国家。 这个国家也是第一个对其32个以上的加密货币交易所通过合规牌照的国家。它甚至领先一步,使比特币交易免税,邀请其他国家加入这个联盟。 这个国家正在成为最友好的比特币国家之一,因为日本的许多新的创业公司和企业已经开始在他们的通常活动中接受加密货币交易所。 所有发生在这个领域的交易所都得到了政府的正式认可,甚至每天都会在上面发布最新的信息。 cr | 加密谷Live发布于 2021-06-30 17:30数字货币比特币 (Bitcoin)资讯赞同 3添加评论分享喜欢收藏申请
世界上对加密数字货币最友好的国家有哪些?
April 15, 2022Updated November 15, 2022
世界上对加密数字货币最友好的国家有哪些?
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内容
加密数字货币作为一种长期投资选择、计费方式和交易方式,在全球范围内迅速普及。许多企业也开始 接受 比特币等加密数字货币作为支付方式。
然而,加密数字货币的征税方式在全球范围内有所不同。每个国家都已通过或正在制定自己的加密立法。这就是创业者感到困惑的时候。当他们出售他们的加密数字货币时,他们的财务收益会发生什么?中国已在其境内永久禁止加密数字货币,而其他国家则充当避税天堂或对加密数字货币友好。自然,这些国家的比特币投资者集中度更高。
以下是最友好的加密货币国家列表。
前 10 名对加密数字货币友好的国家
美国
截至撰写本文时,美国拥有世界上最多的比特币 ATM。在加密数字货币交易方面,美国是拥有大量比特币交易者的人口最多的国家。尽管比特币在美国是合法的,但没有对加密相关活动的彻底监管。另一方面,《银行保密法》(BSA)适用于使用加密数字货币的交易。 SEC 法规适用于所有金融工具,包括加密数字货币,因为它们在美国被 SEC 归类为证券。对于区块链相关的公司来说,德克萨斯州和蒙大拿州被认为是最容易接受的州。
葡萄牙
我们就不能讨论 对加密货币友好的国家 不包括葡萄牙,这个欧洲国家被公认为最理想的居住地之一,并营造了一种对比特币友好的氛围。葡萄牙的加密热情主要是该国长期经济不安全历史的结果。
葡萄牙在 1990 年代初经历了一段恶性通货膨胀,这几乎使该国破产并使其陷入绝望。今天,比特币为葡萄牙人提供了一个从不稳定的货币体系中解放出来,无所畏惧地生活,对未来毫无悔意的机会。
新加坡
另一个对加密数字货币特别友好并为比特币初创企业提供支持性监管环境的国家。新加坡金融管理局 (MAS) 于 2018 年 3 月 27 日宣布,它不会对虚拟数字货币进行监管,作为其对创新友好的尝试的一部分。其规则支持与加密数字相关的活动,并且不包括对挖掘或销售加密的任何限制。该机构进一步表示,只要获得另一个国家的政府或自律组织的批准,它就不会对加密数字货币交易所施加许可要求。
瑞士
瑞士是欧洲的加密谷,被视为创新热点。在税收方面,瑞士联邦税务局认为加密数字货币交易与普通现金交易相同,因此免于纳税申报。
由于对加密数字货币交易收益不征税,加密数字货币投资者更喜欢瑞士。以太坊、Tezos 和 Diem 协会等重要的加密货币基金会也选择了瑞士作为其总部。
另一方面,来自加数字密货币业务和专业交易的利润需缴纳所得税(因地点而异)和年度财富税。
德国
德国是对加密数字货币最友好的欧洲国家之一,因为它是少数几个不对加密数字货币征税的国家之一。与欧盟相比,德国对加密数字货币征税有独特的做法,有利于私人投资者。如果保存时间超过一年,比特币和其他加密货币可以免缴资本利得税。
如果资金在一年内转换为货币或其他加密数字货币,如果利润低于 600 欧元(约合 700 美元),您仍然可以免税。超过这个门槛,投资者必须向美国国税局披露他们的收益。另一方面,企业必须记录并支付加密数字货币利润的企业所得税,就像对待任何其他资产一样。
马耳他
马耳他位于地中海附近,长期以来一直吸引着与加密数字相关的企业。例如,尽管日本也是一个对加密数字货币友好的司法管辖区,但加密数字货币交易所 Binance 最近在经历了日本不利的监管环境后迁移到了该国。
马耳他前总理约瑟夫·马斯喀特(Joseph Muscat)于 2019 年 3 月透露了区块链监管和立法计划,这将允许个人和公司交易加密数字货币而不必担心被政府罚款。
日本
日本毫无疑问是对加密数字货币最友好的亚洲国家之一,如果不是最多的话。它是公共和私人区块链投资方面的领先国家之一,非常重视加密数字服务。
在日本,加密数字货币不受任何独特的法律或法规的约束,只要它们遵守反洗钱 (AML) 程序和其他现行金融规范,例如金融厅 (FSA) 制定的那些规范。
加密数字货币交易越来越受欢迎,以至于“加密咖啡馆”如雨后春笋般涌现,用户可以在其中购买餐点、访问高速互联网并消费他们的加密数字货币!此外,该国为从比特币交易中获利的居民提供优惠税率——最高可达 20%,具体取决于所赚取的利润金额。
加拿大
在加拿大,尚未通过任何宣布加密数字货币非法的立法。这就是为什么许多加密数字货币公司可以在该国自由经营的原因。这种思想开放的方法使个人能够尝试新技术并利用未来的机会和进步。但是,我们相信这种心态在这里不会持续太久。尽管如此,加拿大仍被视为加密数字货币忠诚的环境。
加拿大有 1,464 台 ATM 机接受比特币,这也是加拿大被视为加密数字货币友好国家之一的另一个原因。
萨尔瓦多
萨尔瓦多刚刚成为世界上第一个承认比特币为合法现金的政府,它正试图通过向外国投资者提供免税来吸引他们。比特币的利润在该国不受任何资本收益或所得税的影响。
世界仍在等待萨尔瓦多的法律框架到位以执行这些官方声明,但加密数字货币社区称赞该国是世界上最好的加密数字免税司法管辖区之一。
卢森堡
卢森堡是加密数字货币合法化的国家之一。因此,它将加密数字货币视为一种有效的交换媒介。加密数字货币在国内交易或使用没有任何限制。尽管卢森堡没有明确的加密数字货币法规,但政府对立法的态度通常是进步的。
卢森堡的加密货币交易所受 CSSF 监管,必须遵守与其他金融机构相同的法律。今天,该国已准备好关注加密数字货币的发展,并制定最有效的应对策略。这是加密数字货币国家的特征。
结论
比特币业务,就像它周围的变化一样,是动态的。比特币和其他数字货币为一系列优势打开了大门,其中最重要的是提高了业务流程效率。因此,一些国家正在积极支持加密国家的采用。毫无疑问,我们正处于一场加密数字革命之中,越来越多的政府正在从中受益。
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你知道目前认可且支持比特币的9个国家是哪些地方吗?
你知道目前认可且支持比特币的9个国家是哪些地方吗?
Paul Hansen
六月 26, 2023 19:27 GMT+8
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免责声明:以下文章并非来自 cryptonews.com 记者撰写。
_________比特币在各方面接管了数字世界;从线上零售到视频游戏,从银行到旅行 — 加密货币技术的落地应用在不同产业市场上都保持增长势头。某些行业采用比特币后,显示了巨大的商业发展潜力。但有些公司缺乏技术相关或其他的有利条件,通常不赞成进入此行列。例如,比特币和零售基本上是能串接在一起,但是比特币支付的百分比不超过2%。零售品牌不仅能从比特币支付中受益,当用户寻求更快交易和匿名性并进且具有高透明度时,相对于传统货币,加密货币更具有优势。对用户而言,其中一个行业案例是在线博弈。玩家经常抱怨提款要花费很多时间,其中有些玩家对于每次都需核实信用卡详细信息而感到挫折。不过,目前接受比特币的在线博弈仍然是少数,约占在线游戏的5%市场。同样,世界上许多能从加密货币中受益的国家甚至都没有尝试过,反而就将其视为造成银行业务与系统的威胁,甚至将其与诸如洗钱等非法活动连接。目前,中国、俄罗斯、越南和部分拉丁美洲国家禁止使用比特币。在本篇文章,我们将专注于优势面。以下是积极支持比特币,同时致力于制定适当法规的9个主要国家地区清单。1. 马耳他 (Malta)马耳他又被称为「比特币岛」,目前尚无任何加密货币法规,但拥有政府批准的比特币和区块链推广国家策略。马耳他官员认为,与上述国家相比,加密货币的去中心化和其他独特功能对经济而言非常有前途。最大的加密货币交易所币安、OKEx 和 ZB.com 最近将其总部迁至马耳他。我们发现到这种情况的出现是因为此类公司的合法化框架,为加密货币服务供应商建立组织性的注册计划已经存在。2. 瑞士 (Switzerland)瑞士是加密货币相关公司想要安顿的另一个地区。其中最著名例子是 Spaceshift 和 Xapo。瑞士楚格市因先进的法律和对比特币的态度以 “加密谷 (Crypto Valley)” 著名:当地的公民可用加密货币支付水电费、将比特币存储在政府于2019年8月核准的加密货币银行 SEBA Crypto AG 和 Sygnum AG 之中。3. 美国 (United States)美国由50个州组成,每个州都有自己的比特币政策,因此从整个国家来看还不能称为对比特币非常友好的国家。不过,比特币是合法的,也在全国范围内被接受,没有任何一州禁止。根据目前立法,比特币在所有州都被视为财产征税。基本上,实际情况要再复杂些。在这些地区,只有少数人使用比特币,有些则无。尽管纽约、罗德岛和亚利桑那州等一些州被定义为与加密货币 “敌视”,但仍有适合进行比特币交易和挖矿区域,其中有俄亥俄州、怀俄明州、新罕布什尔州和华盛顿特区。尤其在怀俄明州,正如某些记者提到,在美国已开启拓展加密货币处女地竞赛。4. 澳大利亚 (Australia)澳大利亚向来以开放技术趋势着称。当加密货币在2017年蓬勃发展时,该国政府立即将其合法化。比特币法规定义明确,它被视为财产并应缴纳资本利得税。该国已有许多商店和餐馆都接受比特币付款,其中领头商店包括赛百味澳大利亚。5. 新加坡 (Singapore)在区块链技术方面,新加坡开创了先河。它拥有闪电般的 IT 基础架构,是世界第四大知识产权保护领先国家。不断追求创新之下,国家迅速地采用区块链也就不足为奇了。在这里,比特币和其他加密货币被视为商品,因此任何所有者在使用比特币进行购买时都必须支付7%的税。很快地,新加坡中央银行将授权进行加密货币衍生品交易 。6. 斯洛文尼亚 (Slovenia)你是否知道,领土不大的斯洛文尼亚有着比美国更多接受比特币的零售地点?我们并未反驳美国对加密货币的忠诚度,然而斯洛文尼亚却有更令人印象深刻的应用记录。在这里,来自加密货币交易的收入无需缴纳所得税。官员们热烈地欢迎加密货币,将其平顺地融入斯洛文尼亚经济发展。你可以参观斯洛文尼亚首都卢布尔雅娜的比特币购物中心。如果你去到克拉尼镇,会发现世界上第一个比特币公共纪念碑。斯洛文尼亚是 Eligma 创业公司的祖国,该公司通过启动 Elipay 系统大幅简化了加密货币交易。现在,它拥有15,000个活跃用户。7. 爱沙尼亚 (Estonia) 试想一下:波罗的海国家爱沙尼亚于2005年实施了电子投票,比其他任何国家都早好几年。该国甚至正计划推出自己的加密货币 Estcoin,但遭受欧洲央行行长严厉地停止这一举措。尽管如此,爱沙尼亚仍在继续试验区块链技术,将其注入医疗保健和银行系统。8. 德国 (Germany)在私人交易中,德国将比特币视为一种合法的免税数字货币。2020年,德国银行们将被授权出售和存储加密货币,因此,他们需要具体获得此许可证。这清楚地表示德国正朝着比特币积极的方向发展。9. 日本 (Japan)日本占全球加密货币交易所流量的10%。更不用说比特币创始人中本聪 (Satoshi Nakamoto) 虽然是化名,但按国籍被称为是日本人。该国还成为世界上第一个加密货币交易所 — Mt. Gox. 发源地。日本的所得税仅适用于年收入超过2,000万日元,或从比特币交易中赚取利润超过20万日元的个人。获利较少的人不必支付任何费用。比特币在日本被视为真实货币,因此持有它也是一项免税行为。本篇文章的清单并非详尽无遗,因为仍有更多国家正在改变对比特币的态度,寻求更好且对比特币的忠诚表现。最乐观的案例像是百慕大、白俄罗斯和乔治亚;尽管它们对比特币使用和交易工具有特殊场景条件,我们所列出的是具独立性、拥有明确金融法规和稳定的银行体系高收入国家地区。
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来源:巴比特
据Decrypt 9月8日报道,哪些国家在采用加密货币打入主流经济体方面取得了不错的进展呢?结果可能和你想的并不一样,因为引领这一进程的不一定是经济超级大国。
区块链研究公司Chainalysis的一份最新报告显示,在加密货币使用率最高的10个国家中,只有两个国家是大国经济体:中国和美国。
这家研究公司开发了一种新的方法——“全球加密货币采用指数”来衡量全球公民使用加密货币的情况。Chainalysis在一篇博文中写道:
这样做的目的是为了突出那些大部分居民的金融活动转移到加密货币上的国家。
该公司表示:
尽管交易和投机对加密货币经济来说很重要,但我们希望这一指数能强调用户日常应用加密货币的情况。
该公司的全球加密采用指数考虑了每个国家的人口和经济规模,进而评估了四个指标:链上接收加密货币的价值、链上转账的价值、链上充值加密货币的数量和交易所交易量。在该公司分析的154个国家中,乌克兰、俄罗斯和委内瑞拉在采用加密技术方面处于领先地位。排在前10位的国家还有中国、肯尼亚、美国、南非、尼日利亚、哥伦比亚和越南。
采用加密货币最多的10个国家。图片:Chainalysis
该公司的数据与比特币分析网站Useful Tulips的创始人、独立研究员Matt Ahlborg的数据一致。Ahlborg在之前曾指出,目前非洲和拉丁美洲对比特币这样的加密货币表现出了巨大的兴趣。
委内瑞拉、哥伦比亚是拉丁美洲采用加密货币最多的国家
例如,根据Useful Tulips的数据以及Chainanalysis定义的加密货币采用情况,在拉丁美洲,委内瑞拉和哥伦比亚目前在比特币交易量方面领先。
委内瑞拉尤其吸引Chainanalysis的注意,因为目前该国的地缘政治条件使其成为加密货币生态系统近乎完美的“案例研究”,该公司写道:
委内瑞拉代表了一个极好的例子,它可以说明到底是什么推动了发展中国家采用加密货币,以及公民如何使用它来缓解经济不稳定的难题。
报告中还写道:
我们的数据显示,当本国法币因通货膨胀而贬值时,委内瑞拉人会更多地使用加密货币。这表明委内瑞拉人通过购买加密货币来储存他们可能会损失的资金。
与此同时,哥伦比亚的加密技术普及率在世界上排名第九,尽管该国对该行业有严格的管理规定,并成为其获得更广泛认可的瓶颈。不过,哥伦比亚的议员们正在积极努力,试图放松限制交易和其他活动的规定,使该国的政策变得更加“有利于比特币”。对于外国投资者、开发者和企业家来说,哥伦比亚不断增多的比特币ATM机和支付金融技术可能也是一个信号,预示着该地区即将迎来加密货币的繁荣。
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23家机构持有88万枚比特币,来!围观这些“巨鲸” - 知乎首发于区块链深姐切换模式写文章登录/注册23家机构持有88万枚比特币,来!围观这些“巨鲸”深链DeepChain区块链价值读物近日,Messari 创始人 Ryan Selkis 在《2021 年加密投资理论报告》中提到,接下来的 2021 年加密市场将迎来大牛市,他还预计比特币在 2021 年底之前至少达到 10 万美元。如果说2021年加密货币市场真能迎来大牛市,那么很大一部分原因要归功于机构的入场,就如同今年的牛市一样。12月11日,商业分析公司MicroStrategy宣布完成6.5亿美元的可转换债券发行,而根据其资金储备政策,这6.5亿美元可转换债券的收益(约6.349亿美元)将用来投资比特币。而在此之前,这家公司已经持有了4万多枚比特币。也就是在同一天,12月11日,美国老牌保险公司万通互惠也被曝已通过纽约数字投资集团(NYDIG)为其普通保险帐户购买了价值1亿美元的比特币。而更为大家熟知的则是加密货币的“明庄”灰度基金的“买买买”。事实上,除了以上提及的机构,还有很多积极的比特币买家。Bitcoin Treasuries数据显示,目前已经持有比特币超过5000万美元的机构共有23家,而这些机构的持仓量加起来达到888864枚比特币。机构的比特币持仓数据 来源:Bitcoin Treasuries到底是哪些机构在持有这些珍贵的比特币?他们又是什么背景?我们一个一个来看!一、灰度基金,持仓56.1万枚比特币灰度持仓的加密货币详情 来源:Mytoken灰度想必大家都已经非常熟悉了。灰度投资公司的雏形是私募股权交易平台SecondMarket公司旗下的一支比特币投资基金。2014年,SecondMarket公司创始人Barry Silbert将这支比特币投资基金从原公司中脱离出来,成立了灰度投资公司(Grayscale Investments)。2015年,灰度投资公司被归并到新成立的数字货币集团(Digital Currency Group,简称DCG)旗下。除了比特币信托基金,灰度投资公司还推出了ETH, BCH, ETC, LTC, XRP等加密货币的信托基金,以及包含主流币种的复合型加密货币信托基金(Grayscale Digital Large Cap Fund)。从5月13日比特币减半后的六个月内,灰度增持的比特币数量基本等于其同期开采量。11月20日,灰度比特币信托再次大量增持比特币,高达10550枚,直到今日灰度总持仓量已达56.1万枚比特币。都说2017年是散户的牛市,2020年是机构的牛市,而灰度则被认为是这波牛市最大的发动机。二、Block.one,持仓140000枚比特币Block.one官网界面Block.one,大名鼎鼎的EOS母公司。作为一家区块链软件公司,Block.one专为EOS的开发而成立。如果你记得的话,EOS一整年的ICO让Block.one收入高达40亿美元。这部分资金,其中绝大部分是投资了美债,另外就是购买了140000枚比特币。Block.one持有比特币,主要是EOS创始人BM觉得不能把钱都放在传统资产市场,数字货币也不能只有持有EOS,因此购买了大量的比特币。三、Coinshares,持仓69730枚比特币CoinShares是一家数字资产投资公司。2018年年初,Coinshares 推出公开交易比特币和以太坊的交易所交易票据( ETN )的组织,该公司的基金将为散户投资者提供渠道交易交易加密货币。2018年,CoinShares首席战略官Demirors在接受采访时就表示,机构投资者和散户投资者应该忽略价格,以看待亚马逊、英特尔或微软等早期互联网股票的态度来看待加密货币。并表示比特币的泡沫已经破灭,看好比特币的未来。该公司目前持有69730枚比特币。四、MicroStrategy,持仓40824枚比特币MicroStrategy是一家商业分析机构,也是最近在加密货币领域露脸最多的上市公司之一。今年7月份,MicroStrategy开始购买比特币,8月份的时候宣布已经用2.5亿美元购买了21454枚BTC。10月底,这两枚数字已经变成了4.25亿美元和38250枚比特币,成本均价在1.1万美元左右。12月5日,其CEO Michael Saylor在推特表示公司在近期又花费了5000万美元,以均价19427美元的价格购买了2574枚比特币,目前公司持有40824枚比特币,现价值约7.42亿美元。Michael Saylor在推特发布可转换债券细则文章另外,上文也提到,这家公司不满足于只持有4万多枚比特币,还“借钱”(发行可转换债券),再豪赌6亿到比特币上。为什么豪赌?Michael Saylor的说法是比特币是非常好的价值存储手段。但另外一个数字可能更能说明原因:这家公司靠比特币5个月浮盈3亿美元。五、Tezos基金会,持仓24808枚比特币Tezos是一个具有图灵完备,支持智能合约和Dapps的区块链平台,也是最早提出链上治理方案,以高效、可持续的民主方式进行治理的项目。和Block.one一样,Tezos在2017年7月进行了为期两周的无上限ICO,筹集了6.5万枚比特币和36万枚ETH,也在那个时候成立了Tezos基金会。Tezos基金会今年与瑞士比特币协会(Bitcoin Association Switzerland)等多家公司合作基于Tezos区块链发行并锚定比特币的代币tzBTC,该代币还成为基于Tezos的DeFi开放式金融领域的首个工具。后续也在基于Tezos的去中心化金融资产管理平台StakerDAO使用tzBTC代币。目前,Tezos基金会还有24808枚比特币。六、Galaxy Digital,持仓16651枚比特币截至11月30日,Galaxy Digital管理的初步资产为5.727亿美元Galaxy Digital是一家业务以区块链投资为主、财务公开透明的上市加密货币投资银行,由华尔街传奇对冲基金经理、亿万富翁迈克·诺沃格拉茨(Mike Novogratz) 创立。公司的主要业务是为第三方投资者提供资产管理服务,比如通过基金的形式募集资金。目前总共持有了16651枚比特币。Galaxy Digital一直致力于成为“加密货币领域的高盛”,Mike Novogratz更是比特币的狂热信徒,经常在社交媒体上宣传比特币。近期,在接受CNN采访时Mike Novogratz甚至呼吁新投资者可以用5%的净资产投资比特币。七、3iQ,持仓16454枚比特币3iQ的比特币基金详情 3iQ是一家总部位于加拿大的基金管理公司,该公司管理着比特币基金(QBTC.U),官方称这是世界上第一个受监管和交易所交易的比特币基金。在今年6月,这家公司完成了其比特币基金A类份额(面向所有投资者)和F类份额(面向机构)的发行。今年的10月份,3iQ旗下比特币基金(QBTC.U)在加拿大证券交易所交易量已超1亿美元。目前该基金共持有16454枚比特币。八、Stone Ridge Holdings Group,持仓10889枚比特币Stone Ridge Holdings Group宣布购买1亿美元比特币Stone Ridge Holdings Group是一家管理资产超100亿美元的资产管理公司。创始人Ross Stevens觉得投资比特币优于现金,在今年疫情的影响之下许多大型公司购入比特币来规避法币贬值、并完成多元化资产配置。因此其在今年11月份买入了超过1亿美元的比特币,主要用作资金库储备资产。该公司的10889比特币已经成为其资金库储备资产策略的主要组成部分。九、ETC Group,持仓5215枚比特币ETC Group(和以太坊经典无关)是一家伦敦投资公司,于2020年6月在德意志交易所旗下Xetra电子交易市场推出的比特币ETP(BTCE)管理服务。ETC Group也成为首个在发行4个月后突破1亿美元管理资产的加密货币ETP。ETC Group首席执行官表示,团队正在非常努力的设计一种产品,为投资者提供一种更透明和更安全的方式来投资比特币。目前该公司持有5215枚比特币。十、21Shares AG,持仓4867枚比特币21Shares AG的产品21Shares AG是一家总部位于新加坡的金融技术公司,也是一家加密货币交易所交易产品(ETP)发行商。其产品已在欧洲受监管市场上市,并上线德意志证券交易所和维也纳交易所。今年7月2日, 21Shares AG宣布已选择CoinbaseCustody 为比特币 ETP 存储其数字资产。十一、Square,持仓4709枚比特币Square是由Twitter的CEO杰克·多西(Jack Dorsey)创立的支付平台,该公司宣布在2020年10月以5000万美元的价格购买了4709枚BTC。Square购买比特币并不稀奇,Square原本就是一家移动支付公司,曾在2014年的时候就接受了比特币作为支付方式。Square一直也在对比特币进行支持和推广,背后和杰克·多西有很大关系。早在2018年初Cash App推出比特币交易时,杰克·多西就表示比特币将成为“互联网本土货币”。他还认为对比特币不应该只停留在买卖上,而是要相信这是一项变革性的技术,并深入学习。十二、Hut 8,持仓2954枚比特币Hut 8 是加拿大一家加密货币挖矿和区块链基础设施公司。2017年开始比特币挖矿业务,2018年春季在多伦多证券交易所上市。公开资料显示从2017 年 12 月开始挖矿业务以来,截至 2019 年10月,Hut 8 已经挖出12305枚比特币。今年7月份,公开资料显示,美国的富达投资公司已经持有Hut 8约10.6%的股份。富达的投资让很多人关注起这家公司,“富达押注HUT8”也一度被津津乐道。该公司的比特币主要来源于挖矿,目前持有2954枚比特币。十三、Voyager Digital,持仓1239枚比特币Voyager Digital 是一家获得公开授权的加密资产经纪商,为散户和机构投资者提供加密货币交易解决方案业务。2019年在加拿大多伦多证券交易所创业板(TSX Venture Exchange)上市。在今年年中的财报中,本财年其收入增至约110万美元,较上一财年的87318美元增长1159%,Voyager Digital客户资产则增长了1959%。这家公司目前共持有1239枚比特币。十四、Riot Blockchain,持仓1175枚比特币Riot Blockchain是一家纳斯达克上市矿企,主要从事比特币、以太坊挖矿。2018年1月22日,Riot Blockchain赢得了美国联邦法警局拍卖的500枚BTC。此后,Riot Blockchain的资产负债表上继续持有比特币,当然这些比特币主要来自挖矿所得。今年10月份,Riot Blockchain从比特大陆购买了2500台S19 Pro Antminer矿机。RiotBlockchain希望到2021年中期将其挖矿能力提高三倍,据了解,这批矿机将在12月份进行交付。目前该公司共持有1175枚比特币。当然,除了这些明牌的机构之外,还有很多隐藏的,不为大家所知的机构巨鲸。而正因为这些机构的参与和入场,比特币被越来越多的人关注,其价值也被更多人认可。发布于 2020-12-15 18:08比特币 (Bitcoin)赞同 3添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录区块链深姐区块链领域的深度报道与专
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有关加密货币的交易屏幕带给我们高低不同的价值变化,在固定的规则面前,这些价值变化不被理解也难以被合理化,但是作为加密货币中最著名和最有价值的“比特币”,它仍然占据了加密货币市场总价值的近70%。
根据最近的评估,加密货币的市值目前已经超过了2万亿美元大关。但是比特币仍在这个市场上代表着绝对的权重,并且正经历着高波动性。在2021年1月至4月期间,比特币的单位价值高达6.7万美元,然后在同年6月跌至仅3万美元,又在最近呈上升趋势,本月8日再次出现下跌,其单位价值降至4.8万美元。此外,其余加密货币的价格也紧随比特币的脚步而受到规范。
多个国家的中央银行正努力控制加密货币交易,以避免其被用在洗钱活动中,此外,它们还要通过发行货币来维护一个关键要素,即国家主权。因此,我们发现很多国家允许在金融和经济交易中使用这些货币,还有部分国家开始发行本国特有的数字货币,以使货币当局能够更有力地控制局面。
萨尔瓦多是第一个将比特币作为法定货币的国家 (路透社)
萨尔瓦多的先例
然而在2021年6月,萨尔瓦多却出人意料地宣布将比特币作为该国除美元之外的法定货币。2021年9月9日,是萨尔多瓦宪法规定的通过法律的3个月期限的结束之日。那么,萨尔瓦多能从这步行动中获得什么呢?此举又会对全球层面产生怎样的影响呢?
在议会批准采用比特币作为该国法定货币的法律期间,该国总统纳吉布·布基拉及其高级官员发表了非常乐观的声明。总统表示,这项法律将实现该国的金融和投资一体化,并带来旅游业、创新和经济的发展。另一位官员表示,这项法律将使萨尔瓦多成为世界关注的焦点,该国将对外国投资更具吸引力。
这项法律允许萨尔多瓦国内的商品和服务以比特币定价,公民也可以使用比特币缴税,并且不得以任何方式拒绝比特币的交易,因此,萨尔瓦多境内的比特币获得了重要的货币特征:首先是作为价值交换的媒介而被普遍接受,其次它将成为一种价值储存的手段,尽管这与萨尔瓦多主权以外的因素相关,因为比特币的价值将取决于国际市场上的交易,而不是其国家范围内的交易。
据了解,萨尔瓦多是一个小国,其2019年的国内生产总值为269亿美元,而在2020年,因新冠危机产生的负面影响,该国的国内生产总值减少至246亿美元,下降了7.9%。
该国的人均GDP并不比其他发展中国家更突出,在2019年,这项数值达到了4100美元,而2020年为3700美元。
梦想会成真吗?
萨尔瓦多可能是第一个采用比特币作为法定货币的国家,但是在全球经济的新现实之下,即使这些措施在全球经济中的规模小而无果,其他国家是否也会争相效仿呢?
也有类似的不成功的经验,即使是在国际贸易方面。在1947年,美国提出了成立国际贸易组织,以完善国际经济体制的提案,但是只有利比里亚和澳大利亚批准了该组织的成立,而且该提案的持有者美国也没有批准它,因此,这个想法遭遇了失败,直至美国在1994年底再次拿出了这项提案,并在1995年1月成立了世界贸易组织。
事实上,货币从输出它们的经济体的实力中获得力量,从这一点出发,萨尔瓦多和其他任何追随其脚步的国家,都无法成为比特币的大力支持者,因为其发行过程是在这些国家之外未完成的。而这对美国、中国等强国而言,则是可能实现的,但是这些国家仍然对这类货币的交易持谨慎态度,并且正在安排发行自有的加密货币。
至于萨尔瓦多的梦想——希望通过此举来为国家带来一定的经济繁荣并缓解失业压力,事实却并非如此,在有关比特币的法律规定之下,萨尔瓦多有能力吸引比特币市场的交易者吗?
萨尔瓦多的对外贸易额每年不超过150亿美元,其中50亿美元为商品出口,另外约105亿美元为商品进口,即贸易逆差达到近55亿美元,这与该国吸引比特币交易商前往萨尔瓦多的能力成反比,除非形势能够反映该国的国际贸易关系。这样,萨尔瓦多就能扭转形势,并获得贸易顺差。
此外,该国还是食利经济体之一。根据世界银行提供的数据,海外劳工的侨汇约占萨尔瓦多国内生产总值的五分之一,而外国直接投资较为微薄,不超过7亿美元。
萨尔瓦多将面临的另一个问题,在于市场应对比特币价值波动的能力。许多公民可能并不喜欢使用比特币进行交易,尽管法律规定了接受该货币的义务,但是人们的利益会因此面临更多的风险。
该国市场将接受两种货币的交易,其中一种是相对稳定的美元,另一种则是相对缺乏稳定性的比特币。这种情况会产生很多的问题,萨尔瓦多市场将失去其最为重要的特点之一,即低通胀率。在过去的5年内,萨尔瓦多在2018年出现了最糟糕的通胀率,即1.9%,但是随着比特币作为法定货币的法律正式生效,预计该国的通胀率将会出现较大幅度的波动。
萨尔瓦多法律允许国内商品和服务以比特币定价 (路透社)
洗钱活动
新的现实将迫使萨尔瓦多需要一个严格的监管系统来打击洗钱犯罪,因为洗钱活动可以通过新的法律渗透到该国。在这样的情况下,洗钱者很容易购买大量资产,然后将其出售并以合法形式提取收益,但是这些货币可能会在交易之初受到限制,洗钱团伙而将带来新的经验,并测试其可能在当地取得的成功。
对于萨尔瓦多政府及当地的经济活动参与者而言,这些挑战并不轻松。此后的实践经验和结果将表明,要么可能重复,要么只能放弃。
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截止周二,萨尔瓦多已实现约8400万美元的利润,收益率超过69%……
萨尔瓦多(El Salvador)是少数将比特币作为法定货币的国家之一,最近由于加密货币价格的上涨,该国从比特币投资中获得了约8400万美元的利润。
当地时间周一,萨尔瓦多总统Nayib Bukele在社交平台上转发了一张图表,展示了自2021年开始投资比特币以来,该国所获得的收益情况。
外媒指出,截至周二,该国持有的比特币价值超过2.04亿美元,已实现约8400万美元的利润,收益率超过69%。
尽管获利丰厚,Bukele本人表示,该国将继续持有比特币。他在今年2月底的一条帖子中写道:“我们当然不会出售比特币,无论市场价格是低还是高……”
2021年年中,萨尔瓦多将比特币定为法定货币,并同时推出了政府设计的数字钱包应用Chivo Wallet,用户可以通过该应用使用美元或比特币进行支付。当时,比特币的交易价格约为3.6万美元。
在2022年11月比特币价格跌至约1.6万美元的低位时,Bukele宣布萨尔瓦多将开始每日购买一枚比特币。自今年2月以来,比特币价格开启上涨行情,截至周二,比特币最新交易价格接近7.2万美元。
Tim Draper是一位以比特币价格预测而闻名的风险投资家,他赞扬了萨尔瓦多拥抱这项新资产的行为,并谈到了这一决定为其人民带来的好处。
Draper表示,比特币将使萨尔瓦多在未来30或40年内从最贫穷、犯罪率最高的国家变成可能是世界上最富有、最具创新性的国家之一。
此外,Draper还表示,萨尔瓦多购买的比特币将使该国能够偿还其在国际货币基金组织(IMF)的债务,并且“以后再也不用跟他们打交道”。Draper预测比特币在今年将达到25万美元,并强调未来将会出现银行挤兑现象,人们将不再需要美元。
需要注意的是,2023年12月《科学》杂志发表的一项研究发现,自萨尔瓦多采用比特币为法定货币以来,该货币在萨尔瓦多并未得到广泛应用,并且“数字支付(的应用情景)稀少且集中”。
芝加哥大学经济学教授Fernando Alvarez和耶鲁管理学院教授David Argente和同为耶鲁管理学院教授的Diana Van Patten共同撰写的论文指出,萨尔瓦多人更偏爱现金,他们对于隐私问题的担忧阻碍了比特币的普及。
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区块链技术研究综述:原理、进展与应用
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国通信学会
ISSN 1000-436X CN 11-2102/TN
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通信学报, 2020, 41(1): 134-151 doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2020027
综述
区块链技术研究综述:原理、进展与应用
曾诗钦1, 霍如2,3, 黄韬1,3, 刘江1,3, 汪硕1,3, 冯伟4
1 北京邮电大学网络与交换国家重点实验室,北京 100876
2 北京工业大学北京未来网络科技高精尖创新中心,北京 100124
3 网络通信与安全紫金山实验室,江苏 南京 211111
4 工业和信息化部信息化和软件服务业司,北京 100846
Survey of blockchain:principle,progress and application
ZENG Shiqin1, HUO Ru2,3, HUANG Tao1,3, LIU Jiang1,3, WANG Shuo1,3, FENG Wei4
1 State Key Laboratory of Networking and Switching Technology,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China
2 Beijing Advanced Innovation Center for Future Internet Technology,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China
3 Purple Mountain Laboratories,Nanjing 211111,China
4 Department of Information Technology Application and Software Services,Beijing 100846,China
通讯作者: 霍如,huoru@bjut.edu.cn
修回日期: 2019-12-12
网络出版日期: 2020-01-25
基金资助:
国家高技术研究发展计划(“863”计划)基金资助项目. 2015AA015702未来网络操作系统发展战略研究基金资助项目. 2019-XY-5
Revised: 2019-12-12
Online: 2020-01-25
Fund supported:
The National High Technology Research and Development Program of China (863 Program). 2015AA015702The Development Strategy Research of Future Network Operating System. 2019-XY-5
作者简介 About authors
曾诗钦(1995-),男,广西南宁人,北京邮电大学博士生,主要研究方向为区块链、标识解析技术、工业互联网
。
霍如(1988-),女,黑龙江哈尔滨人,博士,北京工业大学讲师,主要研究方向为计算机网络、信息中心网络、网络缓存策略与算法、工业互联网、标识解析技术等。
。
黄韬(1980-),男,重庆人,博士,北京邮电大学教授,主要研究方向为未来网络体系架构、软件定义网络、网络虚拟化等。
。
刘江(1983-),男,河南郑州人,博士,北京邮电大学教授,主要研究方向为未来网络体系架构、软件定义网络、网络虚拟化、信息中心网络等。
。
汪硕(1991-),男,河南灵宝人,博士,北京邮电大学在站博士后,主要研究方向为数据中心网络、软件定义网络、网络流量调度等。
。
冯伟(1980-),男,河北邯郸人,博士,工业和信息化部副研究员,主要研究方向为工业互联网平台、数字孪生、信息化和工业化融合发展关键技术等
。
摘要
区块链是一种分布式账本技术,依靠智能合约等逻辑控制功能演变为完整的存储系统。其分类方式、服务模式和应用需求的变化导致核心技术形态的多样性发展。为了完整地认知区块链生态系统,设计了一个层次化的区块链技术体系结构,进一步深入剖析区块链每层结构的基本原理、技术关联以及研究进展,系统归纳典型区块链项目的技术选型和特点,最后给出智慧城市、工业互联网等区块链前沿应用方向,提出区块链技术挑战与研究展望。
关键词:
区块链
;
加密货币
;
去中心化
;
层次化技术体系结构
;
技术多样性
;
工业区块链
Abstract
Blockchain is a kind of distributed ledger technology that upgrades to a complete storage system by adding logic control functions such as intelligent contracts.With the changes of its classification,service mode and application requirements,the core technology forms of Blockchain show diversified development.In order to understand the Blockchain ecosystem thoroughly,a hierarchical technology architecture of Blockchain was proposed.Furthermore,each layer of blockchain was analyzed from the perspectives of basic principle,related technologies and research progress in-depth.Moreover,the technology selections and characteristics of typical Blockchain projects were summarized systematically.Finally,some application directions of blockchain frontiers,technology challenges and research prospects including Smart Cities and Industrial Internet were given.
Keywords:
blockchain
;
cryptocurrency
;
decentralization
;
hierarchical technology architecture
;
technology diversity
;
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曾诗钦, 霍如, 黄韬, 刘江, 汪硕, 冯伟. 区块链技术研究综述:原理、进展与应用. 通信学报[J], 2020, 41(1): 134-151 doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020027
ZENG Shiqin. Survey of blockchain:principle,progress and application. Journal on Communications[J], 2020, 41(1): 134-151 doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020027
1 引言
2008年,中本聪提出了去中心化加密货币——比特币(bitcoin)的设计构想。2009年,比特币系统开始运行,标志着比特币的正式诞生。2010—2015 年,比特币逐渐进入大众视野。2016—2018年,随着各国陆续对比特币进行公开表态以及世界主流经济的不确定性增强,比特币的受关注程度激增,需求量迅速扩大。事实上,比特币是区块链技术最成功的应用场景之一。伴随着以太坊(ethereum)等开源区块链平台的诞生以及大量去中心化应用(DApp,decentralized application)的落地,区块链技术在更多的行业中得到了应用。
由于具备过程可信和去中心化两大特点,区块链能够在多利益主体参与的场景下以低成本的方式构建信任基础,旨在重塑社会信用体系。近两年来区块链发展迅速,人们开始尝试将其应用于金融、教育、医疗、物流等领域。但是,资源浪费、运行低效等问题制约着区块链的发展,这些因素造成区块链分类方式、服务模式和应用需求发生快速变化,进一步导致核心技术朝多样化方向发展,因此有必要采取通用的结构分析区块链项目的技术路线和特点,以梳理和明确区块链的研究方向。
区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值。袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势。上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析。本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望。
2 相关概念
随着区块链技术的深入研究,不断衍生出了很多相关的术语,例如“中心化”“去中心化”“公链”“联盟链”等。为了全面地了解区块链技术,并对区块链技术涉及的关键术语有系统的认知,本节将给出区块链及其相关概念的定义,以及它们的联系,更好地区分易使人混淆的术语。
2.1 中心化与去中心化
中心化(centralization)与去中心化(decentralization)最早用来描述社会治理权力的分布特征。从区块链应用角度出发,中心化是指以单个组织为枢纽构建信任关系的场景特点。例如,电子支付场景下用户必须通过银行的信息系统完成身份验证、信用审查和交易追溯等;电子商务场景下对端身份的验证必须依靠权威机构下发的数字证书完成。相反,去中心化是指不依靠单一组织进行信任构建的场景特点,该场景下每个组织的重要性基本相同。
2.2 加密货币
加密货币(cryptocurrency)是一类数字货币(digital currency)技术,它利用多种密码学方法处理货币数据,保证用户的匿名性、价值的有效性;利用可信设施发放和核对货币数据,保证货币数量的可控性、资产记录的可审核性,从而使货币数据成为具备流通属性的价值交换媒介,同时保护使用者的隐私。
加密货币的概念起源于一种基于盲签名(blind signature)的匿名交易技术[6],最早的加密货币交易模型“electronic cash”[7]如图1所示。
图1
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图1
“electronic cash”交易模型
交易开始前,付款者使用银行账户兑换加密货币,然后将货币数据发送给领款者,领款者向银行发起核对请求,若该数据为银行签发的合法货币数据,那么银行将向领款者账户记入等额数值。通过盲签名技术,银行完成对货币数据的认证,而无法获得发放货币与接收货币之间的关联,从而保证了价值的有效性、用户的匿名性;银行天然具有发放币种、账户记录的能力,因此保证了货币数量的可控性与资产记录的可审核性。
最早的加密货币构想将银行作为构建信任的基础,呈现中心化特点。此后,加密货币朝着去中心化方向发展,并试图用工作量证明(PoW,poof of work)[8]或其改进方法定义价值。比特币在此基础上,采用新型分布式账本技术保证被所有节点维护的数据不可篡改,从而成功构建信任基础,成为真正意义上的去中心化加密货币。区块链从去中心化加密货币发展而来,随着区块链的进一步发展,去中心化加密货币已经成为区块链的主要应用之一。
2.3 区块链及工作流程
一般认为,区块链是一种融合多种现有技术的新型分布式计算和存储范式。它利用分布式共识算法生成和更新数据,并利用对等网络进行节点间的数据传输,结合密码学原理和时间戳等技术的分布式账本保证存储数据的不可篡改,利用自动化脚本代码或智能合约实现上层应用逻辑。如果说传统数据库实现数据的单方维护,那么区块链则实现多方维护相同数据,保证数据的安全性和业务的公平性。区块链的工作流程主要包含生成区块、共识验证、账本维护3个步骤。
1) 生成区块。区块链节点收集广播在网络中的交易——需要记录的数据条目,然后将这些交易打包成区块——具有特定结构的数据集。
2) 共识验证。节点将区块广播至网络中,全网节点接收大量区块后进行顺序的共识和内容的验证,形成账本——具有特定结构的区块集。
3) 账本维护。节点长期存储验证通过的账本数据并提供回溯检验等功能,为上层应用提供账本访问接口。
2.4 区块链类型
根据不同场景下的信任构建方式,可将区块链分为2类:非许可链(permissionless blockchain)和许可链(permissioned blockchain)。
非许可链也称为公链(public blockchain),是一种完全开放的区块链,即任何人都可以加入网络并参与完整的共识记账过程,彼此之间不需要信任。公链以消耗算力等方式建立全网节点的信任关系,具备完全去中心化特点的同时也带来资源浪费、效率低下等问题。公链多应用于比特币等去监管、匿名化、自由的加密货币场景。
许可链是一种半开放式的区块链,只有指定的成员可以加入网络,且每个成员的参与权各有不同。许可链往往通过颁发身份证书的方式事先建立信任关系,具备部分去中心化特点,相比于非许可链拥有更高的效率。进一步,许可链分为联盟链(consortium blockchain)和私链(fully private blockchain)。联盟链由多个机构组成的联盟构建,账本的生成、共识、维护分别由联盟指定的成员参与完成。在结合区块链与其他技术进行场景创新时,公链的完全开放与去中心化特性并非必需,其低效率更无法满足需求,因此联盟链在某些场景中成为实适用性更强的区块链选型。私链相较联盟链而言中心化程度更高,其数据的产生、共识、维护过程完全由单个组织掌握,被该组织指定的成员仅具有账本的读取权限。
3 区块链体系结构
根据区块链发展现状,本节将归纳区块链的通用层次技术结构、基本原理和研究进展。
现有项目的技术选型多数由比特币演变而来,所以区块链主要基于对等网络通信,拥有新型的基础数据结构,通过全网节点共识实现公共账本数据的统一。但是区块链也存在效率低、功耗大和可扩展性差等问题,因此人们进一步以共识算法、处理模型、交易模式创新为切入点进行技术方案改进,并在此基础上丰富了逻辑控制功能和区块链应用功能,使其成为一种新型计算模式。本文给出如图2 所示的区块链通用层次化技术结构,自下而上分别为网络层、数据层、共识层、控制层和应用层。其中,网络层是区块链信息交互的基础,承载节点间的共识过程和数据传输,主要包括建立在基础网络之上的对等网络及其安全机制;数据层包括区块链基本数据结构及其原理;共识层保证节点数据的一致性,封装各类共识算法和驱动节点共识行为的奖惩机制;控制层包括沙盒环境、自动化脚本、智能合约和权限管理等,提供区块链可编程特性,实现对区块数据、业务数据、组织结构的控制;应用层包括区块链的相关应用场景和实践案例,通过调用控制合约提供的接口进行数据交互,由于该层次不涉及区块链原理,因此在第 5节中单独介绍。
3.1 网络层
网络层关注区块链网络的基础通信方式——对等(P2P,peer-to-peer)网络。对等网络是区别于“客户端/服务器”服务模式的计算机通信与存储架构,网络中每个节点既是数据的提供者也是数据的使用者,节点间通过直接交换实现计算机资源与信息的共享,因此每个节点地位均等。区块链网络层由组网结构、通信机制、安全机制组成。其中组网结构描述节点间的路由和拓扑关系,通信机制用于实现节点间的信息交互,安全机制涵盖对端安全和传输安全。
图2
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图2
区块链层次化技术结构
1) 组网结构
对等网络的体系架构可分为无结构对等网络、结构化对等网络和混合式对等网络[9],根据节点的逻辑拓扑关系,区块链网络的组网结构也可以划分为上述3种,如图3所示。
图3
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图3
区块链组网结构
无结构对等网络是指网络中不存在特殊中继节点、节点路由表的生成无确定规律、网络拓扑呈现随机图状的一类对等网络。该类网络结构松散,设计简洁,具有良好的容错性和匿名性,但由于采用洪泛机制作为信息传播方式,其可扩展性较差。典型的协议有Gnutella等。
结构化对等网络是指网络中不存在特殊中继节点、节点间根据特定算法生成路由表、网络拓扑具有严格规律的一类对等网络。该类网络实现复杂但可扩展性良好,通过结构化寻址可以精确定位节点从而实现多样化功能。常见的结构化网络以DHT (distributed hash table)网络为主,典型的算法有Chord、Kademlia等。
混合式对等网络是指节点通过分布式中继节点实现全网消息路由的一类对等网络。每个中继节点维护部分网络节点地址、文件索引等工作,共同实现数据中继的功能。典型的协议有Kazza等。
2) 通信机制
通信机制是指区块链网络中各节点间的对等通信协议,建立在 TCP/UDP 之上,位于计算机网络协议栈的应用层,如图4所示。该机制承载对等网络的具体交互逻辑,例如节点握手、心跳检测、交易和区块传播等。由于包含的协议功能不同(例如基础链接与扩展交互),本文将通信机制细分为3个层次:传播层、连接层和交互逻辑层。
传播层实现对等节点间数据的基本传输,包括2 种数据传播方式:单点传播和多点传播。单点传播是指数据在2个已知节点间直接进行传输而不经过其他节点转发的传播方式;多点传播是指接收数据的节点通过广播向邻近节点进行数据转发的传播方式,区块链网络普遍基于Gossip协议[10]实现洪泛传播。连接层用于获取节点信息,监测和改变节点间连通状态,确保节点间链路的可用性(availability)。具体而言,连接层协议帮助新加入节点获取路由表数据,通过定时心跳监测为节点保持稳定连接,在邻居节点失效等情况下为节点关闭连接等。交互逻辑层是区块链网络的核心,从主要流程上看,该层协议承载对等节点间账本数据的同步、交易和区块数据的传输、数据校验结果的反馈等信息交互逻辑,除此之外,还为节点选举、共识算法实施等复杂操作和扩展应用提供消息通路。
图4
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图4
区块链网络通信机制
3) 安全机制
安全是每个系统必须具备的要素,以比特币为代表的非许可链利用其数据层和共识层的机制,依靠消耗算力的方式保证数据的一致性和有效性,没有考虑数据传输过程的安全性,反而将其建立在不可信的透明P2P网络上。随着隐私保护需求的提出,非许可链也采用了一些网络匿名通信方法,例如匿名网络Tor(the onion router)通过沿路径的层层数据加密机制来保护对端身份。许可链对成员的可信程度有更高的要求,在网络层面采取适当的安全机制,主要包括身份安全和传输安全两方面。身份安全是许可链的主要安全需求,保证端到端的可信,一般采用数字签名技术实现,对节点的全生命周期(例如节点交互、投票、同步等)进行签名,从而实现许可链的准入许可。传输安全防止数据在传输过程中遭到篡改或监听,常采用基于TLS的点对点传输和基于Hash算法的数据验证技术。
4) 研究现状
目前,区块链网络层研究主要集中在3个方向:测量优化、匿名分析与隐私保护、安全防护。
随着近年来区块链网络的爆炸式发展以及开源特点,学术界开始关注大型公有链项目的网络状况,监测并研究它们的特点,研究对象主要为比特币网络。Decker等[11]设计和实现测量工具,分析传播时延数据、协议数据和地址数据,建模分析影响比特币网络性能的网络层因素,基于此提出各自的优化方法。Fadhil等[12]提出基于事件仿真的比特币网络仿真模型,利用真实测量数据验证模型的有效性,最后提出优化机制 BCBSN,旨在设立超级节点降低网络波动。Kaneko 等[13]将区块链节点分为共识节点和验证节点,其中共识节点采用无结构组网方式,验证节点采用结构化组网方式,利用不同组网方式的优点实现网络负载的均衡。
匿名性是加密货币的重要特性之一,但从网络层视角看,区块链的匿名性并不能有效保证,因为攻击者可以利用监听并追踪 IP 地址的方式推测出交易之间、交易与公钥地址之间的关系,通过匿名隐私研究可以主动发掘安全隐患,规避潜在危害。Koshy 等[16,17]从网络拓扑、传播层协议和作恶模型3个方面对比特币网络进行建模,通过理论分析和仿真实验证明了比特币网络协议在树形组网结构下仅具备弱匿名性,在此基础上提出 Dandelion 网络策略以较低的网络开销优化匿名性,随后又提出 Dandelion++原理,以最优信息理论保证来抵抗大规模去匿名攻击。
区块链重点关注其数据层和共识层面机制,并基于普通网络构建开放的互联环境,该方式极易遭受攻击。为提高区块链网络的安全性,学术界展开研究并给出了相应的解决方案。Heilman 等[18]对比特币和以太坊网络实施日蚀攻击(eclipse attack)——通过屏蔽正确节点从而完全控制特定节点的信息来源,证实了该攻击的可行性。Apostolaki等[19]提出针对比特币网络的 BGP(border gateway protocal)劫持攻击,通过操纵自治域间路由或拦截域间流量来制造节点通信阻塞,表明针对关键数据的沿路攻击可以大大降低区块传播性能。
3.2 数据层
区块链中的“块”和“链”都是用来描述其数据结构特征的词汇,可见数据层是区块链技术体系的核心。区块链数据层定义了各节点中数据的联系和组织方式,利用多种算法和机制保证数据的强关联性和验证的高效性,从而使区块链具备实用的数据防篡改特性。除此之外,区块链网络中每个节点存储完整数据的行为增加了信息泄露的风险,隐私保护便成为迫切需求,而数据层通过非对称加密等密码学原理实现了承载应用信息的匿名保护,促进区块链应用普及和生态构建。因此,从不同应用信息的承载方式出发,考虑数据关联性、验证高效性和信息匿名性需求,可将数据层关键技术分为信息模型、关联验证结构和加密机制3类。
1) 信息模型
区块链承载了不同应用的数据(例如支付记录、审计数据、供应链信息等),而信息模型则是指节点记录应用信息的逻辑结构,主要包括UTXO (unspent transaction output)、基于账户和键值对模型3种。需要说明的是,在大部分区块链网络中,每个用户均被分配了交易地址,该地址由一对公私钥生成,使用地址标识用户并通过数字签名的方式检验交易的有效性。
UTXO是比特币交易中的核心概念,逐渐演变为区块链在金融领域应用的主要信息模型,如图5所示。每笔交易(Tx)由输入数据(Input)和输出数据(Output)组成,输出数据为交易金额(Num)和用户公钥地址(Adr),而输入数据为上一笔交易输出数据的指针(Pointer),直到该比特币的初始交易由区块链网络向节点发放。
图5
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图5
UTXO信息模型
基于账户的信息模型以键值对的形式存储数据,维护着账户当前的有效余额,通过执行交易来不断更新账户数据。相比于UTXO,基于账户的信息模型与银行的储蓄账户类似,更直观和高效。
不管是UTXO还是基于账户的信息模型,都建立在更为通用的键值对模型上,因此为了适应更广泛的应用场景,键值对模型可直接用于存储业务数据,表现为表单或集合形式。该模型利于数据的存取并支持更复杂的业务逻辑,但是也存在复杂度高的问题。
2) 关联验证结构
区块链之所以具备防篡改特性,得益于链状数据结构的强关联性。该结构确定了数据之间的绑定关系,当某个数据被篡改时,该关系将会遭到破坏。由于伪造这种关系的代价是极高的,相反检验该关系的工作量很小,因此篡改成功率被降至极低。链状结构的基本数据单位是“区块(block)”,基本内容如图6所示。
图6
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图6
基本区块结构
区块由区块头(Header)和区块体(Body)两部分组成,区块体包含一定数量的交易集合;区块头通过前继散列(PrevHash)维持与上一区块的关联从而形成链状结构,通过MKT(MerkleTree)生成的根散列(RootHash)快速验证区块体交易集合的完整性。因此散列算法和 MKT 是关联验证结构的关键,以下将对此展开介绍。
散列(Hash)算法也称为散列函数,它实现了明文到密文的不可逆映射;同时,散列算法可以将任意长度的输入经过变化得到固定长度的输出;最后,即使元数据有细微差距,变化后的输出也会产生显著不同。利用散列算法的单向、定长和差异放大的特征,节点通过比对当前区块头的前继散列即可确定上一区块内容的正确性,使区块的链状结构得以维系。区块链中常用的散列算法包括SHA256等。
MKT包括根散列、散列分支和交易数据。MKT首先对交易进行散列运算,再对这些散列值进行分组散列,最后逐级递归直至根散列。MKT 带来诸多好处:一方面,对根散列的完整性确定即间接地实现交易的完整性确认,提升高效性;另一方面,根据交易的散列路径(例如 Tx1:Hash2、Hash34)可降低验证某交易存在性的复杂度,若交易总数为N,那么MKT可将复杂度由N降为lbN。除此之外,还有其他数据结构与其配合使用,例如以太坊通过MPT(Merkle Patricia tree)——PatriciaTrie 和MerkleTree混合结构,高效验证其基于账户的信息模型数据。
此外,区块头中还可根据不同项目需求灵活添加其他信息,例如添加时间戳为区块链加入时间维度,形成时序记录;添加记账节点标识,以维护成块节点的权益;添加交易数量,进一步提高区块体数据的安全性。
3) 加密机制
由上述加密货币原理可知,经比特币演变的区块链技术具备与生俱来的匿名性,通过非对称加密等技术既保证了用户的隐私又检验了用户身份。非对称加密技术是指加密者和解密者利用2个不同秘钥完成加解密,且秘钥之间不能相互推导的加密机制。常用的非对称加密算法包括 RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC(椭圆曲线加密算法)等。对应图5,Alice 向 Bob 发起交易 Tx2,Alice使用Bob的公钥对交易签名,仅当Bob使用私钥验证该数字签名时,才有权利创建另一笔交易,使自身拥有的币生效。该机制将公钥作为基础标识用户,使用户身份不可读,一定程度上保护了隐私。
4) 研究现状
数据层面的研究方向集中在高效验证、匿名分析、隐私保护3个方面。
高效验证的学术问题源于验证数据结构(ADS,authenticated data structure),即利用特定数据结构快速验证数据的完整性,实际上 MKT 也是其中的一种。为了适应区块链数据的动态性(dynamical)并保持良好性能,学术界展开了研究。Reyzin等[20]基于AVL树形结构提出AVL+,并通过平衡验证路径、缺省堆栈交易集等机制,简化轻量级节点的区块头验证过程。Zhang等[21]提出GEM2-tree结构,并对其进行优化提出 GEM2כ-tree 结构,通过分解单树结构、动态调整节点计算速度、扩展数据索引等机制降低以太坊节点计算开销。
区块数据直接承载业务信息,因此区块数据的匿名关联性分析更为直接。Reid等[22]将区块数据建模为事务网络和用户网络,利用多交易数据的用户指向性分析成功降低网络复杂度。Meiklejohn等[23]利用启发式聚类方法分析交易数据的流动特性并对用户进行分组,通过与这些服务的互动来识别主要机构的比特币地址。Awan 等[24]使用优势集(dominant set)方法对区块链交易进行自动分类,从而提高分析准确率。
隐私保护方面,Saxena等[25]提出复合签名技术削弱数据的关联性,基于双线性映射中的Diffie-Hellman假设保证计算困难性,从而保护用户隐私。Miers 等[26]和 Sasson 等[27]提出 Zerocoin 和Zerocash,在不添加可信方的情况下断开交易间的联系,最早利用零知识证明(zero-knowledge proof)技术隐藏交易的输入、输出和金额信息,提高比特币的匿名性。非对称加密是区块链数据安全的核心,但在量子计算面前却显得“捉襟见肘”,为此Yin等[28]利用盆景树模型(bonsai tree)改进晶格签名技术(lattice-based signature),以保证公私钥的随机性和安全性,使反量子加密技术适用于区块链用户地址的生成。
3.3 共识层
区块链网络中每个节点必须维护完全相同的账本数据,然而各节点产生数据的时间不同、获取数据的来源未知,存在节点故意广播错误数据的可能性,这将导致女巫攻击[29]、双花攻击[30]等安全风险;除此之外,节点故障、网络拥塞带来的数据异常也无法预测。因此,如何在不可信的环境下实现账本数据的全网统一是共识层解决的关键问题。实际上,上述错误是拜占庭将军问题(the Byzantine generals problem)[31]在区块链中的具体表现,即拜占庭错误——相互独立的组件可以做出任意或恶意的行为,并可能与其他错误组件产生协作,此类错误在可信分布式计算领域被广泛研究。
状态机复制(state-machine replication)是解决分布式系统容错问题的常用理论。其基本思想为:任何计算都表示为状态机,通过接收消息来更改其状态。假设一组副本以相同的初始状态开始,并且能够就一组公共消息的顺序达成一致,那么它们可以独立进行状态的演化计算,从而正确维护各自副本之间的一致性。同样,区块链也使用状态机复制理论解决拜占庭容错问题,如果把每个节点的数据视为账本数据的副本,那么节点接收到的交易、区块即为引起副本状态变化的消息。状态机复制理论实现和维持副本的一致性主要包含2个要素:正确执行计算逻辑的确定性状态机和传播相同序列消息的共识协议。其中,共识协议是影响容错效果、吞吐量和复杂度的关键,不同安全性、可扩展性要求的系统需要的共识协议各有不同。学术界普遍根据通信模型和容错类型对共识协议进行区分[32],因此严格地说,区块链使用的共识协议需要解决的是部分同步(partial synchrony)模型[33]下的拜占庭容错问题。
区块链网络中主要包含PoX(poof of X)[34]、BFT(byzantine-fault tolerant)和 CFT(crash-fault tolerant)类基础共识协议。PoX 类协议是以 PoW (proof of work)为代表的基于奖惩机制驱动的新型共识协议,为了适应数据吞吐量、资源利用率和安全性的需求,人们又提出PoS(proof of stake)、PoST (proof of space-time)等改进协议。它们的基本特点在于设计证明依据,使诚实节点可以证明其合法性,从而实现拜占庭容错。BFT类协议是指解决拜占庭容错问题的传统共识协议及其改良协议,包括PBFT、BFT-SMaRt、Tendermint等。CFT类协议用于实现崩溃容错,通过身份证明等手段规避节点作恶的情况,仅考虑节点或网络的崩溃(crash)故障,主要包括Raft、Paxos、Kafka等协议。
非许可链和许可链的开放程度和容错需求存在差异,共识层面技术在两者之间产生了较大区别。具体而言,非许可链完全开放,需要抵御严重的拜占庭风险,多采用PoX、BFT类协议并配合奖惩机制实现共识。许可链拥有准入机制,网络中节点身份可知,一定程度降低了拜占庭风险,因此可采用BFT类协议、CFT类协议构建相同的信任模型[35]。
限于篇幅原因,本节仅以 PoW、PBFT、Raft为切入进行3类协议的分析。
1) PoX类协议
PoW也称为Nakamoto协议,是比特币及其衍生项目使用的核心共识协议,如图7所示。
图7
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图7
PoW协议示意
该协议在区块链头结构中加入随机数Nonce,并设计证明依据:为生成新区块,节点必须计算出合适的 Nonce 值,使新生成的区块头经过双重SHA256 运算后小于特定阈值。该协议的整体流程为:全网节点分别计算证明依据,成功求解的节点确定合法区块并广播,其余节点对合法区块头进行验证,若验证无误则与本地区块形成链状结构并转发,最终达到全网共识。PoW是随机性协议,任何节点都有可能求出依据,合法区块的不唯一将导致生成分支链,此时节点根据“最长链原则”选择一定时间内生成的最长链作为主链而抛弃其余分支链,从而使各节点数据最终收敛。
PoW协议采用随机性算力选举机制,实现拜占庭容错的关键在于记账权的争夺,目前寻找证明依据的方法只有暴力搜索,其速度完全取决于计算芯片的性能,因此当诚实节点数量过半,即“诚实算力”过半时,PoW便能使合法分支链保持最快的增长速度,也即保证主链一直是合法的。PoW是一种依靠饱和算力竞争纠正拜占庭错误的共识协议,关注区块产生、传播过程中的拜占庭容错,在保证防止双花攻击的同时也存在资源浪费、可扩展性差等问题。
2) BFT类协议
PBFT是 BFT经典共识协议,其主要流程如图8 所示。PBFT将节点分为主节点和副节点,其中主节点负责将交易打包成区块,副节点参与验证和转发,假设作恶节点数量为f。PBFT共识主要分为预准备、准备和接受3个阶段,主节点首先收集交易后排序并提出合法区块提案;其余节点先验证提案的合法性,然后根据区块内交易顺序依次执行并将结果摘要组播;各节点收到2f个与自身相同的摘要后便组播接受投票;当节点收到超过2f+1个投票时便存储区块及其产生的新状态[36]。
图8
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图8
PBFT协议示意
PBFT 协议解决消息传播过程的拜占庭容错,由于算法复杂度为 O(n2)且存在确定性的主节点选举规则,PBFT 仅适用于节点数量少的小型许可链系统。
3) CFT类协议
Raft[37]是典型的崩溃容错共识协议,以可用性强著称。Raft将节点分为跟随节点、候选节点和领导节点,领导节点负责将交易打包成区块,追随节点响应领导节点的同步指令,候选节点完成领导节点的选举工作。当网络运行稳定时,只存在领导节点和追随节点,领导节点向追随节点推送区块数据从而实现同步。节点均设置生存时间决定角色变化周期,领导节点的心跳信息不断重置追随节点的生存时间,当领导节点发生崩溃时,追随节点自动转化为候选节点并进入选举流程,实现网络自恢复。
Raft协议实现崩溃容错的关键在于领导节点的自选举机制,部分许可链选择降低可信需求,将拜占庭容错转换为崩溃容错,从而提升共识速度。
4) 奖惩机制
奖惩机制包括激励机制与惩罚策略,其中激励机制是为了弥补节点算力消耗、平衡协议运行收益比的措施,当节点能够在共识过程中获得收益时才会进行记账权的争夺,因此激励机制利用经济效益驱动各共识协议可持续运行。激励机制一般基于价值均衡理论设计,具有代表性的机制包括PPLNS、PPS等。为了实现收益最大化,节点可能采用不诚实的运行策略(如扣块攻击、自私挖矿等),损害了诚实节点的利益,惩罚策略基于博弈论等理论对节点进行惩罚,从而纠正不端节点的行为,维护共识可持续性。
5) 研究现状
随着可扩展性和性能需求的多样化发展,除了传统的BFT、CFT协议和PoX协议衍生研究,还产生了混合型协议(Hybrid)——主要为 PoX类协议混合以及PoX-BFT协议混合。因此本节从PoX类、BFT类以及Hybrid类协议归纳共识层研究进展。
如前文所述,PoX类协议的基本特点在于设计证明依据,使诚实节点可以证明其合法性,从而实现拜占庭容错。uPoW[38]通过计算有意义的正交向量问题证明节点合法性,使算力不被浪费。PoI (proof-of-importance)[39]利用图论原理为每个节点赋予重要性权重,权重越高的节点将越有可能算出区块。PoS(poof-of-stake)为节点定义“币龄”,拥有更高币龄的节点将被分配更多的股份(stake),而股份被作为证明依据用于成块节点的选举。Ouroboros[40]通过引入多方掷币协议增大了选举随机性,引入近乎纳什均衡的激励机制进一步提高PoS 的安全性。PoRep(proof-of-replication)[41]应用于去中心化存储网络,利用证明依据作为贡献存储空间的奖励,促进存储资源再利用。
BFT协议有较长的发展史,在区块链研究中被赋予了新的活力。SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池(确定规模的联邦)共识,分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦,通过联邦交集达成全网共识。Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识,不仅简化了流程而且提高了可用性。HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合,使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致。LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制,从而优化了性能。
Hybrid 类协议是研究趋势之一。PoA[48]利用PoW产生空区块头,利用PoS决定由哪些节点进行记账和背书,其奖励由背书节点和出块节点共享。PeerCensus[49]由节点团体进行拜占庭协议实现共识,而节点必须基于比特币网络,通过 PoW 产出区块后才能获得投票权力。ByzCoin[50]利用PoW的算力特性构建动态成员关系,并引入联合签名方案来减小PBFT的轮次通信开销,提高交易吞吐量,降低确认时延。Casper[51]则通过PoS的股份决定节点构成团体并进行BFT共识,且节点可投票数取决于股份。
3.4 控制层
区块链节点基于对等通信网络与基础数据结构进行区块交互,通过共识协议实现数据一致,从而形成了全网统一的账本。控制层是各类应用与账本产生交互的中枢,如果将账本比作数据库,那么控制层提供了数据库模型,以及相应封装、操作的方法。具体而言,控制层由处理模型、控制合约和执行环境组成。处理模型从区块链系统的角度分析和描述业务/交易处理方式的差异。控制合约将业务逻辑转化为交易、区块、账本的具体操作。执行环境为节点封装通用的运行资源,使区块链具备稳定的可移植性。
1) 处理模型
账本用于存储全部或部分业务数据,那么依据该数据的分布特征可将处理模型分为链上(on-chain)和链下(off-chain)2种。
链上模型是指业务数据完全存储在账本中,业务逻辑通过账本的直接存取实现数据交互。该模型的信任基础建立在强关联性的账本结构中,不仅实现防篡改而且简化了上层控制逻辑,但是过量的资源消耗与庞大的数据增长使系统的可扩展性达到瓶颈,因此该模型适用于数据量小、安全性强、去中心化和透明程度高的业务。
链下模型是指业务数据部分或完全存储在账本之外,只在账本中存储指针以及其他证明业务数据存在性、真实性和有效性的数据。该模型以“最小化信任成本”为准则,将信任基础建立在账本与链下数据的证明机制中,降低账本构建成本。由于与公开的账本解耦,该模型具有良好的隐私性和可拓展性,适用于去中心化程度低、隐私性强、吞吐量大的业务。
2) 控制合约
区块链中控制合约经历了2个发展阶段,首先是以比特币为代表的非图灵完备的自动化脚本,用于锁定和解锁基于UTXO信息模型的交易,与强关联账本共同克服了双花等问题,使交易数据具备流通价值。其次是以以太坊为代表的图灵完备的智能合约,智能合约是一种基于账本数据自动执行的数字化合同,由开发者根据需求预先定义,是上层应用将业务逻辑编译为节点和账本操作集合的关键。智能合约通过允许相互不信任的参与者在没有可信第三方的情况下就复杂合同的执行结果达成协议,使合约具备可编程性,实现业务逻辑的灵活定义并扩展区块链的使用。
3) 执行环境
执行环境是指执行控制合约所需要的条件,主要分为原生环境和沙盒环境。原生环境是指合约与节点系统紧耦合,经过源码编译后直接执行,该方式下合约能经历完善的静态分析,提高安全性。沙盒环境为节点运行提供必要的虚拟环境,包括网络通信、数据存储以及图灵完备的计算/控制环境等,在虚拟机中运行的合约更新方便、灵活性强,其产生的漏洞也可能造成损失。
4) 研究现状
控制层的研究方向主要集中在可扩展性优化与安全防护2个方面。
侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷。Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花。Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余。分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载。ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证。OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性。区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障。上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案。实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付。Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认。
一方面,沙盒环境承载了区块链节点运行条件,针对虚拟机展开的攻击更为直接;另一方面,智能合约直接对账本进行操作,其漏洞更易影响业务运行,因此控制层的安全防护研究成为热点。Luu等[59]分析了运行于EVM中的智能合约安全性,指出底层平台的分布式语义差异带来的安全问题。Brent 等[60]提出智能合约安全分析框架 Vandal,将EVM 字节码转换为语义逻辑关,为分析合约安全漏洞提供便利。Jiang 等[61]预先定义用于安全漏洞的特征,然后模拟执行大规模交易,通过分析日志中的合约行为实现漏洞检测。
4 技术选型分析
区别于其他技术,区块链发展过程中最显著的特点是与产业界紧密结合,伴随着加密货币和分布式应用的兴起,业界出现了许多区块链项目。这些项目是区块链技术的具体实现,既有相似之处又各具特点,本节将根据前文所述层次化结构对比特币、以太坊和超级账本Fabric项目进行分析,然后简要介绍其他代表性项目并归纳和对比各项目的技术选型及特点。
4.1 比特币
比特币是目前规模最大、影响范围最广的非许可链开源项目。图9为比特币项目以账本为核心的运行模式,也是所有非许可链项目的雏形。比特币网络为用户提供兑换和转账业务,该业务的价值流通媒介由账本确定的交易数据——比特币支撑。为了保持账本的稳定和数据的权威性,业务制定奖励机制,即账本为节点产生新的比特币或用户支付比特币,以此驱动节点共同维护账本。
图9
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图9
比特币运行模式
比特币网络主要由2种节点构成:全节点和轻节点。全节点是功能完备的区块链节点,而轻节点不存储完整的账本数据,仅具备验证与转发功能。全节点也称为矿工节点,计算证明依据的过程被称为“挖矿”,目前全球拥有近 1 万个全节点;矿池则是依靠奖励分配策略将算力汇集起来的矿工群;除此之外,还有用于存储私钥和地址信息、发起交易的客户端(钱包)。
1) 网络层
比特币在网络层采用非结构化方式组网,路由表呈现随机性。节点间则采用多点传播方式传递数据,曾基于Gossip协议实现,为提高网络的抗匿名分析能力改为基于Diffusion协议实现[33]。节点利用一系列控制协议确保链路的可用性,包括版本获取(Vetsion/Verack)、地址获取(Addr/GetAddr)、心跳信息(PING/PONG)等。新节点入网时,首先向硬编码 DNS 节点(种子节点)请求初始节点列表;然后向初始节点随机请求它们路由表中的节点信息,以此生成自己的路由表;最后节点通过控制协议与这些节点建立连接,并根据信息交互的频率更新路由表中节点时间戳,从而保证路由表中的节点都是活动的。交互逻辑层为建立共识交互通道,提供了区块获取(GetBlock)、交易验证(MerkleBlock)、主链选择(CmpctBlock)等协议;轻节点只需要进行简单的区块头验证,因此通过头验证(GetHeader/Header)协议和连接层中的过滤设置协议指定需要验证的区块头即可建立简单验证通路。在安全机制方面,比特币网络可选择利用匿名通信网络Tor作为数据传输承载,通过沿路径的层层数据加密机制来保护对端身份。
2) 数据层
比特币数据层面的技术选型已经被广泛研究,使用UTXO信息模型记录交易数据,实现所有权的简单、有效证明,利用 MKT、散列函数和时间戳实现区块的高效验证并产生强关联性。在加密机制方面,比特币采用参数为Secp256k1的椭圆曲线数字签名算法(ECDSA,elliptic curve digital signature algorithm)生成用户的公私钥,钱包地址则由公钥经过双重散列、Base58Check 编码等步骤生成,提高了可读性。
3) 共识层
比特币采用 PoW 算法实现节点共识,该算法证明依据中的阈值设定可以改变计算难度。计算难度由每小时生成区块的平均块数决定,如果生成得太快,难度就会增加。该机制是为了应对硬件升级或关注提升引起的算力变化,保持证明依据始终有效。目前该阈值被设定为10 min产出一个区块。除此之外,比特币利用奖惩机制保证共识的可持续运行,主要包括转账手续费、挖矿奖励和矿池分配策略等。
4) 控制层
比特币最初采用链上处理模型,并将控制语句直接记录在交易中,使用自动化锁定/解锁脚本验证UTXO模型中的比特币所有权。由于可扩展性和确认时延的限制,比特币产生多个侧链项目如Liquid、RSK、Drivechain等,以及链下处理项目Lightning Network等,从而优化交易速度。
4.2 以太坊
以太坊是第一个以智能合约为基础的可编程非许可链开源平台项目,支持使用区块链网络构建分布式应用,包括金融、音乐、游戏等类型;当满足某些条件时,这些应用将触发智能合约与区块链网络产生交互,以此实现其网络和存储功能,更重要的是衍生出更多场景应用和价值产物,例如以太猫,利用唯一标识为虚拟猫赋予价值;GitCoin,众筹软件开发平台等。
1) 网络层
以太坊底层对等网络协议簇称为DEVP2P,除了满足区块链网络功能外,还满足与以太坊相关联的任何联网应用程序的需求。DEVP2P将节点公钥作为标识,采用 Kademlia 算法计算节点的异或距离,从而实现结构化组网。DEVP2P主要由3种协议组成:节点发现协议RLPx、基础通信协议Wire和扩展协议Wire-Sub。节点间基于Gossip实现多点传播;新节点加入时首先向硬编码引导节点(bootstrap node)发送入网请求;然后引导节点根据Kademlia 算法计算与新节点逻辑距离最近的节点列表并返回;最后新节点向列表中节点发出握手请求,包括网络版本号、节点ID、监听端口等,与这些节点建立连接后则使用Ping/Pong机制保持连接。Wire子协议构建了交易获取、区块同步、共识交互等逻辑通路,与比特币类似,以太坊也为轻量级钱包客户端设计了简易以太坊协议(LES,light ethereum subprotocol)及其变体PIP。安全方面,节点在RLPx协议建立连接的过程中采用椭圆曲线集成加密方案(ECIES)生成公私钥,用于传输共享对称密钥,之后节点通过共享密钥加密承载数据以实现数据传输保护。
2) 数据层
以太坊通过散列函数维持区块的关联性,采用MPT实现账户状态的高效验证。基于账户的信息模型记录了用户的余额及其他 ERC 标准信息,其账户类型主要分为2类:外部账户和合约账户;外部账户用于发起交易和创建合约,合约账户用于在合约执行过程中创建交易。用户公私钥的生成与比特币相同,但是公钥经过散列算法Keccak-256计算后取20 B作为外部账户地址。
3) 共识层
以太坊采用 PoW 共识,将阈值设定为 15 s产出一个区块,计划在未来采用PoS或Casper共识协议。较低的计算难度将导致频繁产生分支链,因此以太坊采用独有的奖惩机制——GHOST 协议,以提高矿工的共识积极性。具体而言,区块中的散列值被分为父块散列和叔块散列,父块散列指向前继区块,叔块散列则指向父块的前继。新区块产生时,GHOST 根据前 7 代区块的父/叔散列值计算矿工奖励,一定程度弥补了分支链被抛弃时浪费的算力。
4) 控制层
每个以太坊节点都拥有沙盒环境 EVM,用于执行Solidity语言编写的智能合约;Solidity语言是图灵完备的,允许用户方便地定义自己的业务逻辑,这也是众多分布式应用得以开发的前提。为优化可扩展性,以太坊拥有侧链项目 Loom、链下计算项目Plasma,而分片技术已于2018年加入以太坊源码。
4.3 超级账本Fabric
超级账本是Linux基金会旗下的开源区块链项目,旨在提供跨行业区块链解决方案。Fabric 是超级账本子项目之一,也是影响最广的企业级可编程许可链项目;在已知的解决方案中,Fabric 被应用于供应链、医疗和金融服务等多种场景。
1) 网络层
Fabric 网络以组织为单位构建节点集群,采用混合式对等网络组网;每个组织中包括普通节点和锚节点(anchor peer),普通节点完成组织内的消息路由,锚节点负责跨组织的节点发现与消息路由。Fabric网络传播层基于Gossip实现,需要使用配置文件初始化网络,网络生成后各节点将定期广播存活信息,其余节点根据该信息更新路由表以保持连接。交互逻辑层采用多通道机制,即相同通道内的节点才能进行状态信息交互和区块同步。Fabric 为许可链,因此在网络层采取严苛的安全机制:节点被颁发证书及密钥对,产生PKI-ID进行身份验证;可选用 TLS 双向加密通信;基于多通道的业务隔离;可定义策略指定通道内的某些节点对等传输私有数据。
2) 数据层
Fabric的区块中记录读写集(read-write set)描述交易执行时的读写过程。该读写集用于更新状态数据库,而状态数据库记录了键、版本和值组成的键值对,因此属于键值对信息模型。一方面,散列函数和 MerkleTree 被用作高效关联结构的实现技术;另一方面,节点还需根据键值验证状态数据库与读写集中的最新版本是否一致。许可链场景对匿名性的要求较低,但对业务数据的隐私性要求较高,因此Fabric 1.2版本开始提供私有数据集(PDC,private data collection)功能。
3) 共识层
Fabric在0.6版本前采用PBFT 共识协议,但是为了提高交易吞吐量,Fabric 1.0 选择降低安全性,将共识过程分解为排序和验证2种服务,排序服务采用CFT类协议Kafka、Raft(v1.4之后)完成,而验证服务进一步分解为读写集验证与多签名验证,最大程度提高了共识速度。由于Fabric针对许可链场景,参与方往往身份可知且具有相同的合作意图,因此规避了节点怠工与作恶的假设,不需要奖惩机制调节。
4) 控制层
Fabric 对于扩展性优化需求较少,主要得益于共识层的优化与许可链本身参与节点较少的前提,因此主要采用链上处理模型,方便业务数据的存取;而 PDC 中仅将私有数据散列值上链的方式则属于链下处理模型,智能合约可以在本地进行数据存取。Fabric 节点采用模块化设计,基于 Docker构建模块执行环境;智能合约在Fabric中被称为链码,使用GO、Javascript和Java语言编写,也是图灵完备的。
4.4 其他项目
除了上述3种区块链基础项目外,产业界还有许多具有代表性的项目,如表1所示。
5 区块链应用研究
区块链技术有助于降低金融机构间的审计成本,显著提高支付业务的处理速度及效率,可应用于跨境支付等金融场景。除此之外,区块链还应用于产权保护、信用体系建设、教育生态优化、食品安全监管、网络安全保障等非金融场景。
根据这些场景的应用方式以及区块链技术特点,可将区块链特性概括为如下几点。1) 去中心化。节点基于对等网络建立通信和信任背书,单一节点的破坏不会对全局产生影响。2) 不可篡改。账本由全体节点维护,群体协作的共识过程和强关联的数据结构保证节点数据一致且基本无法被篡改,进一步使数据可验证和追溯。3) 公开透明。除私有数据外,链上数据对每个节点公开,便于验证数据的存在性和真实性。4) 匿名性。多种隐私保护机制使用户身份得以隐匿,即便如此也能建立信任基础。5) 合约自治。预先定义的业务逻辑使节点可以基于高可信的账本数据实现自治,在人-人、人-机、机-机交互间自动化执行业务。
鉴于上述领域的应用在以往研究中均有详细描述,本文将主要介绍区块链在智慧城市、边缘计算和人工智能领域的前沿应用研究现状。
表1
表1
代表性区块链项目
技术选型CordaQuorumLibraBlockstackFilecoinZcash控制合约Kotlin,JavaGOMoveClarity非图灵完备非图灵完备非图灵完备执行环境JVMEVMMVM源码编译源码编译源码编译处理模型链上链上/链下(私有数据)链上链下(虚拟链)链下(IPFS)链上奖惩机制——Libra coinsStacks tokenFilecoinZcash/Turnstiles共识算法Notary 机制/RAFT,BFT-SMaRtQuorum-Chain,RAFTLibraBFTTunable Proofs,proof-of-burnPoRep,PoETPoW信息模型UTXO基于账户基于账户基于账户基于账户UTXO关联验证结构散列算法MKT散列算法MPT散列算法MKT散列算法Merklized Adaptive Radix Forest (MARF)散列算法MKT散列算法MKT加密机制Tear-offs机制、混合密钥基于EnclaveSHA3-256/EdDSA基于Gaia/Blockstack AuthSECP256K1/BLSzk-SNARK组网方式混合型结构化混合型无结构结构化/无结构无结构通信机制AMQP1.0/单点传播Wire/GossipNoise-ProtocolFramework/GossipAtlas/GossipLibp2p/GossipBitcoin-Core/Gossip安全机制Corda加密套件/TLS证书/HTTPSDiffie-HellmanSecure BackboneTLSTor区块链类型许可链许可链许可链非许可链非许可链非许可链特点只允许对实际参与给定交易的各方进行信息访问和验证功能基于以太坊网络提供公共交易和私有交易2种交互渠道稳定、快速的交易网络剔除中心服务商的、可扩展的分布式数据存储设施,旨在保护隐私数据激励机制驱动的存储资源共享生态基于比特币网络提供零知识证明的隐私保护应用场景金融业务平台分布式应用加密货币互联网基础设施文件存储与共享加密货币
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5.1 智慧城市
智慧城市是指利用 ICT 优化公共资源利用效果、提高居民生活质量、丰富设施信息化能力的研究领域,该领域包括个人信息管理、智慧医疗、智慧交通、供应链管理等具体场景。智慧城市强调居民、设施等各类数据的采集、分析与使能,数据可靠性、管理透明化、共享可激励等需求为智慧城市带来了许多技术挑战。区块链去中心化的交互方式避免了单点故障、提升管理公平性,公开透明的账本保证数据可靠及可追溯性,多种匿名机制利于居民隐私的保护,因此区块链有利于问题的解决。Hashemi等[62]将区块链用于权限数据存储,构建去中心化的个人数据接入控制模型;Bao等[63]利用区块链高效认证和管理用户标识,保护车主的身份、位置、车辆信息等个人数据。
5.2 边缘计算
边缘计算是一种将计算、存储、网络资源从云平台迁移到网络边缘的分布式信息服务架构,试图将传统移动通信网、互联网和物联网等业务进行深度融合,减少业务交付的端到端时延,提升用户体验。安全问题是边缘计算面临的一大技术挑战,一方面,边缘计算的层次结构中利用大量异构终端设备提供用户服务,这些设备可能产生恶意行为;另一方面,服务迁移过程中的数据完整性和真实性需要得到保障。区块链在这种复杂的工作环境和开放的服务架构中能起到较大作用。首先,区块链能够在边缘计算底层松散的设备网络中构建不可篡改的账本,提供设备身份和服务数据验证的依据。其次,设备能在智能合约的帮助下实现高度自治,为边缘计算提供设备可信互操作基础。Samaniego等[64]提出了一种基于区块链的虚拟物联网资源迁移架构,通过区块链共享资源数据从而保障安全性。Stanciu[65]结合软件定义网络(SDN)、雾计算和区块链技术提出分布式安全云架构,解决雾节点中SDN控制器流表策略的安全分发问题。Ziegler等[66]基于 Plasma 框架提出雾计算场景下的区块链可扩展应用方案,提升雾计算网关的安全性。
5.3 人工智能
人工智能是一类智能代理的研究,使机器感知环境/信息,然后进行正确的行为决策,正确是指达成人类预定的某些目标。人工智能的关键在于算法,而大部分机器学习和深度学习算法建立于体积庞大的数据集和中心化的训练模型之上,该方式易受攻击或恶意操作使数据遭到篡改,其后果为模型的不可信与算力的浪费。此外,数据采集过程中无法确保下游设备的安全性,无法保证数据来源的真实性与完整性,其后果将在自动驾驶等场景中被放大。区块链不可篡改的特性可以实现感知和训练过程的可信。另外,去中心化和合约自治特性为人工智能训练工作的分解和下放奠定了基础,保障安全的基础上提高计算效率。Kim等[67]利用区块链验证联合学习框架下的分发模型的完整性,并根据计算成本提供相应的激励,优化整体学习效果。Bravo-Marquez 等[68]提出共识机制“学习证明”以减轻PoX类共识的计算浪费,构建公共可验证的学习模型和实验数据库。
6 技术挑战与研究展望
6.1 层次优化与深度融合
区块链存在“三元悖论”——安全性、扩展性和去中心化三者不可兼得,只能依靠牺牲一方的效果来满足另外两方的需求。以比特币为代表的公链具有较高的安全性和完全去中心化的特点,但是资源浪费等问题成为拓展性优化的瓶颈。尽管先后出现了PoS、BFT等共识协议优化方案,或侧链、分片等链上处理模型,或Plasma、闪电网络等链下扩展方案,皆是以部分安全性或去中心化为代价的。因此,如何将区块链更好地推向实际应用很大程度取决于三元悖论的解决,其中主要有2种思路。
1) 层次优化
区块链层次化结构中每层都不同程度地影响上述3种特性,例如网络时延、并行读写效率、共识速度和效果、链上/链下模型交互机制的安全性等,对区块链的优化应当从整体考虑,而不是单一层次。
网络层主要缺陷在于安全性,可拓展性则有待优化。如何防御以 BGP 劫持为代表的网络攻击将成为区块链底层网络的安全研究方向[19]。信息中心网络将重塑区块链基础传输网络,通过请求聚合和数据缓存减少网内冗余流量并加速通信传输[69]。相比于数据层和共识层,区块链网络的关注度较低,但却是影响安全性、可拓展性的基本因素。
数据层的优化空间在于高效性,主要为设计新的数据验证结构与算法。该方向可以借鉴计算机研究领域的多种数据结构理论与复杂度优化方法,寻找适合区块链计算方式的结构,甚至设计新的数据关联结构。实际上相当一部分项目借鉴链式结构的思想开辟新的道路,例如压缩区块空间的隔离见证、有向无环图(DAG)中并行关联的纠缠结构(Tangle),或者Libra项目采用的状态树。
共识机制是目前研究的热点,也是同时影响三元特性的最难均衡的层次。PoW牺牲可拓展性获得完全去中心化和安全性,PoS高效的出块方式具备可扩展性但产生了分叉问题,POA结合两者做到了3种特性的均衡。以此为切入的Hybrid类共识配合奖惩机制的机动调节取得了较好效果,成为共识研究的过渡手段,但是如何做到三元悖论的真正突破还有待研究。
控制层面是目前可扩展性研究的热点,其优势在于不需要改变底层的基础实现,能够在短期内应用,集中在产业界的区块链项目中。侧链具有较好的灵活性但操作复杂度高,分片改进了账本结构但跨分片交互的安全问题始终存在,而链下处理模型在安全方面缺少理论分析的支撑。因此,三元悖论的解决在控制层面具有广泛的研究前景。
2) 深度融合
如果将层次优化称为横向优化,那么深度融合即为根据场景需求而进行的纵向优化。一方面,不同场景的三元需求并不相同,例如接入控制不要求完全去中心化,可扩展性也未遇到瓶颈,因此可采用BFT类算法在小范围构建联盟链。另一方面,区块链应用研究从简单的数据上链转变为链下存储、链上验证,共识算法从 PoW 转变为场景结合的服务证明和学习证明,此外,结合 5G 和边缘计算可将网络和计算功能移至网络边缘,节约终端资源。这意味着在严格的场景建模下,区块链的层次技术选型将与场景特点交叉创新、深度融合,具有较为广阔的研究前景。
6.2 隐私保护
加密货币以匿名性著称,但是区块链以非对称加密为基础的匿名体系不断受到挑战。反匿名攻击从身份的解密转变为行为的聚类分析,不仅包括网络流量的IP聚类,还包括交易数据的地址聚类、交易行为的启发式模型学习,因此大数据分析技术的发展使区块链隐私保护思路发生转变。已有Tor网络、混币技术、零知识证明、同态加密以及各类复杂度更高的非对称加密算法被提出,但是各方法仍有局限,未来将需要更为高效的方法。此外,随着区块链系统的可编程化发展,内部复杂性将越来越高,特别是智能合约需要更严格、有效的代码检测方法,例如匿名性检测、隐私威胁预警等。
6.3 工业区块链
工业区块链是指利用区块链夯实工业互联网中数据的流通和管控基础、促进价值转换的应用场景,具有较大的研究前景。
工业互联网是面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的重要基础设施。“工业互联网平台”是工业互联网的核心,通过全面感知、实时分析、科学决策、精准执行的逻辑闭环,实现工业全要素、全产业链、全价值链的全面贯通,培育新的模式和业态。
可以看到,工业互联网与物联网、智慧城市、消费互联网等场景应用存在内在关联,例如泛在连接、数据共享和分析、电子商务等,那么其学术问题与技术实现必然存在关联性。区块链解决了物联网中心管控架构的单点故障问题,克服泛在感知设备数据的安全性和隐私性挑战,为智慧城市场景的数据共享、接入控制等问题提供解决方法,为激励资源共享构建了新型互联网价值生态。尽管工业互联网作为新型的产业生态系统,其技术体系更复杂、内涵更丰富,但是不难想象,区块链同样有利于工业互联网的发展。
“平台+区块链”能够通过分布式数据管理模式,降低数据存储、处理、使用的管理成本,为工业用户在工业 APP 选择和使用方面搭建起更加可信的环境,实现身份认证及操作行为追溯、数据安全存储与可靠传递。能够通过产品设计参数、质量检测结果、订单信息等数据“上链”,实现有效的供应链全要素追溯与协同服务。能够促进平台间数据交易与业务协同,实现跨平台交易结算,带动平台间的数据共享与知识复用,促进工业互联网平台间互联互通。
当然,工业是关乎国计民生的产业,将区块链去中心化、匿名化等特性直接用于工业互联网是不可取的,因此需要研究工业区块链管理框架,实现区块链的可管可控,在一定范围内发挥其安全优势,并对工业互联网的运转提供正向激励。
7 结束语
区块链基于多类技术研究的成果,以低成本解决了多组织参与的复杂生产环境中的信任构建和隐私保护等问题,在金融、教育、娱乐、版权保护等场景得到了较多应用,成为学术界的研究热点。比特币的出现重塑了人们对价值的定义,伴随着产业界的呼声,区块链技术得到了快速发展,而遵循区块链层次化分析方法,能够直观地区别各项目的技术路线和特点,为优化区块链技术提供不同观察视角,并为场景应用的深度融合创造条件,促进后续研究。未来的发展中,区块链将成为更为基础的信任支撑技术,在产业互联网等更广阔的领域健康、有序地发展。
The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。
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文献年度倒序
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1
2016
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
区块链技术发展现状与展望
1
2016
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
企业级区块链技术综述
1
2019
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
企业级区块链技术综述
1
2019
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
A survey on blockchain-based internet service architecture:requirements,challenges,trends,and future
1
2019
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
区块链安全问题:研究现状与展望
1
2016
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
区块链安全问题:研究现状与展望
1
2016
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
Applications of blockchains in the Internet of things:a comprehensive survey
1
2019
... 区块链涵盖多种技术,相关概念易混淆,且应用场景繁多,为此,已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系,总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型,以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层;邵奇峰等[2]结合开源项目细节,对比了多种企业级区块链(许可链)的技术特点;Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势;韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状;Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整,但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析,没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性,且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分,探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性,并针对该结构横向分析相关学术研究进展;根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型;最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状,给出区块链技术挑战与研究展望. ...
Blind signature system
1
1984
... 加密货币的概念起源于一种基于盲签名(blind signature)的匿名交易技术[6],最早的加密货币交易模型“electronic cash”[7]如图1所示. ...
How to make a mint:the cryptography of anonymous electronic cash
1
1997
... 加密货币的概念起源于一种基于盲签名(blind signature)的匿名交易技术[6],最早的加密货币交易模型“electronic cash”[7]如图1所示. ...
Proofs of work and bread pudding protocols
1
1999
... 最早的加密货币构想将银行作为构建信任的基础,呈现中心化特点.此后,加密货币朝着去中心化方向发展,并试图用工作量证明(PoW,poof of work)[8]或其改进方法定义价值.比特币在此基础上,采用新型分布式账本技术保证被所有节点维护的数据不可篡改,从而成功构建信任基础,成为真正意义上的去中心化加密货币.区块链从去中心化加密货币发展而来,随着区块链的进一步发展,去中心化加密货币已经成为区块链的主要应用之一. ...
P2P 关键技术研究综述
1
2010
... 对等网络的体系架构可分为无结构对等网络、结构化对等网络和混合式对等网络[9],根据节点的逻辑拓扑关系,区块链网络的组网结构也可以划分为上述3种,如图3所示. ...
P2P 关键技术研究综述
1
2010
... 对等网络的体系架构可分为无结构对等网络、结构化对等网络和混合式对等网络[9],根据节点的逻辑拓扑关系,区块链网络的组网结构也可以划分为上述3种,如图3所示. ...
Epidemic algorithms for replicated database maintenance
1
1988
... 传播层实现对等节点间数据的基本传输,包括2 种数据传播方式:单点传播和多点传播.单点传播是指数据在2个已知节点间直接进行传输而不经过其他节点转发的传播方式;多点传播是指接收数据的节点通过广播向邻近节点进行数据转发的传播方式,区块链网络普遍基于Gossip协议[10]实现洪泛传播.连接层用于获取节点信息,监测和改变节点间连通状态,确保节点间链路的可用性(availability).具体而言,连接层协议帮助新加入节点获取路由表数据,通过定时心跳监测为节点保持稳定连接,在邻居节点失效等情况下为节点关闭连接等.交互逻辑层是区块链网络的核心,从主要流程上看,该层协议承载对等节点间账本数据的同步、交易和区块数据的传输、数据校验结果的反馈等信息交互逻辑,除此之外,还为节点选举、共识算法实施等复杂操作和扩展应用提供消息通路. ...
Information propagation in the bitcoin network
1
2013
... 随着近年来区块链网络的爆炸式发展以及开源特点,学术界开始关注大型公有链项目的网络状况,监测并研究它们的特点,研究对象主要为比特币网络.Decker等[11]设计和实现测量工具,分析传播时延数据、协议数据和地址数据,建模分析影响比特币网络性能的网络层因素,基于此提出各自的优化方法.Fadhil等[12]提出基于事件仿真的比特币网络仿真模型,利用真实测量数据验证模型的有效性,最后提出优化机制 BCBSN,旨在设立超级节点降低网络波动.Kaneko 等[13]将区块链节点分为共识节点和验证节点,其中共识节点采用无结构组网方式,验证节点采用结构化组网方式,利用不同组网方式的优点实现网络负载的均衡. ...
Locality based approach to improve propagation delay on the bitcoin peer-to-peer network
1
2017
... 随着近年来区块链网络的爆炸式发展以及开源特点,学术界开始关注大型公有链项目的网络状况,监测并研究它们的特点,研究对象主要为比特币网络.Decker等[11]设计和实现测量工具,分析传播时延数据、协议数据和地址数据,建模分析影响比特币网络性能的网络层因素,基于此提出各自的优化方法.Fadhil等[12]提出基于事件仿真的比特币网络仿真模型,利用真实测量数据验证模型的有效性,最后提出优化机制 BCBSN,旨在设立超级节点降低网络波动.Kaneko 等[13]将区块链节点分为共识节点和验证节点,其中共识节点采用无结构组网方式,验证节点采用结构化组网方式,利用不同组网方式的优点实现网络负载的均衡. ...
DHT clustering for load balancing considering blockchain data size
1
2018
... 随着近年来区块链网络的爆炸式发展以及开源特点,学术界开始关注大型公有链项目的网络状况,监测并研究它们的特点,研究对象主要为比特币网络.Decker等[11]设计和实现测量工具,分析传播时延数据、协议数据和地址数据,建模分析影响比特币网络性能的网络层因素,基于此提出各自的优化方法.Fadhil等[12]提出基于事件仿真的比特币网络仿真模型,利用真实测量数据验证模型的有效性,最后提出优化机制 BCBSN,旨在设立超级节点降低网络波动.Kaneko 等[13]将区块链节点分为共识节点和验证节点,其中共识节点采用无结构组网方式,验证节点采用结构化组网方式,利用不同组网方式的优点实现网络负载的均衡. ...
An analysis of anonymity in bitcoin using P2P network traffic
2014
Deanonymisation of clients in bitcoin P2P network
2014
Dandelion:redesigning the bitcoin network for anonymity
1
2017
... 匿名性是加密货币的重要特性之一,但从网络层视角看,区块链的匿名性并不能有效保证,因为攻击者可以利用监听并追踪 IP 地址的方式推测出交易之间、交易与公钥地址之间的关系,通过匿名隐私研究可以主动发掘安全隐患,规避潜在危害.Koshy 等[16,17]从网络拓扑、传播层协议和作恶模型3个方面对比特币网络进行建模,通过理论分析和仿真实验证明了比特币网络协议在树形组网结构下仅具备弱匿名性,在此基础上提出 Dandelion 网络策略以较低的网络开销优化匿名性,随后又提出 Dandelion++原理,以最优信息理论保证来抵抗大规模去匿名攻击. ...
Dandelion++:lightweight cryptocurrency networking with formal anonymity guarantees
1
2018
... 匿名性是加密货币的重要特性之一,但从网络层视角看,区块链的匿名性并不能有效保证,因为攻击者可以利用监听并追踪 IP 地址的方式推测出交易之间、交易与公钥地址之间的关系,通过匿名隐私研究可以主动发掘安全隐患,规避潜在危害.Koshy 等[16,17]从网络拓扑、传播层协议和作恶模型3个方面对比特币网络进行建模,通过理论分析和仿真实验证明了比特币网络协议在树形组网结构下仅具备弱匿名性,在此基础上提出 Dandelion 网络策略以较低的网络开销优化匿名性,随后又提出 Dandelion++原理,以最优信息理论保证来抵抗大规模去匿名攻击. ...
Eclipse attacks on Bitcoin’s peer-to-peer network
1
2015
... 区块链重点关注其数据层和共识层面机制,并基于普通网络构建开放的互联环境,该方式极易遭受攻击.为提高区块链网络的安全性,学术界展开研究并给出了相应的解决方案.Heilman 等[18]对比特币和以太坊网络实施日蚀攻击(eclipse attack)——通过屏蔽正确节点从而完全控制特定节点的信息来源,证实了该攻击的可行性.Apostolaki等[19]提出针对比特币网络的 BGP(border gateway protocal)劫持攻击,通过操纵自治域间路由或拦截域间流量来制造节点通信阻塞,表明针对关键数据的沿路攻击可以大大降低区块传播性能. ...
Hijacking bitcoin:routing attacks on cryptocurrencies
2
2017
... 区块链重点关注其数据层和共识层面机制,并基于普通网络构建开放的互联环境,该方式极易遭受攻击.为提高区块链网络的安全性,学术界展开研究并给出了相应的解决方案.Heilman 等[18]对比特币和以太坊网络实施日蚀攻击(eclipse attack)——通过屏蔽正确节点从而完全控制特定节点的信息来源,证实了该攻击的可行性.Apostolaki等[19]提出针对比特币网络的 BGP(border gateway protocal)劫持攻击,通过操纵自治域间路由或拦截域间流量来制造节点通信阻塞,表明针对关键数据的沿路攻击可以大大降低区块传播性能. ...
... 网络层主要缺陷在于安全性,可拓展性则有待优化.如何防御以 BGP 劫持为代表的网络攻击将成为区块链底层网络的安全研究方向[19].信息中心网络将重塑区块链基础传输网络,通过请求聚合和数据缓存减少网内冗余流量并加速通信传输[69].相比于数据层和共识层,区块链网络的关注度较低,但却是影响安全性、可拓展性的基本因素. ...
Improving authenticated dynamic dictionaries,with applications to cryptocurrencies
1
2017
... 高效验证的学术问题源于验证数据结构(ADS,authenticated data structure),即利用特定数据结构快速验证数据的完整性,实际上 MKT 也是其中的一种.为了适应区块链数据的动态性(dynamical)并保持良好性能,学术界展开了研究.Reyzin等[20]基于AVL树形结构提出AVL+,并通过平衡验证路径、缺省堆栈交易集等机制,简化轻量级节点的区块头验证过程.Zhang等[21]提出GEM2-tree结构,并对其进行优化提出 GEM2כ-tree 结构,通过分解单树结构、动态调整节点计算速度、扩展数据索引等机制降低以太坊节点计算开销. ...
GEM^2-tree:a gas-efficient structure for authenticated range queries in blockchain
1
2019
... 高效验证的学术问题源于验证数据结构(ADS,authenticated data structure),即利用特定数据结构快速验证数据的完整性,实际上 MKT 也是其中的一种.为了适应区块链数据的动态性(dynamical)并保持良好性能,学术界展开了研究.Reyzin等[20]基于AVL树形结构提出AVL+,并通过平衡验证路径、缺省堆栈交易集等机制,简化轻量级节点的区块头验证过程.Zhang等[21]提出GEM2-tree结构,并对其进行优化提出 GEM2כ-tree 结构,通过分解单树结构、动态调整节点计算速度、扩展数据索引等机制降低以太坊节点计算开销. ...
An analysis of anonymity in the bitcoin system
1
2011
... 区块数据直接承载业务信息,因此区块数据的匿名关联性分析更为直接.Reid等[22]将区块数据建模为事务网络和用户网络,利用多交易数据的用户指向性分析成功降低网络复杂度.Meiklejohn等[23]利用启发式聚类方法分析交易数据的流动特性并对用户进行分组,通过与这些服务的互动来识别主要机构的比特币地址.Awan 等[24]使用优势集(dominant set)方法对区块链交易进行自动分类,从而提高分析准确率. ...
A fistful of bitcoins:characterizing payments among men with no names
1
2013
... 区块数据直接承载业务信息,因此区块数据的匿名关联性分析更为直接.Reid等[22]将区块数据建模为事务网络和用户网络,利用多交易数据的用户指向性分析成功降低网络复杂度.Meiklejohn等[23]利用启发式聚类方法分析交易数据的流动特性并对用户进行分组,通过与这些服务的互动来识别主要机构的比特币地址.Awan 等[24]使用优势集(dominant set)方法对区块链交易进行自动分类,从而提高分析准确率. ...
Blockchain transaction analysis using dominant sets
1
2017
... 区块数据直接承载业务信息,因此区块数据的匿名关联性分析更为直接.Reid等[22]将区块数据建模为事务网络和用户网络,利用多交易数据的用户指向性分析成功降低网络复杂度.Meiklejohn等[23]利用启发式聚类方法分析交易数据的流动特性并对用户进行分组,通过与这些服务的互动来识别主要机构的比特币地址.Awan 等[24]使用优势集(dominant set)方法对区块链交易进行自动分类,从而提高分析准确率. ...
Increasing anonymity in bitcoin
1
2014
... 隐私保护方面,Saxena等[25]提出复合签名技术削弱数据的关联性,基于双线性映射中的Diffie-Hellman假设保证计算困难性,从而保护用户隐私.Miers 等[26]和 Sasson 等[27]提出 Zerocoin 和Zerocash,在不添加可信方的情况下断开交易间的联系,最早利用零知识证明(zero-knowledge proof)技术隐藏交易的输入、输出和金额信息,提高比特币的匿名性.非对称加密是区块链数据安全的核心,但在量子计算面前却显得“捉襟见肘”,为此Yin等[28]利用盆景树模型(bonsai tree)改进晶格签名技术(lattice-based signature),以保证公私钥的随机性和安全性,使反量子加密技术适用于区块链用户地址的生成. ...
Zerocoin:anonymous distributed e-cash from bitcoin
1
2013
... 隐私保护方面,Saxena等[25]提出复合签名技术削弱数据的关联性,基于双线性映射中的Diffie-Hellman假设保证计算困难性,从而保护用户隐私.Miers 等[26]和 Sasson 等[27]提出 Zerocoin 和Zerocash,在不添加可信方的情况下断开交易间的联系,最早利用零知识证明(zero-knowledge proof)技术隐藏交易的输入、输出和金额信息,提高比特币的匿名性.非对称加密是区块链数据安全的核心,但在量子计算面前却显得“捉襟见肘”,为此Yin等[28]利用盆景树模型(bonsai tree)改进晶格签名技术(lattice-based signature),以保证公私钥的随机性和安全性,使反量子加密技术适用于区块链用户地址的生成. ...
Zerocash:decentralized anonymous payments from bitcoin
1
2014
... 隐私保护方面,Saxena等[25]提出复合签名技术削弱数据的关联性,基于双线性映射中的Diffie-Hellman假设保证计算困难性,从而保护用户隐私.Miers 等[26]和 Sasson 等[27]提出 Zerocoin 和Zerocash,在不添加可信方的情况下断开交易间的联系,最早利用零知识证明(zero-knowledge proof)技术隐藏交易的输入、输出和金额信息,提高比特币的匿名性.非对称加密是区块链数据安全的核心,但在量子计算面前却显得“捉襟见肘”,为此Yin等[28]利用盆景树模型(bonsai tree)改进晶格签名技术(lattice-based signature),以保证公私钥的随机性和安全性,使反量子加密技术适用于区块链用户地址的生成. ...
A anti-quantum transaction authentication approach in blockchain
1
2018
... 隐私保护方面,Saxena等[25]提出复合签名技术削弱数据的关联性,基于双线性映射中的Diffie-Hellman假设保证计算困难性,从而保护用户隐私.Miers 等[26]和 Sasson 等[27]提出 Zerocoin 和Zerocash,在不添加可信方的情况下断开交易间的联系,最早利用零知识证明(zero-knowledge proof)技术隐藏交易的输入、输出和金额信息,提高比特币的匿名性.非对称加密是区块链数据安全的核心,但在量子计算面前却显得“捉襟见肘”,为此Yin等[28]利用盆景树模型(bonsai tree)改进晶格签名技术(lattice-based signature),以保证公私钥的随机性和安全性,使反量子加密技术适用于区块链用户地址的生成. ...
The sybil attack
1
2002
... 区块链网络中每个节点必须维护完全相同的账本数据,然而各节点产生数据的时间不同、获取数据的来源未知,存在节点故意广播错误数据的可能性,这将导致女巫攻击[29]、双花攻击[30]等安全风险;除此之外,节点故障、网络拥塞带来的数据异常也无法预测.因此,如何在不可信的环境下实现账本数据的全网统一是共识层解决的关键问题.实际上,上述错误是拜占庭将军问题(the Byzantine generals problem)[31]在区块链中的具体表现,即拜占庭错误——相互独立的组件可以做出任意或恶意的行为,并可能与其他错误组件产生协作,此类错误在可信分布式计算领域被广泛研究. ...
Double-spending fast payments in bitcoin
1
2012
... 区块链网络中每个节点必须维护完全相同的账本数据,然而各节点产生数据的时间不同、获取数据的来源未知,存在节点故意广播错误数据的可能性,这将导致女巫攻击[29]、双花攻击[30]等安全风险;除此之外,节点故障、网络拥塞带来的数据异常也无法预测.因此,如何在不可信的环境下实现账本数据的全网统一是共识层解决的关键问题.实际上,上述错误是拜占庭将军问题(the Byzantine generals problem)[31]在区块链中的具体表现,即拜占庭错误——相互独立的组件可以做出任意或恶意的行为,并可能与其他错误组件产生协作,此类错误在可信分布式计算领域被广泛研究. ...
The byzantine generals problem
1
1982
... 区块链网络中每个节点必须维护完全相同的账本数据,然而各节点产生数据的时间不同、获取数据的来源未知,存在节点故意广播错误数据的可能性,这将导致女巫攻击[29]、双花攻击[30]等安全风险;除此之外,节点故障、网络拥塞带来的数据异常也无法预测.因此,如何在不可信的环境下实现账本数据的全网统一是共识层解决的关键问题.实际上,上述错误是拜占庭将军问题(the Byzantine generals problem)[31]在区块链中的具体表现,即拜占庭错误——相互独立的组件可以做出任意或恶意的行为,并可能与其他错误组件产生协作,此类错误在可信分布式计算领域被广泛研究. ...
Consensus in the age of blockchains
1
... 状态机复制(state-machine replication)是解决分布式系统容错问题的常用理论.其基本思想为:任何计算都表示为状态机,通过接收消息来更改其状态.假设一组副本以相同的初始状态开始,并且能够就一组公共消息的顺序达成一致,那么它们可以独立进行状态的演化计算,从而正确维护各自副本之间的一致性.同样,区块链也使用状态机复制理论解决拜占庭容错问题,如果把每个节点的数据视为账本数据的副本,那么节点接收到的交易、区块即为引起副本状态变化的消息.状态机复制理论实现和维持副本的一致性主要包含2个要素:正确执行计算逻辑的确定性状态机和传播相同序列消息的共识协议.其中,共识协议是影响容错效果、吞吐量和复杂度的关键,不同安全性、可扩展性要求的系统需要的共识协议各有不同.学术界普遍根据通信模型和容错类型对共识协议进行区分[32],因此严格地说,区块链使用的共识协议需要解决的是部分同步(partial synchrony)模型[33]下的拜占庭容错问题. ...
Consensus in the presence of partial synchrony
2
1988
... 状态机复制(state-machine replication)是解决分布式系统容错问题的常用理论.其基本思想为:任何计算都表示为状态机,通过接收消息来更改其状态.假设一组副本以相同的初始状态开始,并且能够就一组公共消息的顺序达成一致,那么它们可以独立进行状态的演化计算,从而正确维护各自副本之间的一致性.同样,区块链也使用状态机复制理论解决拜占庭容错问题,如果把每个节点的数据视为账本数据的副本,那么节点接收到的交易、区块即为引起副本状态变化的消息.状态机复制理论实现和维持副本的一致性主要包含2个要素:正确执行计算逻辑的确定性状态机和传播相同序列消息的共识协议.其中,共识协议是影响容错效果、吞吐量和复杂度的关键,不同安全性、可扩展性要求的系统需要的共识协议各有不同.学术界普遍根据通信模型和容错类型对共识协议进行区分[32],因此严格地说,区块链使用的共识协议需要解决的是部分同步(partial synchrony)模型[33]下的拜占庭容错问题. ...
... 比特币在网络层采用非结构化方式组网,路由表呈现随机性.节点间则采用多点传播方式传递数据,曾基于Gossip协议实现,为提高网络的抗匿名分析能力改为基于Diffusion协议实现[33].节点利用一系列控制协议确保链路的可用性,包括版本获取(Vetsion/Verack)、地址获取(Addr/GetAddr)、心跳信息(PING/PONG)等.新节点入网时,首先向硬编码 DNS 节点(种子节点)请求初始节点列表;然后向初始节点随机请求它们路由表中的节点信息,以此生成自己的路由表;最后节点通过控制协议与这些节点建立连接,并根据信息交互的频率更新路由表中节点时间戳,从而保证路由表中的节点都是活动的.交互逻辑层为建立共识交互通道,提供了区块获取(GetBlock)、交易验证(MerkleBlock)、主链选择(CmpctBlock)等协议;轻节点只需要进行简单的区块头验证,因此通过头验证(GetHeader/Header)协议和连接层中的过滤设置协议指定需要验证的区块头即可建立简单验证通路.在安全机制方面,比特币网络可选择利用匿名通信网络Tor作为数据传输承载,通过沿路径的层层数据加密机制来保护对端身份. ...
Bitcoin and beyond:a technical survey on decentralized digital currencies
1
2016
... 区块链网络中主要包含PoX(poof of X)[34]、BFT(byzantine-fault tolerant)和 CFT(crash-fault tolerant)类基础共识协议.PoX 类协议是以 PoW (proof of work)为代表的基于奖惩机制驱动的新型共识协议,为了适应数据吞吐量、资源利用率和安全性的需求,人们又提出PoS(proof of stake)、PoST (proof of space-time)等改进协议.它们的基本特点在于设计证明依据,使诚实节点可以证明其合法性,从而实现拜占庭容错.BFT类协议是指解决拜占庭容错问题的传统共识协议及其改良协议,包括PBFT、BFT-SMaRt、Tendermint等.CFT类协议用于实现崩溃容错,通过身份证明等手段规避节点作恶的情况,仅考虑节点或网络的崩溃(crash)故障,主要包括Raft、Paxos、Kafka等协议. ...
Blockchains consensus protocols in the wild
1
2017
... 非许可链和许可链的开放程度和容错需求存在差异,共识层面技术在两者之间产生了较大区别.具体而言,非许可链完全开放,需要抵御严重的拜占庭风险,多采用PoX、BFT类协议并配合奖惩机制实现共识.许可链拥有准入机制,网络中节点身份可知,一定程度降低了拜占庭风险,因此可采用BFT类协议、CFT类协议构建相同的信任模型[35]. ...
Practical byzantine fault tolerance and proactive recovery
1
2002
... PBFT是 BFT经典共识协议,其主要流程如图8 所示.PBFT将节点分为主节点和副节点,其中主节点负责将交易打包成区块,副节点参与验证和转发,假设作恶节点数量为f.PBFT共识主要分为预准备、准备和接受3个阶段,主节点首先收集交易后排序并提出合法区块提案;其余节点先验证提案的合法性,然后根据区块内交易顺序依次执行并将结果摘要组播;各节点收到2f个与自身相同的摘要后便组播接受投票;当节点收到超过2f+1个投票时便存储区块及其产生的新状态[36]. ...
In search of an understandable consensus algorithm
1
2015
... Raft[37]是典型的崩溃容错共识协议,以可用性强著称.Raft将节点分为跟随节点、候选节点和领导节点,领导节点负责将交易打包成区块,追随节点响应领导节点的同步指令,候选节点完成领导节点的选举工作.当网络运行稳定时,只存在领导节点和追随节点,领导节点向追随节点推送区块数据从而实现同步.节点均设置生存时间决定角色变化周期,领导节点的心跳信息不断重置追随节点的生存时间,当领导节点发生崩溃时,追随节点自动转化为候选节点并进入选举流程,实现网络自恢复. ...
Proofs of useful work
1
2017
... 如前文所述,PoX类协议的基本特点在于设计证明依据,使诚实节点可以证明其合法性,从而实现拜占庭容错.uPoW[38]通过计算有意义的正交向量问题证明节点合法性,使算力不被浪费.PoI (proof-of-importance)[39]利用图论原理为每个节点赋予重要性权重,权重越高的节点将越有可能算出区块.PoS(poof-of-stake)为节点定义“币龄”,拥有更高币龄的节点将被分配更多的股份(stake),而股份被作为证明依据用于成块节点的选举.Ouroboros[40]通过引入多方掷币协议增大了选举随机性,引入近乎纳什均衡的激励机制进一步提高PoS 的安全性.PoRep(proof-of-replication)[41]应用于去中心化存储网络,利用证明依据作为贡献存储空间的奖励,促进存储资源再利用. ...
Comparative analysis of blockchain consensus algorithms
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2018
... 如前文所述,PoX类协议的基本特点在于设计证明依据,使诚实节点可以证明其合法性,从而实现拜占庭容错.uPoW[38]通过计算有意义的正交向量问题证明节点合法性,使算力不被浪费.PoI (proof-of-importance)[39]利用图论原理为每个节点赋予重要性权重,权重越高的节点将越有可能算出区块.PoS(poof-of-stake)为节点定义“币龄”,拥有更高币龄的节点将被分配更多的股份(stake),而股份被作为证明依据用于成块节点的选举.Ouroboros[40]通过引入多方掷币协议增大了选举随机性,引入近乎纳什均衡的激励机制进一步提高PoS 的安全性.PoRep(proof-of-replication)[41]应用于去中心化存储网络,利用证明依据作为贡献存储空间的奖励,促进存储资源再利用. ...
Ouroboros:a provably secure proof-of-stake blockchain protocol
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2017
... 如前文所述,PoX类协议的基本特点在于设计证明依据,使诚实节点可以证明其合法性,从而实现拜占庭容错.uPoW[38]通过计算有意义的正交向量问题证明节点合法性,使算力不被浪费.PoI (proof-of-importance)[39]利用图论原理为每个节点赋予重要性权重,权重越高的节点将越有可能算出区块.PoS(poof-of-stake)为节点定义“币龄”,拥有更高币龄的节点将被分配更多的股份(stake),而股份被作为证明依据用于成块节点的选举.Ouroboros[40]通过引入多方掷币协议增大了选举随机性,引入近乎纳什均衡的激励机制进一步提高PoS 的安全性.PoRep(proof-of-replication)[41]应用于去中心化存储网络,利用证明依据作为贡献存储空间的奖励,促进存储资源再利用. ...
Tight proofs of space and replication
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... 如前文所述,PoX类协议的基本特点在于设计证明依据,使诚实节点可以证明其合法性,从而实现拜占庭容错.uPoW[38]通过计算有意义的正交向量问题证明节点合法性,使算力不被浪费.PoI (proof-of-importance)[39]利用图论原理为每个节点赋予重要性权重,权重越高的节点将越有可能算出区块.PoS(poof-of-stake)为节点定义“币龄”,拥有更高币龄的节点将被分配更多的股份(stake),而股份被作为证明依据用于成块节点的选举.Ouroboros[40]通过引入多方掷币协议增大了选举随机性,引入近乎纳什均衡的激励机制进一步提高PoS 的安全性.PoRep(proof-of-replication)[41]应用于去中心化存储网络,利用证明依据作为贡献存储空间的奖励,促进存储资源再利用. ...
A vademecum on blockchain technologies:when,which,and how
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2019
... BFT协议有较长的发展史,在区块链研究中被赋予了新的活力.SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池(确定规模的联邦)共识,分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦,通过联邦交集达成全网共识.Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识,不仅简化了流程而且提高了可用性.HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合,使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致.LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制,从而优化了性能. ...
A survey on consensus mechanisms and mining strategy management in blockchain networks
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2019
... BFT协议有较长的发展史,在区块链研究中被赋予了新的活力.SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池(确定规模的联邦)共识,分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦,通过联邦交集达成全网共识.Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识,不仅简化了流程而且提高了可用性.HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合,使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致.LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制,从而优化了性能. ...
Formal modeling and verification of a federated byzantine agreement algorithm for blockchain platforms
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2019
... BFT协议有较长的发展史,在区块链研究中被赋予了新的活力.SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池(确定规模的联邦)共识,分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦,通过联邦交集达成全网共识.Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识,不仅简化了流程而且提高了可用性.HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合,使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致.LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制,从而优化了性能. ...
An overview of blockchain technology:architecture,consensus,and future trends
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2017
... BFT协议有较长的发展史,在区块链研究中被赋予了新的活力.SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池(确定规模的联邦)共识,分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦,通过联邦交集达成全网共识.Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识,不仅简化了流程而且提高了可用性.HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合,使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致.LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制,从而优化了性能. ...
HotStuff:BFT consensus in the lens of blockchain
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2019
... BFT协议有较长的发展史,在区块链研究中被赋予了新的活力.SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池(确定规模的联邦)共识,分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦,通过联邦交集达成全网共识.Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识,不仅简化了流程而且提高了可用性.HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合,使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致.LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制,从而优化了性能. ...
Libra critique towards global decentralized financial system
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2019
... BFT协议有较长的发展史,在区块链研究中被赋予了新的活力.SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池(确定规模的联邦)共识,分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦,通过联邦交集达成全网共识.Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识,不仅简化了流程而且提高了可用性.HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合,使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致.LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制,从而优化了性能. ...
Proof of activity:extending bitcoin’s proof of work via proof of stake
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... Hybrid 类协议是研究趋势之一.PoA[48]利用PoW产生空区块头,利用PoS决定由哪些节点进行记账和背书,其奖励由背书节点和出块节点共享.PeerCensus[49]由节点团体进行拜占庭协议实现共识,而节点必须基于比特币网络,通过 PoW 产出区块后才能获得投票权力.ByzCoin[50]利用PoW的算力特性构建动态成员关系,并引入联合签名方案来减小PBFT的轮次通信开销,提高交易吞吐量,降低确认时延.Casper[51]则通过PoS的股份决定节点构成团体并进行BFT共识,且节点可投票数取决于股份. ...
Bitcoin meets strong consistency
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... Hybrid 类协议是研究趋势之一.PoA[48]利用PoW产生空区块头,利用PoS决定由哪些节点进行记账和背书,其奖励由背书节点和出块节点共享.PeerCensus[49]由节点团体进行拜占庭协议实现共识,而节点必须基于比特币网络,通过 PoW 产出区块后才能获得投票权力.ByzCoin[50]利用PoW的算力特性构建动态成员关系,并引入联合签名方案来减小PBFT的轮次通信开销,提高交易吞吐量,降低确认时延.Casper[51]则通过PoS的股份决定节点构成团体并进行BFT共识,且节点可投票数取决于股份. ...
Enhancing bitcoin security and performance with strong consistency via collective signing
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2016
... Hybrid 类协议是研究趋势之一.PoA[48]利用PoW产生空区块头,利用PoS决定由哪些节点进行记账和背书,其奖励由背书节点和出块节点共享.PeerCensus[49]由节点团体进行拜占庭协议实现共识,而节点必须基于比特币网络,通过 PoW 产出区块后才能获得投票权力.ByzCoin[50]利用PoW的算力特性构建动态成员关系,并引入联合签名方案来减小PBFT的轮次通信开销,提高交易吞吐量,降低确认时延.Casper[51]则通过PoS的股份决定节点构成团体并进行BFT共识,且节点可投票数取决于股份. ...
Casper the friendly finality gadget
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... Hybrid 类协议是研究趋势之一.PoA[48]利用PoW产生空区块头,利用PoS决定由哪些节点进行记账和背书,其奖励由背书节点和出块节点共享.PeerCensus[49]由节点团体进行拜占庭协议实现共识,而节点必须基于比特币网络,通过 PoW 产出区块后才能获得投票权力.ByzCoin[50]利用PoW的算力特性构建动态成员关系,并引入联合签名方案来减小PBFT的轮次通信开销,提高交易吞吐量,降低确认时延.Casper[51]则通过PoS的股份决定节点构成团体并进行BFT共识,且节点可投票数取决于股份. ...
Bitcoin and beyond:a technical survey on decentralized digital currencies
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2016
... 侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余.分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认. ...
Non-interactive proofs of proof-of-work
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... 侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余.分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认. ...
A secure sharding protocol for open blockchains
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2016
... 侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余.分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认. ...
OmniLedger:a secure,scale-out,decentralized ledger via sharding
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2018
... 侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余.分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认. ...
PolyShard:coded sharding achieves linearly scaling efficiency and security simultaneously
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... 侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余.分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认. ...
A survey on the scalability of blockchain systems
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2019
... 侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余.分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认. ...
Scalable funding of bitcoin micropayment channel networks
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2017
... 侧链(side-chain)在比特币主链外构建新的分类资产链,并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移,从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换,防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明,并降低了跨链带来的区块冗余.分片(sharding)是指不同节点子集处理区块链的不同部分,从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片,每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议,从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger,PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余,同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上,链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路,闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认,从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展,树形分支中的父节点完成子节点业务的确认,直到根节点与区块链进行最终确认. ...
Making smart contracts smarter
1
2016
... 一方面,沙盒环境承载了区块链节点运行条件,针对虚拟机展开的攻击更为直接;另一方面,智能合约直接对账本进行操作,其漏洞更易影响业务运行,因此控制层的安全防护研究成为热点.Luu等[59]分析了运行于EVM中的智能合约安全性,指出底层平台的分布式语义差异带来的安全问题.Brent 等[60]提出智能合约安全分析框架 Vandal,将EVM 字节码转换为语义逻辑关,为分析合约安全漏洞提供便利.Jiang 等[61]预先定义用于安全漏洞的特征,然后模拟执行大规模交易,通过分析日志中的合约行为实现漏洞检测. ...
Vandal:a scalable security analysis framework for smart contracts
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2018
... 一方面,沙盒环境承载了区块链节点运行条件,针对虚拟机展开的攻击更为直接;另一方面,智能合约直接对账本进行操作,其漏洞更易影响业务运行,因此控制层的安全防护研究成为热点.Luu等[59]分析了运行于EVM中的智能合约安全性,指出底层平台的分布式语义差异带来的安全问题.Brent 等[60]提出智能合约安全分析框架 Vandal,将EVM 字节码转换为语义逻辑关,为分析合约安全漏洞提供便利.Jiang 等[61]预先定义用于安全漏洞的特征,然后模拟执行大规模交易,通过分析日志中的合约行为实现漏洞检测. ...
ContractFuzzer:fuzzing smart contracts for vulnerability detection
1
2018
... 一方面,沙盒环境承载了区块链节点运行条件,针对虚拟机展开的攻击更为直接;另一方面,智能合约直接对账本进行操作,其漏洞更易影响业务运行,因此控制层的安全防护研究成为热点.Luu等[59]分析了运行于EVM中的智能合约安全性,指出底层平台的分布式语义差异带来的安全问题.Brent 等[60]提出智能合约安全分析框架 Vandal,将EVM 字节码转换为语义逻辑关,为分析合约安全漏洞提供便利.Jiang 等[61]预先定义用于安全漏洞的特征,然后模拟执行大规模交易,通过分析日志中的合约行为实现漏洞检测. ...
Decentralized user-centric access control using pubsub over blockchain
1
2017
... 智慧城市是指利用 ICT 优化公共资源利用效果、提高居民生活质量、丰富设施信息化能力的研究领域,该领域包括个人信息管理、智慧医疗、智慧交通、供应链管理等具体场景.智慧城市强调居民、设施等各类数据的采集、分析与使能,数据可靠性、管理透明化、共享可激励等需求为智慧城市带来了许多技术挑战.区块链去中心化的交互方式避免了单点故障、提升管理公平性,公开透明的账本保证数据可靠及可追溯性,多种匿名机制利于居民隐私的保护,因此区块链有利于问题的解决.Hashemi等[62]将区块链用于权限数据存储,构建去中心化的个人数据接入控制模型;Bao等[63]利用区块链高效认证和管理用户标识,保护车主的身份、位置、车辆信息等个人数据. ...
Pseudonym management through blockchain:cost-efficient privacy preservation on intelligent transportation systems
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2019
... 智慧城市是指利用 ICT 优化公共资源利用效果、提高居民生活质量、丰富设施信息化能力的研究领域,该领域包括个人信息管理、智慧医疗、智慧交通、供应链管理等具体场景.智慧城市强调居民、设施等各类数据的采集、分析与使能,数据可靠性、管理透明化、共享可激励等需求为智慧城市带来了许多技术挑战.区块链去中心化的交互方式避免了单点故障、提升管理公平性,公开透明的账本保证数据可靠及可追溯性,多种匿名机制利于居民隐私的保护,因此区块链有利于问题的解决.Hashemi等[62]将区块链用于权限数据存储,构建去中心化的个人数据接入控制模型;Bao等[63]利用区块链高效认证和管理用户标识,保护车主的身份、位置、车辆信息等个人数据. ...
Hosting virtual IoT resources on edge-hosts with blockchain
1
2016
... 边缘计算是一种将计算、存储、网络资源从云平台迁移到网络边缘的分布式信息服务架构,试图将传统移动通信网、互联网和物联网等业务进行深度融合,减少业务交付的端到端时延,提升用户体验.安全问题是边缘计算面临的一大技术挑战,一方面,边缘计算的层次结构中利用大量异构终端设备提供用户服务,这些设备可能产生恶意行为;另一方面,服务迁移过程中的数据完整性和真实性需要得到保障.区块链在这种复杂的工作环境和开放的服务架构中能起到较大作用.首先,区块链能够在边缘计算底层松散的设备网络中构建不可篡改的账本,提供设备身份和服务数据验证的依据.其次,设备能在智能合约的帮助下实现高度自治,为边缘计算提供设备可信互操作基础.Samaniego等[64]提出了一种基于区块链的虚拟物联网资源迁移架构,通过区块链共享资源数据从而保障安全性.Stanciu[65]结合软件定义网络(SDN)、雾计算和区块链技术提出分布式安全云架构,解决雾节点中SDN控制器流表策略的安全分发问题.Ziegler等[66]基于 Plasma 框架提出雾计算场景下的区块链可扩展应用方案,提升雾计算网关的安全性. ...
Blockchain based distributed control system for edge computing
1
2017
... 边缘计算是一种将计算、存储、网络资源从云平台迁移到网络边缘的分布式信息服务架构,试图将传统移动通信网、互联网和物联网等业务进行深度融合,减少业务交付的端到端时延,提升用户体验.安全问题是边缘计算面临的一大技术挑战,一方面,边缘计算的层次结构中利用大量异构终端设备提供用户服务,这些设备可能产生恶意行为;另一方面,服务迁移过程中的数据完整性和真实性需要得到保障.区块链在这种复杂的工作环境和开放的服务架构中能起到较大作用.首先,区块链能够在边缘计算底层松散的设备网络中构建不可篡改的账本,提供设备身份和服务数据验证的依据.其次,设备能在智能合约的帮助下实现高度自治,为边缘计算提供设备可信互操作基础.Samaniego等[64]提出了一种基于区块链的虚拟物联网资源迁移架构,通过区块链共享资源数据从而保障安全性.Stanciu[65]结合软件定义网络(SDN)、雾计算和区块链技术提出分布式安全云架构,解决雾节点中SDN控制器流表策略的安全分发问题.Ziegler等[66]基于 Plasma 框架提出雾计算场景下的区块链可扩展应用方案,提升雾计算网关的安全性. ...
Integration of fog computing and blockchain technology using the plasma framework
1
2019
... 边缘计算是一种将计算、存储、网络资源从云平台迁移到网络边缘的分布式信息服务架构,试图将传统移动通信网、互联网和物联网等业务进行深度融合,减少业务交付的端到端时延,提升用户体验.安全问题是边缘计算面临的一大技术挑战,一方面,边缘计算的层次结构中利用大量异构终端设备提供用户服务,这些设备可能产生恶意行为;另一方面,服务迁移过程中的数据完整性和真实性需要得到保障.区块链在这种复杂的工作环境和开放的服务架构中能起到较大作用.首先,区块链能够在边缘计算底层松散的设备网络中构建不可篡改的账本,提供设备身份和服务数据验证的依据.其次,设备能在智能合约的帮助下实现高度自治,为边缘计算提供设备可信互操作基础.Samaniego等[64]提出了一种基于区块链的虚拟物联网资源迁移架构,通过区块链共享资源数据从而保障安全性.Stanciu[65]结合软件定义网络(SDN)、雾计算和区块链技术提出分布式安全云架构,解决雾节点中SDN控制器流表策略的安全分发问题.Ziegler等[66]基于 Plasma 框架提出雾计算场景下的区块链可扩展应用方案,提升雾计算网关的安全性. ...
Blockchained on-device federated learning
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2018
... 人工智能是一类智能代理的研究,使机器感知环境/信息,然后进行正确的行为决策,正确是指达成人类预定的某些目标.人工智能的关键在于算法,而大部分机器学习和深度学习算法建立于体积庞大的数据集和中心化的训练模型之上,该方式易受攻击或恶意操作使数据遭到篡改,其后果为模型的不可信与算力的浪费.此外,数据采集过程中无法确保下游设备的安全性,无法保证数据来源的真实性与完整性,其后果将在自动驾驶等场景中被放大.区块链不可篡改的特性可以实现感知和训练过程的可信.另外,去中心化和合约自治特性为人工智能训练工作的分解和下放奠定了基础,保障安全的基础上提高计算效率.Kim等[67]利用区块链验证联合学习框架下的分发模型的完整性,并根据计算成本提供相应的激励,优化整体学习效果.Bravo-Marquez 等[68]提出共识机制“学习证明”以减轻PoX类共识的计算浪费,构建公共可验证的学习模型和实验数据库. ...
Proof-of- learning:a blockchain consensus mechanism based on machine learning competitions
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2019
... 人工智能是一类智能代理的研究,使机器感知环境/信息,然后进行正确的行为决策,正确是指达成人类预定的某些目标.人工智能的关键在于算法,而大部分机器学习和深度学习算法建立于体积庞大的数据集和中心化的训练模型之上,该方式易受攻击或恶意操作使数据遭到篡改,其后果为模型的不可信与算力的浪费.此外,数据采集过程中无法确保下游设备的安全性,无法保证数据来源的真实性与完整性,其后果将在自动驾驶等场景中被放大.区块链不可篡改的特性可以实现感知和训练过程的可信.另外,去中心化和合约自治特性为人工智能训练工作的分解和下放奠定了基础,保障安全的基础上提高计算效率.Kim等[67]利用区块链验证联合学习框架下的分发模型的完整性,并根据计算成本提供相应的激励,优化整体学习效果.Bravo-Marquez 等[68]提出共识机制“学习证明”以减轻PoX类共识的计算浪费,构建公共可验证的学习模型和实验数据库. ...
基于命名数据网络的区块链信息传输机制
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2018
... 网络层主要缺陷在于安全性,可拓展性则有待优化.如何防御以 BGP 劫持为代表的网络攻击将成为区块链底层网络的安全研究方向[19].信息中心网络将重塑区块链基础传输网络,通过请求聚合和数据缓存减少网内冗余流量并加速通信传输[69].相比于数据层和共识层,区块链网络的关注度较低,但却是影响安全性、可拓展性的基本因素. ...
基于命名数据网络的区块链信息传输机制
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2018
... 网络层主要缺陷在于安全性,可拓展性则有待优化.如何防御以 BGP 劫持为代表的网络攻击将成为区块链底层网络的安全研究方向[19].信息中心网络将重塑区块链基础传输网络,通过请求聚合和数据缓存减少网内冗余流量并加速通信传输[69].相比于数据层和共识层,区块链网络的关注度较低,但却是影响安全性、可拓展性的基本因素. ...
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地址:北京市丰台区东铁匠营街道顺八条1号院B座“北阳晨光大厦”2层 邮编:100079
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23家机构持有88万枚比特币,来!围观这些“巨鲸” - 知乎首发于区块链深姐切换模式写文章登录/注册23家机构持有88万枚比特币,来!围观这些“巨鲸”深链DeepChain区块链价值读物近日,Messari 创始人 Ryan Selkis 在《2021 年加密投资理论报告》中提到,接下来的 2021 年加密市场将迎来大牛市,他还预计比特币在 2021 年底之前至少达到 10 万美元。如果说2021年加密货币市场真能迎来大牛市,那么很大一部分原因要归功于机构的入场,就如同今年的牛市一样。12月11日,商业分析公司MicroStrategy宣布完成6.5亿美元的可转换债券发行,而根据其资金储备政策,这6.5亿美元可转换债券的收益(约6.349亿美元)将用来投资比特币。而在此之前,这家公司已经持有了4万多枚比特币。也就是在同一天,12月11日,美国老牌保险公司万通互惠也被曝已通过纽约数字投资集团(NYDIG)为其普通保险帐户购买了价值1亿美元的比特币。而更为大家熟知的则是加密货币的“明庄”灰度基金的“买买买”。事实上,除了以上提及的机构,还有很多积极的比特币买家。Bitcoin Treasuries数据显示,目前已经持有比特币超过5000万美元的机构共有23家,而这些机构的持仓量加起来达到888864枚比特币。机构的比特币持仓数据 来源:Bitcoin Treasuries到底是哪些机构在持有这些珍贵的比特币?他们又是什么背景?我们一个一个来看!一、灰度基金,持仓56.1万枚比特币灰度持仓的加密货币详情 来源:Mytoken灰度想必大家都已经非常熟悉了。灰度投资公司的雏形是私募股权交易平台SecondMarket公司旗下的一支比特币投资基金。2014年,SecondMarket公司创始人Barry Silbert将这支比特币投资基金从原公司中脱离出来,成立了灰度投资公司(Grayscale Investments)。2015年,灰度投资公司被归并到新成立的数字货币集团(Digital Currency Group,简称DCG)旗下。除了比特币信托基金,灰度投资公司还推出了ETH, BCH, ETC, LTC, XRP等加密货币的信托基金,以及包含主流币种的复合型加密货币信托基金(Grayscale Digital Large Cap Fund)。从5月13日比特币减半后的六个月内,灰度增持的比特币数量基本等于其同期开采量。11月20日,灰度比特币信托再次大量增持比特币,高达10550枚,直到今日灰度总持仓量已达56.1万枚比特币。都说2017年是散户的牛市,2020年是机构的牛市,而灰度则被认为是这波牛市最大的发动机。二、Block.one,持仓140000枚比特币Block.one官网界面Block.one,大名鼎鼎的EOS母公司。作为一家区块链软件公司,Block.one专为EOS的开发而成立。如果你记得的话,EOS一整年的ICO让Block.one收入高达40亿美元。这部分资金,其中绝大部分是投资了美债,另外就是购买了140000枚比特币。Block.one持有比特币,主要是EOS创始人BM觉得不能把钱都放在传统资产市场,数字货币也不能只有持有EOS,因此购买了大量的比特币。三、Coinshares,持仓69730枚比特币CoinShares是一家数字资产投资公司。2018年年初,Coinshares 推出公开交易比特币和以太坊的交易所交易票据( ETN )的组织,该公司的基金将为散户投资者提供渠道交易交易加密货币。2018年,CoinShares首席战略官Demirors在接受采访时就表示,机构投资者和散户投资者应该忽略价格,以看待亚马逊、英特尔或微软等早期互联网股票的态度来看待加密货币。并表示比特币的泡沫已经破灭,看好比特币的未来。该公司目前持有69730枚比特币。四、MicroStrategy,持仓40824枚比特币MicroStrategy是一家商业分析机构,也是最近在加密货币领域露脸最多的上市公司之一。今年7月份,MicroStrategy开始购买比特币,8月份的时候宣布已经用2.5亿美元购买了21454枚BTC。10月底,这两枚数字已经变成了4.25亿美元和38250枚比特币,成本均价在1.1万美元左右。12月5日,其CEO Michael Saylor在推特表示公司在近期又花费了5000万美元,以均价19427美元的价格购买了2574枚比特币,目前公司持有40824枚比特币,现价值约7.42亿美元。Michael Saylor在推特发布可转换债券细则文章另外,上文也提到,这家公司不满足于只持有4万多枚比特币,还“借钱”(发行可转换债券),再豪赌6亿到比特币上。为什么豪赌?Michael Saylor的说法是比特币是非常好的价值存储手段。但另外一个数字可能更能说明原因:这家公司靠比特币5个月浮盈3亿美元。五、Tezos基金会,持仓24808枚比特币Tezos是一个具有图灵完备,支持智能合约和Dapps的区块链平台,也是最早提出链上治理方案,以高效、可持续的民主方式进行治理的项目。和Block.one一样,Tezos在2017年7月进行了为期两周的无上限ICO,筹集了6.5万枚比特币和36万枚ETH,也在那个时候成立了Tezos基金会。Tezos基金会今年与瑞士比特币协会(Bitcoin Association Switzerland)等多家公司合作基于Tezos区块链发行并锚定比特币的代币tzBTC,该代币还成为基于Tezos的DeFi开放式金融领域的首个工具。后续也在基于Tezos的去中心化金融资产管理平台StakerDAO使用tzBTC代币。目前,Tezos基金会还有24808枚比特币。六、Galaxy Digital,持仓16651枚比特币截至11月30日,Galaxy Digital管理的初步资产为5.727亿美元Galaxy Digital是一家业务以区块链投资为主、财务公开透明的上市加密货币投资银行,由华尔街传奇对冲基金经理、亿万富翁迈克·诺沃格拉茨(Mike Novogratz) 创立。公司的主要业务是为第三方投资者提供资产管理服务,比如通过基金的形式募集资金。目前总共持有了16651枚比特币。Galaxy Digital一直致力于成为“加密货币领域的高盛”,Mike Novogratz更是比特币的狂热信徒,经常在社交媒体上宣传比特币。近期,在接受CNN采访时Mike Novogratz甚至呼吁新投资者可以用5%的净资产投资比特币。七、3iQ,持仓16454枚比特币3iQ的比特币基金详情 3iQ是一家总部位于加拿大的基金管理公司,该公司管理着比特币基金(QBTC.U),官方称这是世界上第一个受监管和交易所交易的比特币基金。在今年6月,这家公司完成了其比特币基金A类份额(面向所有投资者)和F类份额(面向机构)的发行。今年的10月份,3iQ旗下比特币基金(QBTC.U)在加拿大证券交易所交易量已超1亿美元。目前该基金共持有16454枚比特币。八、Stone Ridge Holdings Group,持仓10889枚比特币Stone Ridge Holdings Group宣布购买1亿美元比特币Stone Ridge Holdings Group是一家管理资产超100亿美元的资产管理公司。创始人Ross Stevens觉得投资比特币优于现金,在今年疫情的影响之下许多大型公司购入比特币来规避法币贬值、并完成多元化资产配置。因此其在今年11月份买入了超过1亿美元的比特币,主要用作资金库储备资产。该公司的10889比特币已经成为其资金库储备资产策略的主要组成部分。九、ETC Group,持仓5215枚比特币ETC Group(和以太坊经典无关)是一家伦敦投资公司,于2020年6月在德意志交易所旗下Xetra电子交易市场推出的比特币ETP(BTCE)管理服务。ETC Group也成为首个在发行4个月后突破1亿美元管理资产的加密货币ETP。ETC Group首席执行官表示,团队正在非常努力的设计一种产品,为投资者提供一种更透明和更安全的方式来投资比特币。目前该公司持有5215枚比特币。十、21Shares AG,持仓4867枚比特币21Shares AG的产品21Shares AG是一家总部位于新加坡的金融技术公司,也是一家加密货币交易所交易产品(ETP)发行商。其产品已在欧洲受监管市场上市,并上线德意志证券交易所和维也纳交易所。今年7月2日, 21Shares AG宣布已选择CoinbaseCustody 为比特币 ETP 存储其数字资产。十一、Square,持仓4709枚比特币Square是由Twitter的CEO杰克·多西(Jack Dorsey)创立的支付平台,该公司宣布在2020年10月以5000万美元的价格购买了4709枚BTC。Square购买比特币并不稀奇,Square原本就是一家移动支付公司,曾在2014年的时候就接受了比特币作为支付方式。Square一直也在对比特币进行支持和推广,背后和杰克·多西有很大关系。早在2018年初Cash App推出比特币交易时,杰克·多西就表示比特币将成为“互联网本土货币”。他还认为对比特币不应该只停留在买卖上,而是要相信这是一项变革性的技术,并深入学习。十二、Hut 8,持仓2954枚比特币Hut 8 是加拿大一家加密货币挖矿和区块链基础设施公司。2017年开始比特币挖矿业务,2018年春季在多伦多证券交易所上市。公开资料显示从2017 年 12 月开始挖矿业务以来,截至 2019 年10月,Hut 8 已经挖出12305枚比特币。今年7月份,公开资料显示,美国的富达投资公司已经持有Hut 8约10.6%的股份。富达的投资让很多人关注起这家公司,“富达押注HUT8”也一度被津津乐道。该公司的比特币主要来源于挖矿,目前持有2954枚比特币。十三、Voyager Digital,持仓1239枚比特币Voyager Digital 是一家获得公开授权的加密资产经纪商,为散户和机构投资者提供加密货币交易解决方案业务。2019年在加拿大多伦多证券交易所创业板(TSX Venture Exchange)上市。在今年年中的财报中,本财年其收入增至约110万美元,较上一财年的87318美元增长1159%,Voyager Digital客户资产则增长了1959%。这家公司目前共持有1239枚比特币。十四、Riot Blockchain,持仓1175枚比特币Riot Blockchain是一家纳斯达克上市矿企,主要从事比特币、以太坊挖矿。2018年1月22日,Riot Blockchain赢得了美国联邦法警局拍卖的500枚BTC。此后,Riot Blockchain的资产负债表上继续持有比特币,当然这些比特币主要来自挖矿所得。今年10月份,Riot Blockchain从比特大陆购买了2500台S19 Pro Antminer矿机。RiotBlockchain希望到2021年中期将其挖矿能力提高三倍,据了解,这批矿机将在12月份进行交付。目前该公司共持有1175枚比特币。当然,除了这些明牌的机构之外,还有很多隐藏的,不为大家所知的机构巨鲸。而正因为这些机构的参与和入场,比特币被越来越多的人关注,其价值也被更多人认可。发布于 2020-12-15 18:08比特币 (Bitcoin)赞同 3添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录区块链深姐区块链领域的深度报道与专
比特币(BTC)挖矿详细图文教程-太平洋电脑网
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正在阅读:比特币(BTC)挖矿详细图文教程比特币(BTC)挖矿详细图文教程
2018-07-11 17:31
出处:其他
作者:佚名
责任编辑:liukaiping
好吧,废话不多说了,其实比特币 - Bitcoin 出现时间已经很久了,不过对于新手来说,还是需要讲解一下的。关于比特币。FORECE 在好几年前就听说过了,不过当时就觉得这玩意不靠谱。不过看到CNBETA这几年来一直不时的有比特币的新闻出现。FORECE 决定没事玩玩先吧。比特币的简介比特币(英语:Bitcoin,简写:BTC,货币符号:?),是一种用开源的P2P技术的软件而产生的电子货币。 虚拟货币 “比特币”的概念最初由中本聪(Satoshi Nakamoto,可能化名)在2009年提出。现在比特币也指根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的整个P2P网络。在全球范围内,比特币可以通过多个线上的交易所和服务商进行兑换交易,也可以在线下找到兑换点,兑换为现钞或金币,但未有国家对此作出法律上的任何保障。比特币的价值那么现在的比特币的价值如何呢?我们可以通过 https://mtgox.com/ 来查看当前汇率,刚刚 Forece 查看了一下,一个 BTC 就可以兑换到 $117 美元。比特币的获取渠道那么我们如何获取比特币呢?最开始,比特币的获取方式就是通过CPU来进行“挖矿”。也就是说像挖金子一样,通过CPU计算,通过贡献我们的CPU计算量,我们就可以获得比特币,当你的CPU挖出了一个区块,你就获得了一定量的比特币。不过现在这种单干的方式越来越难了,因为比特币的量是固定的,知道比特币的用户越来越多,所以造成了比特币的矿越来越难挖。于是“矿池”这个东东就诞生了,网上的大牛们建立了一个网站,集合大家的计算能力一起挖矿,虽然你并没有挖到比特币,但是通过贡献计算量,你也可以获得少量的比特币。目前来说比特币的挖矿方式已经从 CPU 转为了 GPU,因为 GPU 的设计问题,GPU 更适用于比特币的计算方式。所以一般来说 GPU 的速度往往要比 CPU 的速度大十倍甚至几十倍。准备工作1. 显卡显卡最好是 AMD ATI 的显卡,N卡不成,速度没有A卡的效果好,当然等级越高越好,另外可以从这个网站看一下自己挖矿的速度。https://en.bitcoin.it/wiki/Mining_hardware_comparison2. 比特币钱包3. 挖矿软件比特币挖矿教程1. 首先安装一个比特币钱包,获得一个比特币的地址去 Bitcoin 官方网站,下载比特币钱包 Bitcoin-Qt ,适用于多个平台。当然你也可以下载到你安卓手机上,在 Google Play 中搜索 Bitcoin Wallet 就可以简单安装了。在各种比特币钱包中,找到你自己的钱包地址,如下图所示:比特币挖矿详细图文教程除了比特币的官方钱包外,我们还有其他各种钱包可供选择。各有优势。Bitcoin-Qt - 基于 C++/Qt 的 Bitcoin 比特币客户端图形化界面,支持 Linux/MacOSX/Windows,全功能。现在作为官方客户端使用,不过有个缺点,就是需要同步数据,超级慢啊,网上搜索了一下,大概需要7G的数据。所以就难怪网络上一堆人在那里叫:比特币钱包同步怎么这么慢啊?实在是没法快起来,数据包太大了。如果实在受不了,只想要一个钱包地址的话,那么不妨试试手机客户端或者以下其他几种客户端吧。 下载地址: http://bitcoin.org/en/downloadMultiBit - 一个安全、轻量级、国际化的 Bitcoin 比特币钱包,支持 Windows、MacOS 和 Linux。MultiBit比特币客户端主要面向非技术用户,目标是为了让普通用户更快更方便的使用比特币。主要特征有“秒同步”(同步速度飞快),客户端可以创建和管理多个钱包,另外每个钱包都可以创建无数个收款地址。唯一的一点不好,选项里面有一个0.001的交易手续费,且不能取消。这是不是意味着,每次付款都要付出至少0.001的手续费呢?小编使用的就是这个客户端,强烈推荐。网站: https://multibit.org/Armory - 是一个开放源代码的钱包客户端。它从一开始就设计用来给大量投资比特币的用户提供最高级别的安全性,同时仍然保持了高度的易用性和便利性。其易于使用和大量先进的功能,使它成为最流行的比特币客户端之一。Armory是基于 Python 的客户端,当前处在 Alpha 测试阶段,Beta 版本由多人资助。网站: https://bitcoinarmory.com/Electrum - 是一个轻量级的、易于使用的比特币客户端,它可以保护你的比特币,避免遭受到因为备份错误或者电脑故障而造成的损失。你的钱包可以从一个秘密的短语中恢复,你可以把这段密语写在纸上或者记在心里。它并不下载比特币的块链数据,所以当你启动客户端时,你会发现不需要等待(众所周知官方客户端启动超慢)。网址: http://electrum.org/2. 找一个矿池,注册一个账号我们就可以开始挖矿啦。如果你不知道都有哪些矿池的话,不妨先下载一个挖矿软件,这里 Forece 推荐的挖矿软件叫做 GUIMiner 然后打开 GUIMiner,通过查看服务器,我们就可以知道目前都有哪些流行的矿池了。比特币挖矿详细图文教程3. 注册完毕后,在网站中选择挖矿方式,然后我们就可以用 GUIMiner 开始挖矿了,在 GUIMiner 中填入刚刚注册的矿池账号信息,然后点击开始挖矿即可。至于挖矿方式,下方会有介绍。几种挖矿方式介绍1. Slush方式-Slush矿池基于积分制,较老的shares将比新的shares拥有更低的权重,以减少一轮中切换矿池的投机分子。2. Pay-Per-Share方式-该方式为立即为每一个share支付报酬。该支出来源于矿池现有的比特币资金,因此可以立即取现,而不用等待区块生成完毕或者确认。这样可以避免矿池运营者幕后操纵。这中方法减少了矿工的风险,但将风险转移给了矿池的运营者。运营者可以收取手续费来弥补这些风险可能造成的损失。3. Luke-Jr方式-该方式借用了其他方式的长处,如Slush方式一样,矿工需要提供工作证明来获得shares,如puddinpop方式一样,当区块生成时马上进行支付。但是不象之前的方式,针对一个区块的shares,会被再次利用于生成下一个 区块 。为了区分一下参与矿工的交易传输费用,只有当矿工的余额超过1BTC时才进行支付。如果没有达到1BTC,那么将在下一个区块生成时进行累计。如果矿工在一周内没有提供一个share,那么矿池会将剩下的余额进行支付,不管余额是多少。4. Triplemining方式-该方式是将一些中等大小矿池的计算力合并起来,然后将获得奖励的1%按照各个矿池计算力的比例分发给矿池运营者。5. P2Pool方式-P2Pool的挖矿节点工作在类似比特币区块链的一种shares链上。由于没有中心,所以也不会受到DoS攻击。和其他现有的矿池技术都不一样-每个节点工作的区块,都包括支付给前期shares的所有者以及该节点自己的比特币。99%的奖励(寻修网 http://www.seekxiu.com/ (注意:50BTC+交易费用)会平均分给矿工,另外0.5%会奖励给生成区块的人。6. Puddinpop方式-一种使用“元哈希”技术的方式,使用特定的puddinpop挖矿软件,现在没有矿池用这种方式。目前使用较多的方式为Pay-Per-Share,如 deepbit.net和btcguild.com 等均支持PPS,矿工使用起来也比较方便。当然除了 GUIMiner ,我们还有其他选择,比如 CGMiner 等等,不过 GUIMiner 是大家最常用的软件,对于新手来说比较方便。像CGMiner 就是纯代码版本的,需要手动如数一些参数才可以开始挖矿,对于新手来说麻烦一些。另外使用 GUIMiner 的时候,请先安装 AMD 的 SDK 软件,和更新一下驱动程序,目前来说 AMD-APP-SDK-v2.6 和 AMD 12.6 的显卡驱动比较稳定。请大家去官网查询下载。其他赚取比特币的方式现在很多网站还提供很多其他赚取比特币的方式,比如看广告,看视频等等,只要完成他们的任务,你就可以获得小部分比特币,这里 Forece 会稍作整理然后放出。每天只能免费获取一次的:http://dailybitcoins.org/http://boklund.nu/bunnyrun/http://bitcoiner.net/http://netlookup.se/free-bitcoins/http://cointicket.org/index.php以下几个站可以每天看广告获取BTC:http://www.bitvisitor.com/http://www.bitcoin4you.net/earnBit.phphttp://earnfreebitcoins.com/visit关于比特币提现很多人一拿到比特币就想提现,这里 Forece 推荐几个网站提现美元、外币Mt.GoxBTC-E提现人民币:BtcChina比特海FXBTC关于挖矿的速率计算大家可以来到这个网站,通过 GuiMiner 中提供的速率,然后来查询你通过挂机能获得的金额。http://www.alloscomp.com/bitcoin/calculator
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