比特幣中級裝B指南:聊聊共識機制、非對稱加密、騙人的百萬TPS

之前寫過一篇文章《 》,不過文章主要針對入門級的新韭菜,因為當時是牛市,一大批韭菜蜂擁入市。

經過5個月的洗禮,在褲衩都被莊家割掉了之後,這些新韭菜都已經愉快的成長為老韭菜。

今天,給大家一篇《比特幣中級裝B指南》,因為哥感覺如果再不寫這篇文章,你們這幫韭菜,連蛋蛋都要被莊家一起割走了。

哥總也不能忍心你也再穿越回大清朝去當太監啊。

中級裝逼指南確實不好寫,因為區塊鏈這玩意其實很多發幣的人都沒搞明白。對他們而言,技術難度最大的是寫白皮書,而不是發幣。發幣這玩意,30分鐘就能搞定了。

現在基於以太坊智能合約的代幣,每天都能產生400多種。我前段時間剛給自己兒子發了一個,慶祝生日用的。

所以,儘量用通俗易懂的語言,講解幾個你經常在白皮書裡面看到的詞。我們還是省略細節,概括本質。

警告:

本文只針對想提升裝逼能力的人士,如果有不專業表述,那也沒關係,因為其實也沒幾個人搞得懂。

比特幣中級裝B指南:聊聊共識機制、非對稱加密、騙人的百萬TPS

共識機制

據說現在一大幫直播妹已經湧入區塊鏈行業,你要是一點也不懂,咋能跟人家達成上一條床,哦,是一條船的共識呢?

最近啊,在紐約開了一個大會,就叫“共識大會”,全世界的韭菜都期待著大會能讓自己解套,解救自己於水深火熱之中。然並卵……

究竟這共識機制是啥玩意?還有什麼PoW共識、PoS共識、PBFT共識……

搜索“共識機制”會告訴你,共識機制是區塊鏈核心,是區塊鏈的靈魂。那麼為啥共識機制是核心,是靈魂呢?沒人告訴你!

中世紀的拜占庭帝國,幅員遼闊。但是,因為國土面積大,當鎮守各地的將軍們想統一行動的時候,問題就來了:萬一某個將軍是叛徒怎麼辦?

比如,只有A、B、C,三個將軍,

1,如果A是叛徒,他發出了信息,另外接到信息的兩個將軍,直接就廢了。

2,如果A發出信息,B是叛徒,B告訴C,A是叛徒,別聽他的,C將軍就徹底迷茫了。

這問題不是拜占庭帝國皇帝提出來的,而是80年代一個數學家提出來的。

但是,國家無法避免軍隊裡一定沒有叛徒,只要保證大部分將軍靠譜就行,不然你這國家還有存在的意義麼?只要忠誠的將軍多,最終的決策就能比較靠譜。等到戰爭一旦打響,誰是叛徒,立刻就會被發現。

當然中本聰更牛,說不要三分之二,只要51%就夠了。

那麼第一個信息由誰來發呢?

有些人會說,隨便誰先發都無所謂吧?

可是如果所有人都同時發信息,有意義麼?會造成混亂無序。

所以,有必要建立一個發送規則,大家按照規則來。

一旦要建立規則,就涉及到一個讓人頭痛的問題,怎麼保障規則是公平的呢?

為啥是A先發,不是我先發呢?你TMD是不是看不起我?

為了避免這種情況發生,這個規則必須絕對公平。這世界上到目前為止,最公平的規則,恐怕只有隨機了。

於是比特幣挖礦的機制就產生了,用CPU隨機生成哈希數字決定誰發,首先當然需要第一個人挖創世區塊,第二個人按照這個規則也挖到後,就接在第一條信息後面,第三個亦然,於是一條有序、安全、又透明的信息鏈條出現了,它就是區塊鏈原型。

但是,挖礦可是要花錢的,賠本的買賣沒人幹啊。而且隨著要發送信息的人越來越多,這個耗電量會變得越來越大。所以,我們必須給這些礦工提供足夠的補償,於是,中本聰做了一個天才的設計,挖礦的人,一旦挖礦成功,就可以獲得比特幣獎勵!而且為了保證比特幣的價值,比特幣的數量是有限的,一共就2100萬個,這樣就保證了比特幣的稀缺性和保值性。否則比特幣可以無限制的挖出,大家只會覺得沒意義,最終只能還是選擇放棄這個共識機制。

PoW共識、PoS共識、PBFT共識等等,這些基本都解決的是獎勵機制的問題。無商不奸,無利不起早。

現在據說“有個國家”在大力倡導無幣區塊鏈,哥只能說,這樣的區塊鏈只能叫空氣鏈。

非對稱加密技術

比特幣中級裝B指南:聊聊共識機制、非對稱加密、騙人的百萬TPS

越重要、越隱私的內容,越需要加密。加密永遠是一個剛需,比如你電腦中的小片,需要加密一下,萬一被你老婆發現了呢?

不過總體上來說,加密技術一直都是一個神秘的存在,我們這種老百姓也只能聽一些傳說,或者看看詹姆斯邦德的電影過過癮。

既然區塊鏈採用非對稱加密技術,就需要了解一下對稱加密技術啦。

你在電視劇裡面看到的,或者你能想象出來的都是對稱加密技術。弄一個密碼對照本,A給B發信息,B在收到對方的信息之後,拿著一個小本本進行對照翻譯。

所有的對稱加密算法都有一個共性,就是解密是加密的逆向過程,這個逆向過程是根據之前訂立好的規則來的。

對稱加密是不是很容易理解?

然而容易理解就意味著容易被破解。

只要收集到足夠的信息,一個一個猜,也早晚能猜出來。而且一旦有一個人被抓走了,叛變了,這個密碼本就失效了,就需要重新搞一套密碼規則。

我們在影視劇裡面會經常看到類似的情節。

為了進一步提升安全性,我們能不能發明一套不對稱的加密算法,就是不可逆,或者說加密過程和解密過程不一樣的算法呢?經過歷代數學家的努力,最終還是實現了。

到底怎麼實現的呢?

就是加密有一套規則,解密的時候是另外一套規則,這兩套規則對應的就是公鑰和私鑰。如果用公鑰對數據進行加密,只有用對應的私鑰才能解密;如果用私鑰對數據進行加密,那麼只有用對應的公鑰才能解密。

這就是不對稱加密。

還是不明白?以下內容只針對好奇心特別強的人,屬於高級裝B內容的一部分。多數人可以忽略不看。

我可以讓你隨便想一個三位數A,然後你把這個數乘以91,你只需要告訴我結果的最後三位數B,我就能猜出你想的是什麼數字,是不是很神奇?

其實這是一個純數學規律:

首先,91*11 = 1001。

然後,任何一個三位數乘以1001,末尾三位是不會變的,比如:123*1001 = 123123。

你想了一個數字123,我讓你先乘以91,結果為11193,然後你告訴我後三位193即可,我再乘以11,也就是:193*11 = 2 123,相當於咱們兩個合力乘了1001(123*91*11 = 123*1001),最後三位不變,還是123,也就是你沒有直接告訴我的數字。

為啥拿193乘以11就行呢?不應該是11 193(123*91)嗎?

不管193前面是幾,其實都不會影響結果的後三位:

56 193*11 = 618123,最後三位還是123.

47 193*11 = 519123,最後三位還是123.

88 193*11 = 970123,最後三位還是123.

這裡數字123是要加密的內容,91是接收情報方的公鑰(大家都知道),11則是接收情報方的私鑰(只有他自己知道),當發送絕密數字情報的時候,我用123*91,得到11193,然後我把這個信息的前兩位11直接去掉,導致加密混淆後的信息不完整,並把殘缺的加密信息193發給目標,目標獲取193後,用只有他們自己知道的私鑰11去乘以193,得到2123,然後取後三位123,就得到這個消息啦。

哎,哥真的是把自己的絕活都亮出來了,任何三位數乘以1001,末尾三位是不變的!給剛剛入行的直播妹這樣解釋一下非對稱加密是不是很酷?馬上能達成上床的共識呢?

整個加解密過程,分為了三個部分:私鑰、公鑰和公開的算法(任意數字乘以1001,末尾三位都不變)。

當然啦,現實中,絕對不會只是乘以1001這麼簡單,類似的數學特性可以一直放大,著名的非對成加密算法就是RSA。RSA之後,科學家們又發明了一種叫做橢圓形曲線算法(ECC),也是一種非對稱算法,在比特幣中佔有重要地位。

騙人的百萬TPS

比特幣中級裝B指南:聊聊共識機制、非對稱加密、騙人的百萬TPS

現在很多山寨幣經常用TPS忽悠你:

俺們家的區塊鏈未來每秒能達到百萬TPS,效率遠遠超過比特幣。

這到底是什麼玩意?

TPS,通俗點解釋,就是“系統每秒鐘能夠處理的業務數量”,如果是新韭菜,能理解到這裡就行了。可是作為一個褲衩都被割走的老韭菜,只瞭解這個遠遠不夠,不看下面的內容,下一步莊家就割你的蛋了。

TPS=交易總數/總秒數。代表了一段時間裡面平均每秒能處理的交易數。

注意:

1、是一段時間內。

2、是平均,不是真的每秒都在處理交易!

既然“一段時間”是人為截取的,在比特幣網絡裡,我們截取多少呢?一般來說,取最小模塊兒,就是一個區塊的打包間隔,現在為10分鐘左右。

好了,如果我們取10分鐘為一個標準時間段,然後每個打包塊兒裡包含4000條交易數據,那麼TPS是多少呢?4000 / (10*60) = 6.67,沒錯這個大概就是比特幣網絡的TPS,平均每秒6條交易左右,而且每10分鐘才處理一次!

以太坊稍微好一些,也就10-20筆。

好了,現在哥變身成一個居心叵測的項目方:

僅僅截取第十個包含了出塊時間點的1分鐘看,TPS高達66.67(4000 / 60)。

如果人性善,就是一個合理的參數,如果人性惡,這個參數可能就是用來騙人的!

基於以上科普,我們知道了,TPS是人為定義的,是不是合理,完全取決於你如何設置參數。

比特幣的網絡相對簡單,參數也少。一些區塊鏈網絡參數就比較複雜了,這時候任何一個參數都可能影響整個系統的TPS,你說系統TPS提升了,我根本不知道你優化的哪裡。需要了解每個子系統的TPS,然後知道哪個子系統是這個水桶的短板,否則只有一個子系統的TPS提升了,對於整個系統也是沒有意義的。

當我們再看到有項目宣稱自己百萬TPS的時候,我們應該看下項目方的參數是什麼?計算TPS的公式是什麼?出塊間隔是多少?

而且,區塊鏈網絡是一個典型的P2P廣域網拓撲結構,廣域網分佈式隨機通訊是絕對不可能超過局域網服務器定點通訊效率的,要想滿足我們現有各種應用的絲滑體驗,我們需要的不是百萬TPS,我們需要的是區塊鏈重構。

好了,瞭解了以上幾點,是不是感覺自己也可以去區塊鏈大會演講啦?沒事,放心去吧,現在各種會議多得是,嘉賓稀缺。哥不收你學費,今晚你就可以約直播妹,給做做知識普及啦。


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