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2024 iThome 鐵人賽

DAY 3
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今天要把剩下的3個特性看完!

區塊鏈的特性
共識機制(Consensus Mechanism)
前面有提到共識機制但我發現其實這裡面還包含了許多專業知識。
共識機制是區塊鏈系統中用來確保所有參與者對數據的一致性和有效性的機制。良好的共識機制能夠保證系統的安全性、穩定性和有效性,並支持區塊鏈技術在不同場景中的應用。

共識機制的基本功能

  • 驗證交易:確保每筆交易符合區塊鏈的規則。
  • 建立區塊:確認和打包交易進入新的區塊。
  • 防範雙重支付:確保同一資產不會被重複花費。
    接下來要介紹四種常見的共識機制類型及其優缺點。
  1. 工作量證明(Proof of Work, PoW)
  • 原理:在PoW機制中,網絡中的節點(稱為礦工)需要解決複雜的數學問題來驗證交易並生成新的區塊。解決這些問題需要大量的計算資源和時間。
  • 特點:PoW機制的安全性來自於其計算難度,這使得攻擊者需要投入大量資源才能操縱區塊鏈。比特幣使用的就是PoW機制。
  • 優點:高安全性,難以進行攻擊。
  • 缺點:資源消耗大,耗電量高。
    2.權益證明(Proof of Stake, PoS)
  • 原理:在PoS機制中,節點的選擇和交易驗證基於它們持有的加密貨幣數量或「股權」。擁有更多加密貨幣的節點更有可能被選中來驗證交易並生成新區塊。
  • 特點:PoS機制比PoW消耗更少的計算資源和電力。以太坊計劃從PoW過渡到PoS。
  • 優點:能效高,資源消耗低。
  • 缺點:可能會導致富者愈富,因為持有更多資產的節點更容易獲得區塊生成權。
    3.委任權益證明(Delegated Proof of Stake, DPoS)
  • 原理:DPoS是PoS的擴展版本,其中持幣者選舉出一組代表(見證人)來負責區塊的生成和驗證。這些代表根據其任期來進行交易驗證。
  • 特點:DPoS提高了交易處理的速度和效率。BitShares和EOS等系統使用DPoS。
  • 優點:交易處理速度快,網絡效能高。
  • 缺點:去中心化程度較低,可能會集中在少數代表手中。
    4.拜占庭容錯(Byzantine Fault Tolerance, BFT)
  • 原理:BFT機制用於解決網絡中部分節點可能不誠實的問題。BFT算法要求多數節點(通常是2/3)達成一致來驗證交易,從而確保系統的穩定性和安全性。
  • 特點:BFT機制在區塊鏈中用於容忍一些節點的故障或惡意行為。Hyperledger和一些私有區塊鏈系統使用BFT。
  • 優點:能夠處理節點的不誠實行為,保持系統的一致性。
  • 缺點:在節點數量較多時,系統的效率和擴展性可能會受到影響。

共識機制的選擇
簡單來說,不同的區塊鏈應用和系統根據其需求選擇合適的共識機制,以下是如何選擇共識機制

  • 安全性要求:PoW提供較高的安全性,但消耗資源較大。
  • 效能要求:DPoS和BFT通常能提供更高的交易處理速度。
  • 資源消耗:PoS和DPoS相對節能,適合對能源效率有較高要求的場景。

智能合約(Smart Contracts)
智能合約是程式化的合約,當預設條件滿足時,它會自動執行合約中的條款和條件且不需要第三方中介來執行合約,智能合約滿足了自動化、透明性和安全性,雖然智能合約是一個強大的工具,但仍須注意程式碼是否存在漏洞或錯誤且不同國家的法律對智能合約的認可程度和要求可能不完全相同。

可追溯性(Traceability)
可追溯性是區塊鏈上能夠跟蹤和查證資產或信息的來源、流動和變化歷史的能力。由於區塊鏈上的數據是不可篡改的,這意味著一旦數據被記錄進去,它就不能被隨意改動。這種特性保證了可追溯性的準確性。通過清晰的數據歷史和流動路徑,可追溯性增強了各方之間的信任,但在某些情況下仍需在透明性和隱私之間找到平衡。我認為可追溯性在許多行業中都非常重要,提供了透明度和可靠性。


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