比特币中级装B指南:聊聊共识机制、非对称加密、骗人的百万TPS

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比特大师
2018.06.01 15:15 字数 3652

之前写过一篇文章《比特币入门级装B指南:吴忌寒是大爷 火星人叫火哥 痛骂李笑来》,不过文章主要针对入门级的新韭菜,因为当时是牛市,一大批韭菜蜂拥入市。

经过5个月的洗礼,在裤衩都被庄家割掉了之后,这些新韭菜都已经愉快的成长为老韭菜。

今天,给大家一篇《比特币中级装B指南》,因为哥感觉如果再不写这篇文章,你们这帮韭菜,连蛋蛋都要被庄家一起割走了。

哥总也不能忍心你也再穿越回大清朝去当太监啊。

中级装逼指南确实不好写,因为区块链这玩意其实很多发币的人都没搞明白。对他们而言,技术难度最大的是写白皮书,而不是发币。发币这玩意,30分钟就能搞定了。

现在基于以太坊智能合约的代币,每天都能产生400多种。我前段时间刚给自己儿子发了一个,庆祝生日用的。

所以,尽量用通俗易懂的语言,讲解几个你经常在白皮书里面看到的词。我们还是省略细节,概括本质。

警告:

本文只针对想提升装逼能力的人士,如果有不专业表述,那也没关系,因为其实也没几个人搞得懂。

共识机制


据说现在一大帮直播妹已经涌入区块链行业,你要是一点也不懂,咋能跟人家达成上一条床,哦,是一条船的共识呢?

最近啊,在纽约开了一个大会,就叫“共识大会”,全世界的韭菜都期待着大会能让自己解套,解救自己于水深火热之中。然并卵……

究竟这共识机制是啥玩意?还有什么PoW共识、PoS共识、PBFT共识……

搜索“共识机制”会告诉你,共识机制是区块链核心,是区块链的灵魂。那么为啥共识机制是核心,是灵魂呢?没人告诉你!

中世纪的拜占庭帝国,幅员辽阔。但是,因为国土面积大,当镇守各地的将军们想统一行动的时候,问题就来了:万一某个将军是叛徒怎么办?

比如,只有A、B、C,三个将军,

1,如果A是叛徒,他发出了信息,另外接到信息的两个将军,直接就废了。

2,如果A发出信息,B是叛徒,B告诉C,A是叛徒,别听他的,C将军就彻底迷茫了。

这问题不是拜占庭帝国皇帝提出来的,而是80年代一个数学家提出来的。

但是,国家无法避免军队里一定没有叛徒,只要保证大部分将军靠谱就行,不然你这国家还有存在的意义么?只要忠诚的将军多,最终的决策就能比较靠谱。等到战争一旦打响,谁是叛徒,立刻就会被发现。

当然中本聪更牛,说不要三分之二,只要51%就够了。

那么第一个信息由谁来发呢?

有些人会说,随便谁先发都无所谓吧?

可是如果所有人都同时发信息,有意义么?会造成混乱无序。

所以,有必要建立一个发送规则,大家按照规则来。

一旦要建立规则,就涉及到一个让人头痛的问题,怎么保障规则是公平的呢?

为啥是A先发,不是我先发呢?你TMD是不是看不起我?

为了避免这种情况发生,这个规则必须绝对公平。这世界上到目前为止,最公平的规则,恐怕只有随机了。

于是比特币挖矿的机制就产生了,用CPU随机生成哈希数字决定谁发,首先当然需要第一个人挖创世区块,第二个人按照这个规则也挖到后,就接在第一条信息后面,第三个亦然,于是一条有序、安全、又透明的信息链条出现了,它就是区块链原型。

但是,挖矿可是要花钱的,赔本的买卖没人干啊。而且随着要发送信息的人越来越多,这个耗电量会变得越来越大。所以,我们必须给这些矿工提供足够的补偿,于是,中本聪做了一个天才的设计,挖矿的人,一旦挖矿成功,就可以获得比特币奖励!而且为了保证比特币的价值,比特币的数量是有限的,一共就2100万个,这样就保证了比特币的稀缺性和保值性。否则比特币可以无限制的挖出,大家只会觉得没意义,最终只能还是选择放弃这个共识机制。

PoW共识、PoS共识、PBFT共识等等,这些基本都解决的是奖励机制的问题。无商不奸,无利不起早。

现在据说“有个国家”在大力倡导无币区块链,哥只能说,这样的区块链只能叫空气链。

非对称加密技术


越重要、越隐私的内容,越需要加密。加密永远是一个刚需,比如你电脑中的小片,需要加密一下,万一被你老婆发现了呢?

不过总体上来说,加密技术一直都是一个神秘的存在,我们这种老百姓也只能听一些传说,或者看看詹姆斯邦德的电影过过瘾。

既然区块链采用非对称加密技术,就需要了解一下对称加密技术啦。

你在电视剧里面看到的,或者你能想象出来的都是对称加密技术。弄一个密码对照本,A给B发信息,B在收到对方的信息之后,拿着一个小本本进行对照翻译。

所有的对称加密算法都有一个共性,就是解密是加密的逆向过程,这个逆向过程是根据之前订立好的规则来的。

对称加密是不是很容易理解?

然而容易理解就意味着容易被破解。

只要收集到足够的信息,一个一个猜,也早晚能猜出来。而且一旦有一个人被抓走了,叛变了,这个密码本就失效了,就需要重新搞一套密码规则。

我们在影视剧里面会经常看到类似的情节。

为了进一步提升安全性,我们能不能发明一套不对称的加密算法,就是不可逆,或者说加密过程和解密过程不一样的算法呢?经过历代数学家的努力,最终还是实现了。

到底怎么实现的呢?

就是加密有一套规则,解密的时候是另外一套规则,这两套规则对应的就是公钥和私钥。如果用公钥对数据进行加密,只有用对应的私钥才能解密;如果用私钥对数据进行加密,那么只有用对应的公钥才能解密。

这就是不对称加密。

还是不明白?以下内容只针对好奇心特别强的人,属于高级装B内容的一部分。多数人可以忽略不看。

我可以让你随便想一个三位数A,然后你把这个数乘以91,你只需要告诉我结果的最后三位数B,我就能猜出你想的是什么数字,是不是很神奇?

其实这是一个纯数学规律:

首先,91*11 = 1001。

然后,任何一个三位数乘以1001,末尾三位是不会变的,比如:123*1001 = 123123。

你想了一个数字123,我让你先乘以91,结果为11193,然后你告诉我后三位193即可,我再乘以11,也就是:193*11 = 2 123,相当于咱们两个合力乘了1001(123*91*11 = 123*1001),最后三位不变,还是123,也就是你没有直接告诉我的数字。

为啥拿193乘以11就行呢?不应该是11 193(123*91)吗?

不管193前面是几,其实都不会影响结果的后三位:

56 193*11 = 618123,最后三位还是123.

47 193*11 = 519123,最后三位还是123.

88 193*11 = 970123,最后三位还是123.

这里数字123是要加密的内容,91是接收情报方的公钥(大家都知道),11则是接收情报方的私钥(只有他自己知道),当发送绝密数字情报的时候,我用123*91,得到11193,然后我把这个信息的前两位11直接去掉,导致加密混淆后的信息不完整,并把残缺的加密信息193发给目标,目标获取193后,用只有他们自己知道的私钥11去乘以193,得到2123,然后取后三位123,就得到这个消息啦。

哎,哥真的是把自己的绝活都亮出来了,任何三位数乘以1001,末尾三位是不变的!给刚刚入行的直播妹这样解释一下非对称加密是不是很酷?马上能达成上床的共识呢?

整个加解密过程,分为了三个部分:私钥、公钥和公开的算法(任意数字乘以1001,末尾三位都不变)。

当然啦,现实中,绝对不会只是乘以1001这么简单,类似的数学特性可以一直放大,著名的非对成加密算法就是RSA。RSA之后,科学家们又发明了一种叫做椭圆形曲线算法(ECC),也是一种非对称算法,在比特币中占有重要地位。

骗人的百万TPS

现在很多山寨币经常用TPS忽悠你:

俺们家的区块链未来每秒能达到百万TPS,效率远远超过比特币。

这到底是什么玩意?

TPS,通俗点解释,就是“系统每秒钟能够处理的业务数量”,如果是新韭菜,能理解到这里就行了。可是作为一个裤衩都被割走的老韭菜,只了解这个远远不够,不看下面的内容,下一步庄家就割你的蛋了。

TPS=交易总数/总秒数。代表了一段时间里面平均每秒能处理的交易数。

注意:

1、是一段时间内。

2、是平均,不是真的每秒都在处理交易!

既然“一段时间”是人为截取的,在比特币网络里,我们截取多少呢?一般来说,取最小模块儿,就是一个区块的打包间隔,现在为10分钟左右。

好了,如果我们取10分钟为一个标准时间段,然后每个打包块儿里包含4000条交易数据,那么TPS是多少呢?4000 / (10*60) = 6.67,没错这个大概就是比特币网络的TPS,平均每秒6条交易左右,而且每10分钟才处理一次!

以太坊稍微好一些,也就10-20笔。

好了,现在哥变身成一个居心叵测的项目方:

仅仅截取第十个包含了出块时间点的1分钟看,TPS高达66.67(4000 / 60)。

如果人性善,就是一个合理的参数,如果人性恶,这个参数可能就是用来骗人的!

基于以上科普,我们知道了,TPS是人为定义的,是不是合理,完全取决于你如何设置参数。

比特币的网络相对简单,参数也少。一些区块链网络参数就比较复杂了,这时候任何一个参数都可能影响整个系统的TPS,你说系统TPS提升了,我根本不知道你优化的哪里。需要了解每个子系统的TPS,然后知道哪个子系统是这个水桶的短板,否则只有一个子系统的TPS提升了,对于整个系统也是没有意义的。

当我们再看到有项目宣称自己百万TPS的时候,我们应该看下项目方的参数是什么?计算TPS的公式是什么?出块间隔是多少?

而且,区块链网络是一个典型的P2P广域网拓扑结构,广域网分布式随机通讯是绝对不可能超过局域网服务器定点通讯效率的,要想满足我们现有各种应用的丝滑体验,我们需要的不是百万TPS,我们需要的是区块链重构。

好了,了解了以上几点,是不是感觉自己也可以去区块链大会演讲啦?没事,放心去吧,现在各种会议多得是,嘉宾稀缺。哥不收你学费,今晚你就可以约直播妹,给做做知识普及啦。

本文由比特大师账号发布,2018年6月1日。

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