去中心化的数字货币 去中心化数字货币的诞生
时间: 2020年12月4日                     分类: 去中心化 标签:

现金(钞票)是一个非常聪明的发明。这很容易识别,但很难伪造。当您去咖啡店用现金购买一杯咖啡时,没有第三方组织会跳出来验证您的钞票的真实性或帮助咖啡店接受交易,这意味着“现金付款”是以分散的方式完全点对点(P2P,点对点),这意味着只要您愿意为这杯咖啡付款,并且商店点头并同意卖给您,就可以了。此过程不需要任何第三方代理充当中介。在购买咖啡的过程中,唯一需要查看的个人信息是“您的人需要在商店中出现”。因此,如果我们要在日常购买情况下使用数字货币,则需要比较使用现金制作数字货币的时间:

很难伪造它可以在没有第三方代理机构认证的情况下在买卖双方之间自由转移(权力下放)

本文将解释当前的数字货币如何完成这两件事。

数字签名的发明

早在E-gold发明之前,人们就已经开发出了难以伪造的数字认证方法,例如数字签名,并且这种认证方法已得到广泛认可。

数字签名是一种使用数学算法对消息进行身份验证的方法。它广泛用于任何形式的内容的数字消息。数字签名通常经过加密层,这将经历三个步骤:

生成一个私钥和一组对应的公钥。通过数字签名加密算法,将消息和一组私钥组合在一起以生成签名。然后,将数字签名验证算法与电子签名和加密的消息相结合,以生成一组公共密钥。这组公共密钥将确定是批准还是拒绝用户的访问权限。

以上三点乍一看有点难以理解。让我们以我们常用的密封件(印章)为例:

去中心化的数字货币

传统的中国印章通常由天然材料制成,例如石头,木头,象牙等。因此,每个印章的表面材料都是独特的,难以复制。与手写签名相比,官方单位或政府机构更喜欢使用这种印章作为身份验证方法来防止伪造。它的好处还包括:当需要签署多页文档时,还可以在其上盖上接缝封印,从而防止某些页面更改或立即检测到页面遗漏。许多亚洲国家仍然保持使用海豹的习惯。

那么,如何对数字文件进行认证?请参考下图。

去中心化的数字货币

从图片中,我们可以看到您拥有的私钥也是印章,它代表帐户的所有权。您可以使用它来生成一组数字签名(Digital Signature),例如文档上的印章痕迹,并生成一组可以由任何单位基于其名称查看的公共密钥(Public Key),因为每个人都可以阅读印章上的文字,也就是说,任何识别“打印”单元的人都可以快速识别印章的真实性,然后同意或拒绝接受阅读邮件的请求。

出于相同的原因,我们可以将“数字货币”视为经过签名和加密的消息,因此很难伪造,也就是说,它符合前面提到的(1)很难伪造此条件但是,通过这种方式,可以将同一货币发送给两个以上的人,这就是所谓的“两次付款(一种货币代表多次付款)”,即同一美元可以花两次上面,这个问题比前面提到的问题还要严重,并且由于可能无限传输数字货币,因此限制了许多早期数字货币的发展。

如何避免数字货币的无限制发行?

比特币的创始人中本聪(Satoshi Nakamoto)如何解决这个问题?

让我们首先使用一个简单的示例:三个人-爱丽丝,鲍勃和卡罗尔。他们都希望使用数字货币进行交易,三个人钱包中只有一种数字货币,三个参与者还同意以下交易规则:

任何新交易都必须进行电子签名,并与所有人共享交易金额。交易完成后,每个人都必须以自己的形式更新剩余金额。如果一种货币同时交易两次以上,则以表格上记录的第一笔交易为基础。如果已经在表单中记录了同一笔交易,则第二个重复的交易将被直接忽略。被记录。每个人每天都需要检查对方的表格。如果大多数交易金额都匹配,则在检查后将确认相应余额为“正确”。

按照上述规则,这三个人的交易如下图所示:

表格1(初始帐户余额)

Account  Balance --------- --------- Alice 1 Bob 1 Carol 1           

首先,鲍勃将货币发送给爱丽丝,卡尔将货币发送给鲍勃。每个人都在表格上注册了他们的帐户余额,在一天结束之前,主要交易者确认余额没有错误,并制作了一个新的资产负债表,如下所示:

表格2(帐户余额)

Account  Balance --------- --------- Alice 2 Bob 1 Carol 0    

一切运行顺利,您可以想象接下来将如何进行相同的过程。每个人每天都会根据交易量更新自己的表格,并在一天结束之前一起生成一个新的帐户余额表。从那以后,爱丽丝,鲍勃和卡尔通过简单的多数决定达成共识。这种方法已经实现了基本的去中心化和对等事务。

但是,可能会出现一个私人方面的问题:有一天,鲍勃和卡尔为了赚钱而私下勾结,并共同伪造彼此的交易并伪造了帐户余额。在这种多数制下,爱丽丝的帐户将被迫接受这些交易,这种简单的分散式系统失去了准确性,因为在该系统的操作下,“帐户余额是正确的”是由大多数人决定的

为了防止大多数人私下接受和接受这种可能性,我们采用了一种有效的方法-即“随机”选择参与者的表格,并将该表格设置为“正确”作为判断的标准,不知道什么时候会挑选它们的形式并且很难伪造。但是,当单位是“人”时,仍然可以实现此方法,但是如果参与者是“计算机”,我们仍然会遇到问题-许多计算机的人更有可能被选为一种“正确”的形式。为了防止这种情况的发生,我们发明了“工作量证明(POW)”机制。

区块链平稳运行的关键:工作证明

工作量证明(POW)是一个计算问题,使任何计算节点(计算机)都花费大量时间和计算资源。这是极其复杂且难以计算的,但是一旦计算出该值,其他人就可以轻松地使用这组值进行答案验证。这样的工作量证明(POW)就像解决* Sudoku。尽管解决该问题需要花费大量时间和精力,但是知道该问题的任何人都可以立即验证正确答案。

去中心化的数字货币

*数独:如上所示,这是一个逻辑和数学填充游戏。玩家必须在每个网格中填入数字,并且每一行,每一列和每个房屋(即3×3的大网格)都具有从1到9的所有数字。游戏设计师将提供部分数字,以便谜题只有一个答案。

我们将工作量证明(POW)应用于每日账户余额表的确认,这使所连接的计算机的计算成本更高,并使它们能够连续计算问题。对于每天需要确认的这些资产负债表,将放置新的计算问题和旧的计算问题。 (您很快就会明白,为什么甚至需要将旧的计算问题都放在表格上。)

借助工作量证明(POW)机制,我们能够重新建立新的交易规则:

任何新交易都必须进行电子签名,并与所有人共享交易金额。交易完成后,每个人都必须以自己的形式更新剩余金额。如果一种货币同时交易两次以上,则以表格中记录的第一笔交易为基础。如果相同的交易记录已经记录在表格中,则第二个重复的交易记录将被直接忽略而不记录。每个人每天都需要帮助自己的表格解决工作量证明的问题。解决“工作量证明”问题后,您必须以自己的形式更新记录并与所有人共享以进行验证。人们在该链上创建下一张表,并接受上一张表中的计算,以表示他们确认这些表是“正确的”。

去中心化的数字货币

实际上,当我们将所有表“链接”在一起时,必须再次解决所有小的更改-不仅必须破解单个表,而且所有表都必须适用相同的答案集。为什么必须这样做?因为当任何一个表单使用“工作量证明”解决问题时,您都必须将“工作量证明”应用于其他表单,也就是说,当我们在表单的链接之后添加新表单时,所有表单都必须再次完成“工作量证明”。

从上表的示例中,读者应该猜到这些“表”代表了区块链上的块,并且当所有表彼此“链接”时,我们将其称为“区块链”(尽管区块链说起来很简单,我仍然喜欢私下称其为“工作量证明链”,因为它与工作量证明()所计算出的难题相联系。

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