引导

"摘要：区块链是比特币的底层技术， 是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链技术六大核心算法有哪些？目前，介绍区块链应用非常多，而从理论、技术层面介绍区块链的文章却比较少。下面就从理论、技术层面介绍区块链的六大核心算法。希望大家能耐心看，更深入地理解区块链技术，从而有助于推动区块链技术的发展和应用。

1、拜占庭协议

拜占庭的故事大概是这么说的：拜占庭帝国拥有巨大的财富，周围10个邻邦垂诞已久，但拜占庭高墙耸立，固若金汤，没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个邻邦入侵的都会失败，同时也有可能自身被其他9个邻邦入侵。拜占庭帝国防御能力如此之强，至少要有十个邻邦中的一半以上同时进攻，才有可能攻破。然而，如果其中的一个或者几个邻邦本身答应好一起进攻，但实际过程出现背叛，那么入侵者可能都会被歼灭。于是每一方都小心行事，不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军问题。

在这个分布式网络里：在这个分布式网络里：每个将军都有一份实时与其他将军同步的消息账本。账本里有每个将军的签名都是可以验证身份的。如果有哪些消息不一致，可以知道消息不一致的是哪些将军。尽管有消息不一致的，只要超过半数同意进攻，少数服从多数，共识达成。

由此，在一个分布式的体系中，虽然有坏人，坏人能够做任意事情（不受protocol限制），比如不响应、发送过错信息、对不同节点发送不同决议、不同的错误节点联合起来干坏事等等。但是，只需大多数人是好人，就彻底有可能去中心化地实现共识。

2、非对称加密技能

在上述拜占庭协议中，假如10个将军中的几个一同建议音讯，势必会形成体系的紊乱，形成各说各的攻击时刻计划，举动难以共同。谁都能够建议进攻的信息，但由谁来宣布呢？其实这只需参加一个成本就能够了，即：一段时刻内只要一个节点能够传达信息。当某个节点宣布一致进攻的音讯后，各个节点收到建议者的音讯有必要签名盖章，承认各自的身份。

在现在看来，非对称加密技能彻底能够解决这个签名问题。非对称加密算法的加密和解密运用不同的两个密钥.这两个密钥就是咱们常常听到的”公钥”和”私钥”。公钥和私钥一般成对呈现, 假如音讯运用公钥加密,那么需求该公钥对应的私钥才干解密; 同样，假如消息运用私钥加密,那么需求该私钥对应的公钥才干解密。

3、容错问题

我们假设在此网络中，消息可能会丢失、损坏、延迟、重复发送，并且接受的顺序与发送的顺序不一致。此外，节点的行为可以是任意的：可以随时加入、退出网络，可以丢弃消息、伪造消息、停止工作等，还可能发生各种人为或非人为的故障。我们的算法对由共识节点组成的共识系统，提供容错能力。这种容错能力同时包含安全性和可用性，并适用于任何网络环境。

4、Paxos 算法（一致性算法）

Paxos算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是，在一个分布式数据库系统中，如果各节点的初始状态一致，每个节点都执行相同的操作序列，那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列，需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。一个通用的一致性算法可以应用在许多场景中，是分布式计算中的重要问题。 节点通信存在两种模型：共享内存和消息传递。Paxos算法就是一种基于消息传递模型的一致性算法。

5、共识机制

区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。拿比特币来说，其实从技术角度来看可以把PoW看做重复使用的Hashcash，生成工作量证明在概率上来说是一个随机的过程。开采新的机密货币，生成区块时，必须得到所有参与者的同意，那矿工必须得到区块中所有数据的PoW工作证明。与此同时矿工还要时时观察调整这项工作的难度，因为对网络要求是平均每10分钟生成一个区块。

6、分布式存储

分布式存储是一种数据存储技术，通过网络使用每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在网络中的各个角落。所以，分布式存储技术并不是每台电脑都存放完整的数据，而是把数据切割后存放在不同的电脑里。就像存放100个鸡蛋，不是放在同一个篮子里，而是分开放在不同的地方，加起来的总和是100个。