前言 树形数据结构在区块链开发中有着十分重要的作用，常见的包括Merkle tree、Trie、Patricia Tree、Merkle Patricia Trie等等。其中最为熟知的当属Merkle tree与Merkle Patricia Trie—MPT，其中Merkle tree用于快速计算状态根，MPT则综合了Patricia Tree和MPT的优势，不仅可以快速计算得到状态根，而且可以做到快速的状态数据增改查，但实现起来较为困难，例如以太坊中关于MPT的实现就十分复杂难懂。而JMT（JellyfishM…
前言 在区块链模块化设计模式下，链的开发被分为以下四大主要模块：执行层、结算层、共识层、数据可用性层（DA层）。这种划分带来的明显好处是降低链开发代码的耦合性，各个模块可以专注于自己模块所负责功能的实现，通过提供接口与外部进行交互，模块替换与升级也可以做到更加丝滑。除此之外，各个模块独立的性能提升，对整体区块链的性能提升可能是倍数级别的。 对于执行层来说，传统的串行执行设计极大的限制了整体链的性能，所以基本后发的区块链都集成了并行 VM 执行引擎，其中最具代表性的方式就是：悲观执行与乐观执行。悲观执行引擎认为并发操…
前言 前面文章提到的PBFT、Tendermint、Hotstuff共识算法都是BFT类的共识算法，应用到区块链当中时，共识形成的整条“链”是单一的“一条链”。而Tusk以及Bullshark是基于DAG-BFT类的共识算法（同样在3f+1个验证节点中，最多容忍f个拜占庭节点。），其形成的“链”是一个DAG（有向无环图）。 DAG-BFT类的共识的优点在于，通过将交易的传播与排序相分离，所有的验证者节点能够并行的出块，极大的提升链的TPS，以下是Bullshark论文中关于Hotstuff、Bullshark、Tu…
什么是Hotstuff共识算法 HotStuff也是一种基于拜占庭容错（BFT） 的区块链共识算法，由VMware Research团队于2019年提出，后成为Libra 区块链的核心共识协议。其核心创新在于通过线性视图切换（Linear View Change） 和门限签名（Threshold Signatures） 实现高效流水线化处理，大幅降低传统BFT算法的通信复杂度。 这里主要有两个关键的优化点： 引入了门限签名减少通信复杂度。门限签名：允许一组参与者合作生成一个有效的数字签名，但只要达到预定的门限数量（…
什么是Tendermint共识算法 Tendermint 是一种基于拜占庭容错 (Byzantine Fault Tolerant, BFT) 的区块链共识算法，旨在实现高性能、高安全性的分布式状态机复制。它由 Tendermint 团队设计，因 Cosmos 模块化区块链项目的使用而被人熟知。 Tendermint可以理解为PBFT算法的一个变种与优化，优化的主要目的是降低PBFT算法的复杂度，包括逻辑实现的复杂度以及算法复杂度。 Tendermint共识算法流程 下图是来自tendermint官方的一张状态流转…
什么是PBFT共识算法 PBFT 是 Practical Byzantine Fault Tolerance 的缩写，翻译为拜占庭容错算法。该算法是 Miguel Castro (卡斯特罗) 和 Barbara Liskov（利斯科夫）在 1999 年提出来的，论文见：http://pmg.csail.mit.edu/papers/osdi99.pdf ，该算法解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题，将算法复杂度由指数级降低到多项式级，使得拜占庭容错算法在实际系统应用中变得可行。 在区块链当中，囿于其O(n^2)的…
上一篇关于RGB协议的文章提到过，本地客户端如何保证对方发送的交易是有效的就是通过SPV验证（简单支付验证）来进行的。比特币链中节点有“全节点”和“轻节点”的区分，全节点是指保留了所有交易记录的节点，也就是全部账本数据的节点。而轻节点通常是一个更广泛的术语，涵盖了像 SPV 节点这样的轻量级节点，但在不同的区块链中实现方式可能不同。。 SPV 节点使用简单支付验证来参与区块链网络。它们不需要下载整个区块链，只是下载区块头信息（Header），这大大降低了存储和计算资源的需求。适合资源有限的设备，如移动设备。通过仅存…
前言 从BTC诞生一来，区块链的发展日新月异。从BTC的web 1.0，到ETH的web 2.0，到现在百花齐放的web 3.0，促进其发展的技术也在不断更新迭代。传统的互联网行业已经从蓝海变成了红海，各家互联网巨头现在都在存量市场中博弈厮杀，普通人想在其中借着发展的东风享受到相应的增长红利已经很难。而区块链的发展目前还是一片蓝海，从行业的发展，从业者的薪酬都有着十足的竞争优势。但区块链的开发又不同于普通的技术开发，需要了解很多与分布式、共识算法、密码学等方面的知识，为了让对区块链感兴趣的开发者少走弯路，同时也给自…
什么是共识算法 共识是指多个参与者就某个特定的事务或状态达成一致的过程，而在区块链当中简单理解就是在众多节点当中选出一个节点来记账。而共识算法要解决的问题就是：如何选出这个节点？一般的共识算法是依靠节点提供“某种能力”的证明来确定，例如POW算法，是节点通过证明自己的“算力能力”并计算出一个指定要求的哈希值来获得记账的权利，下面就来介绍常见的几种共识算法。 常见的10种共识算法 POW 原理 POW（Proof Of Work）工作量证明共识算法因为BTC的采用，成为大家最为熟知的共识算法。其实现原理也比较简单，节…