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一文让你看懂区块链技术进化之路

2018-09-12

区块链的前世今生,你了解吗?

编者按:本文作者:王秋林(早期区块链技术开发者,开发多款区块链游戏,曾在知名东京软件公司研发工作);崇慕(区块链开发者技术生态研究者,游戏蛮牛创始人,dll.io创始人),星球日报经授权发布。

一文让你看懂区块链技术进化之路

区块链(Blockchain)是运行在互联网上的没有中央控制点的分布式对等网络,使用分布式集体运作的方法,实现一套不可篡改的、可信任的数据库技术方案,其特点为去中心化存储、信息高度透明、不易篡改等。再通俗一点说,区块链就是利用计算机程序在全网的终端节点记录所有交易信息的“公开大账本”。

区块链在实现过程中,使用到了以下核心技术:点对点通讯技术、非对称加密算法、链式数据结构、分布式账本和共识机制,在后来又加入了智能合约等要素。这些技术是随着计算机技术的不断成长,由很多的计算机科学家不断的研究而实现的。下面就分阶段来讲一下。

技术积累期

在此期间,区块链所涉及的核心技术被逐渐的提出和完善,这些技术为区块链的诞生打下了坚实基础,也孕育出了早期的加密学数字货币的萌芽。

1976年,BaileyW.Diffie和MartinE.Hellman发表了论文《密码学的新方向》。论文覆盖了未来几十年密码学所有的新的进展领域,包括非对称加密、椭圆曲线算法、哈希等一些手段,奠定了迄今为止整个密码学的发展方向,也对区块链的技术和比特币的诞生起到决定性作用。

同年,哈耶克出版了他人生中最后一本经济学方面的专著:《货币的非国家化》,这部专著所提出的非主权货币、竞争发行货币等理念,可以是去中心化货币的精神指南。

1977年,著名的RSA算法诞生,三位发明人也因此在2002年获得了图灵奖。该算法就是利用了对一个大整数进行因数分解困难,验证因子组成某个大整数容易的原理而编写的。如要破解RSA,只需要能够快速分解大整数即可,显然这是破解RSA最简单最快速的办法。但要分解大整数是极不容易的(数学上叫做NP-Hard问题),这也就是RSA能保证其不能被破解的原因。目前网银系统主要使用的RSA加密方案。

1980年,MerkleRalf正式提出了Merkle-Tree这种数据结构和相应的算法的数据结构,该结构就是存储hash值的一棵树,Merkle树的叶子是数据块(例如,文件或者文件的集合)的hash值。非叶节点是其对应子节点串联字符串的hash。在以后才诞生的P2P网络中,Merkle Tree用来确保从其他节点接受的数据块没有损坏且没有被替换,甚至检查其他节点不会欺骗或者发布虚假的块。而比特币、以太坊等区块链系统也使用了这个结构来校验数据。

1982年,Lamport提出拜占廷将军问题,标志着分布式计算的可靠性理论和实践进入到了实质性阶段。

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这个问题可以简单描述为:将军们只通过信使沟通,必须商定一个共同的作战计划。然而,他们中的一个或多个可能是叛徒,他们试图迷惑其他人。问题是找到一种算法以确保忠诚将领达成协议。

对应到具体的计算机问题中,一个可靠的分布式计算机系统必须能够处理一个或多个节点的故障。失败的节点可能会表现出一种常常被忽略的行为类型——也就是说,将冲突的信息发送到系统的其他节点。解决这类失败的问题抽象地表现为拜占庭将军问题

同年,大卫·乔姆提出了密码学支付系统ECash,可以看出,随着密码学的进展,眼光敏锐的人已经开始尝试将其运用到货币、支付相关的领域了,应该说ECash是密码学货币最早的先驱之一。

1985年,Koblitz和Miller各自独立提出了著名的椭圆曲线加密(ECC)算法,在这种加密算法中,需要产生一对密钥。其中一个密钥称为私钥,需要保密;另一个密钥称为公钥,是可以公开让别人知道的。私钥和公钥在数学上的关系是不可逆的,也就是通过某个数学函数,我们可以从私钥计算出公钥,但是不能从公钥反向推导出私钥(或者说从计算上是不可行的)。

这种非对称加密算法有一个很有用的特性: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。与传统的RSA算法相比,严格选定参数的ECC有更强的安全性,不易被攻击。而比特币和以太坊,它们都使用了ECC算法来保证货币的安全性。

1990年David Chaum基于先前理论打造出不可追踪的密码学网路支付系统,就是后来的eCash,不过eCash并非去中心化系统。而Leslie Lamport提出具高容错的一致性演算法Paxos。

1991年Stuart Haber与W. Scott Stornetta提出用时间戳确保数位文件安全的协议,此概念之后被比特币区块链系统所采用。

1992年Scott Vanstone等人提出椭圆曲线数位签章演算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)。CDSA是ECC与DSA的结合,整个签名过程与DSA类似,所不一样的是签名中采取的算法为ECC,最后签名出来的值也是分为r,s。(DSA算法是美国的国家标准数字签名算法,它只能用户数字签名,而不能用户数据加密和密钥交换。)

1997年,HashCash方法,也就是第一代POW(Proof Of Work)算法出现了。当时发明出来主要用于做反垃圾邮件。在随后发表的各种论文中,具体的算法设计和实现,已经完全覆盖了后来比特币所使用的POW机制。

hashcash就是希望基于类似RSA这样对一个大整数进行因数分解的数学难题,希望你做大量的工作,也就是付出CPU的计算代价(这个概念很重要,比特币中这个也是关键),得到正确的结果,才能获取某些资源(比方说往你的邮箱发送垃圾邮件)。

hashcash使用的不是RSA,而是一种叫hash的散列过程。用到的算法叫SHA(Secure Hash Algorithm)。SHA有个特点是,只有输入数据完全相同才能得到相同的散列值,否则即使输入数据只相差一个标点符号,都会导致戳记千差万别。

HashCash如何在邮件发送中起作用:比如A要给B发送邮件,B要求A的邮件头部加上一个字符串(这个字符串被叫做戳记,hashcash stamp),并且要求用这个戳记生成的散列值必须满足前面20个比特位都是0。所以要得到满足规则的散列值,A只能不断的尝试各种随机数作为戳记的后缀(戳记的其余部分用于记录邮件的相关信息,是有意义的不能随意更改),这就是所谓的付出CPU的代价,这个时间是大约百万次的计算代价,对一个CPU大概是几秒左右的执行时间。

比特币使用HashCash方法是为了防止双重支付(double-spending),这个是比特币得以运行的根本,可以防止伪造交易。

1998年,密码学货币的完整思想终于破茧而出,密码学家戴伟(Wei Dai)和尼克·萨博同时提出密码学货币的概念。其中戴伟的B-Money被称为比特币的精神先驱,而尼克·萨博的Bitgold(比特黄金)提纲和中本聪的比特币论文里列出的特性非常接近,以至于有人曾经怀疑萨博就是中本聪。有趣的是,这距离后来比特币的诞生又是整整10年时间。

去中心化具体实现方案出现

如果说1999年之前的各种研究奠定了区块链的理论基础,那么接下来十年的p2p技术的发展则为去中心化的区块链提供了具体的实现方案,从而补上了比特币拼图的最后一块。

1999年,P2P网络资源共享先驱Napster由Shawn Fanning在美国东北大学读书时创立了,通过共享MP3的服务席卷了全美。它有一个服务器用于存储mp3文件的链接位置并提供检索,而真正的mp3文 件则存放在千千万万的个人电脑上,搜索到的文件通过P2P方式直接在个人电脑间传播共享。这种方式的缺点就是需要一台服务器,在mp3文件版权之争火热的年代,Napster很快就成为众矢之的,被众多唱片公司诉讼侵犯版权而被迫关闭。而服务器关闭后Napster也就不复存在了。

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2000 年3月14 日,美国地下黑客站点Slashdot邮寄列表中发表一个消息,说AOL的Nullsoft 部门已经发放一个开放源码的Napster的克隆软件Gnutella。Gnutella吸取了Napster的失败教训,将P2P的理念更推进一步:它不存在中枢目录服务器,而采用了分布式对等网络模型,每一个联网计算机在功能上都是对等的,既是客户机同时又是服务器,所有资料都放在个人电脑上。用户只要安装了该软件,就将自己的电脑立即变成一台能够提供完整目录和文件服务的服务器,并会自动搜寻其它同类服务器,从而联成一台由无数PC组成的超级服务器网络。传统网络的Server和Client在它的面前被重新定义,所以Gnutella被称为第一个真正的对等网络架构。

2000年9月6日,Jed McCaleb和SamYagan于美国的旧金山发明了EDonkey2000网络。它由客户端和服务器端两个部分组成,可以工作在windows和linux等多种操作平台。eDeonkey将网络节点分成服务器层和客户层,并且将文件分块以提高下载速度。它允许每个人都可以运行服务器端,文件索引服务器并不集中在一起的,而是各人私有的,遍布全世界,然后这些服务器被连接起来。由于自私的人们在利用P2P软件的时候大多只愿“获取”,而不愿“共享”,因此eDonkey引入了强制共享机制,即在客户端之间引入了社会化的模式即信用制度来鼓励人们之间相互交换共享文件。

eDonkey网络下最普及的p2p客户端程序是 eDonkey2000和emule。Emule是eDonkey的后继,但是更出色,采用了DHT来构建底层网络拓扑,是非常流行的P2P文件共享软件。

2001年4月,Buffalo大学学生BramCohen设计并发布了BitTorrent协议,并在7月发布了第一个可用版本。BitTorrent协议是架构于TCP/IP协议之上的一个P2P文件传输协议,处于TCP/IP结构的应用层。BitTorrent协议本身也包含了很多具体的内容协议和扩展协议,并在不断扩充中。

根据BitTorrent协议,文件发布者会根据要发布的文件生成提供一个.torrent文件,即种子文件,也简称为“种子”。.torrent文件本质上是文本文件,包含Tracker信息和文件信息两部分。Tracker信息主要是BT下载中需要用到的Tracker服务器的地址和针对Tracker服务器的设置,文件信息是根据对目标文件的计算生成的,计算结果根据BitTorrent协议内的B编码规则进行编码。它的主要原理是需要把提供下载的文件虚拟分成大小相等的块,块大小必须为2k的整数次方(由于是虚拟分块,硬盘上并不产生各个块文件),并把每个块的索引信息和Hash验证码写入种子文件(.torrent)中。所以,种子文件(.torrent)就是被下载文件的“索引”。下载时,BT客户端首先解析.torrent文件得到Tracker地址,然后连接Tracker服务器。Tracker服务器回应下载者的请求,提供下载者其他下载者(包括发布者)的IP。下载者再连接其他下载者,根据.torrent文件,两者分别对方告知自己已经有的块,然后交换对方没有的数据。此时不需要其他服务器参与,分散了单个线路上的数据流量,因此减轻了服务器负担。

下载者每得到一个块,需要算出下载块的Hash验证码与.torrent文件中的对比,如果一样则说明块正确,不一样则需要重新下载这个块。这种规定是为了解决下载内容准确性的问题。

2001年同年,NSA分别发布了SHA-256、SHA-384、SHA-512,这些算法统称SHA-2。2008年又新增了SHA-224。由于SHA-1已经不太安全,目前SHA-2各版本已成为主流。其中包括比特币最终所采用的哈希算法SHA-256。

SHA-256作为一个哈希函数,对于任意长度的消息,SHA256都会产生一个256bit长的哈希值,称作消息摘要。这个摘要相当于是个长度为32个字节的数组,通常用一个长度为64的十六进制字符串来表示。

2002年,Napster在2001年即因法院判决违法而关闭服务后,2002年正式破产。

2003年,Handschuh和Gilbert利用Chabaud-joux攻击,理论上得到SHA-256的一个部分碰撞,并证明了SHA-256可抵御Chabaud-joux攻击。目前已有的对Hash函数攻击的方法包括生日攻击、彩虹表攻击、差分攻击等。用于消息唯一性和数据完整性验证的Hash函数,其安全性依赖于函数本身的属性和对抗碰撞的抵抗。Hash函数的算法结构特点和Hash值的长度是决定函数碰撞性的而主要因素,Hash值越长,越能抵御生日攻击。SHA-256有256比特Hash值,MD5和SHA-1分别有128和160比特的Hash值。因此,SHA-256比MD5和SHA-1能抵抗生日攻击。通过对Chabaud-Joux攻击SHA-256的分析,找到了SHA-256的一个部分碰撞,其复杂度为2^66,但无法找到SHA-256的一个整体碰撞,因此SHA-256算法也能抵御现有的差分攻击。由此可见,在抵御生日攻击和抵御已知差分攻击方面,SHA-256算法比现在广泛使用的MD5和SHA-1等更具安全性。

2005年,eDonkey2000网络公司网站关闭,但是eDonkey网络仍然正常运行。

2005年同年,王晓云等人正式宣布MD5、SHA-1碰撞算法。到2005年2月,据王小云教授的研究报告,他们已经研究出了搜索SHA-1碰撞的一系列新技术。他们的分析表明,SHA-1的碰撞能在小于2^69次Hash操作中找到。对完整的80轮SHA-1的攻击,这是第一次在小于2^80次Hash操作这个理论界限的情况下找到碰撞。根据他们的估计,对于缩减到70轮的SHA-1能够用现在的超级计算机找出“实碰撞”。他们的研究方法,能自然地运用到SHA-0和缩减轮数的SHA-1的破译分析上。 2005年3月6日,Arjen Lenstra,王小云,Benne de Weger 宣布,他们构造出一对基于MD5 Hash函数的X.509证书,产生了相同的签名。

2005年同年Hal Finney提出可重复使用的工作量证明机制(Reusable Proofs of Work,RPOW),结合B-money与Adam Back提出的Hashcash演算法来创造密码学货币。这个系统将hashcash视作POW的token,并在交换时产生经过RSA签名的token,而被叫做Reusable Proofs of Work(RPOW)tokens,RPOW可以从一个人转给另一个人,并在每个转移步骤中产生新的RPOW token,因此每个RPOW token仅能被使用一次。

2007年,BitTorrent正式超越eDonkey2000网络,成为互联网的文件共享系统。

区块链1.0时代开始了

2008年8月18日域名"bitcoin.org"被注册。

2008年11月,中本聪发表论文《btc:一种点对点的电子现金系统》提出了BlockChain这种数据结构。能在不具信任的基础之上,建立一套去中心化的电子交易体系。

它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方,中间不需要通过任何的金融机构。该解决方案使现金系统在点对点的环境下运行,并防止双重支付问题。该网络通过随机散列(hashing)对全部交易加上时间戳(timestamps),将它们合并入一个不断延伸的基于随机散列的工作量证明(proof-of-work)的链条作为交易记录,除非重新完成全部的工作量证明,形成的交易记录将不可更改。最长的链条不仅将作为被观察到的事件序列(sequence)的证明,而且被看做是来自CPU计算能力最大的池(pool)。只要大多数的CPU计算能力都没有打算合作起来对全网进行攻击,那么诚实的节点将会生成最长的、超过攻击者的链条。这个系统本身需要的基础设施非常少。信息尽最大努力在全网传播即可,节点(nodes)可以随时离开和重新加入网络,并将最长的工作量证明链条作为在该节点离线期间发生的交易的证明。

2009年1月3日,btc网络正式上线,版本开源客户端发表。比特币的创始人中本聪制作了比特币世界的第一个区块“创世区块”。中本聪在创世区块里留下一句永不可修改的话:“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks(2009年1月3日,财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘)当时正是英国的财政大臣达林被迫考虑第二次出手纾解银行危机的时刻,这句话是泰晤士报当天的头版文章标题。第一个收到比特币转账的人是发明了RPOW的Hal Finney,他在比特币客户端上线当天就下载了,并从中本聪那里收到了10个比特币。

一文让你看懂区块链技术进化之路2010年9月,第一个矿场Slush发明了多个节点合作挖矿的方式,成为比特币挖矿这个行业的开端。要知道,在此之前的2010年5月,1万比特币才值25美元,如果按照这个价格来计算,全部的比特币(2100万)也就值5万美元,集中投入挖矿显然是没有任何意义的。因此,建立矿池的决定就意味着有人认定比特币未来将成为某种可以与真实世界货币相兑换的,具有无限增长空间的虚拟货币,这无疑是一种远见。

2011年4月27日,官方有历史记载的0.3.21版本上线,支持非常多的新特性,包括UPNP以聪为单位等,btc系统逐渐成熟。

2011年10月,莱特币(Litecoin)诞生。莱特币受到了比特币(BTC)的启发,并且在技术上具有相同的实现原理,莱特币的创造和转让基于一种开源的加密协议,不受到任何中央机构的管理。莱特币旨在改进比特币,与其相比,莱特币具有三种显著差异。第一,莱特币网络每2.5分钟(而不是10分钟)就可以处理一个块,因此可以提供更快的交易确认。第二,莱特币网络预期产出8400万个莱特币,是比特币网络发行货币量的四倍之多。第三,莱特币在其工作量证明算法中使用了由Colin Percival首次提出的scrypt加密算法代替了比特币采用的SHA-256,这使得相比于比特币,在普通计算机上进行莱特币挖掘更为容易。每一个莱特币被分成100,000,000个更小的单位,通过八位小数来界定。

2012年8月,Sunny King发布了Peercoin(也被称为PPCoin,PPC,点点币)。PPC的最大创新是其采矿方式混合了PoW工作量证明及PoS权益证明方式。PPC也是第一个采用PoS共识的加密数字货币。PoS采矿方式仅需普通电脑和客户端就能处理交易和维护网络安全,达到节能和安全的目的。

  • PPC采用SHA256算法,在BTC的基础上进行了改良和优化。PPC最大的贡献在于为了防止通货紧缩,它原创了POS利息体系,有着固定1%的通胀率,而且其“挖矿”过程更为节能高效。 PPC没有供应上限,截至到2014年9月总量在2100万左右,预计到2020年总量在2500万左右。

  • PoS,即Proof of Stake,译为权益证明。无论PoW或PoS,均可以理解为“谁有资格写区块链”的问题。PoW通过算力证明自己有资格写区块链,而PoS则是通过拥有的币龄来证明自己有资格写区块链。

  • PPC前期采用PoW挖矿开采和分配货币,以保证公平。后期采用PoS机制,保障网络安全,即拥有51%货币难度更大,从而防止51%攻击。PoS核心概念为币龄,即持有货币的时间。例如有10个币、持有90天,即拥有900币天的币龄。另外使用币,即意味着币龄的销毁。在PoS中有一种特殊的交易称为利息币,即持有人可以消耗币龄获得利息,同时获得为网络产生区块、以及PoS造币的优先权。

2012年9月, Rippllepay公的创立者Ryan Fugger和Jed McCaleb 以及Chris Larsen合伙成立了openCoin公司,并研发了Ripple协议,Ripple是一个开源、分布式的支付协议。它让商家和客户乃至开发者之间的支付几乎免费、即时而不会拒付,它支持任何货币 - 包括美元,日元,欧元,甚至是比特币。

2013 年 1 月OpenCoin公司推出了 XRP又称为Ripple币或瑞波币。它是基于Ripple协议的虚拟货币,主要功能有二:1. 防止恶意攻击 2.桥梁货币。与比特币一样,瑞波币系统建立在加密签名公开区块链上,因此不需要最初的信任网关或网关设计。瑞波币可以直接由用户发送给用户,没有网关或交易对手风险,这是瑞波网络上所有货币(包括美元)的使用方法。

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由于Ripple协议的开源性,恶意攻击者可以制造大量的“垃圾账目”,导致网络瘫痪,为了避免这种情况,Ripple Labs要求每个Ripple账户都至少有20个XRP,每进行一次交易,就会销毁十万分之四个XRP。这一费用对于正常交易者来说成本几乎可以忽略不计,但对于恶意攻击(制造海量的虚假账户和交易信息)者,所销毁的XRP会呈几何数级增长,成本将是巨大的,他们以此设计来遏制这种恶意攻击。

2013年3月,比特币发布了0.8的版本,这是比特币历史上最重要的版本,它整个完善了比特币节点本身的内部管理、网络通讯的优化,引入了Leveldb、新的索引机制和查询方式,以及Bloomfilter方式缩减SPV节点传输量等特性。也就是在这个时间点以后,比特币才真正支持全网的大规模交易,成为中本聪设想的电子现金,真正产生了全球影响力

事情总是没有那么一帆风顺,在最重要的0.8版本,比特币引入了一个大bug,所以这个版本发布以后比特币短时间就出现了硬分叉,导致整个比特币最后不得不回退到旧的0.7版本,这个也导致了比特币价格产生大幅下跌。

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2013年7月, Sunny King创立了Primecoin (代号XPM,也叫做质数币),质数币是一种建立在比特币基础上的数字货币,它运用一种独特的 “科学计算证明”机制取代比特币的“哈希工作量证明”机制,通过计算去发掘由大量质数组成的质数链,质数币作为矿工在挖矿过程中发现质数的奖励。从2013年7月发行以来的两个月内,质数币发现的质数比已知基于双向双链算法的最大质数大了16倍,打破了世界纪录,成为已知的最大质数。这种独特的挖矿计算方式非常强大。对于加密货币社区之外的领域来说,寻找质数(而不是基于SHA-256算法的货币)带来了几乎是大公无私的实用价值。

2013年8月,德国正式承认比特币,纳斯达克通过自身的区块链平台完成交易,中国人民银行虽然它否定了比特币的地位,但是它却是全球唯一的一个立刻宣布要做自己的密码学货币/数字货币的银行。

2013年末,以太坊创始人Vitalik Buterin发布了以太坊初版白皮书了启动了项目。以太坊(Ethereum,其代币简称ETH)致力于实施全球去中心化且无所有权的的数字技术计算机来执行点对点智能合约。以太坊可以看作是一台分布式的计算机:区块链是计算机的ROM,智能合约是程序,而以太坊的矿工们则负责计算,担任CPU的角色。智能合约在执行时会消耗gas,gas的量由执行代码的数据量所决定,gas的价格(xx  gas/eth)则是根据eth网络的负载由用户之间的博弈而不断的变动。因为支持智能合约,Eth的出现被视为区块链2.0时代的到来。

2014年2月,Daniel Larimer(BM)发布了Bitshares(也称为BTS,比特股)比特股的定义是“一个点对点多态数字资产交易所”,BTS就是交易所的一种代币,用来维护交易所的正常运行。比特股采用了一种类似于比特币区块链的架构。在比特币区块链架构中,每一笔交易数据的写入必须来自于之前的交易数据,并几乎同时产生新的输出来用作未来交易数据的写入。

BTS的特征包括:

  • 1、采用DPoS,弃用了PoW共识算法。投票选出的“代表”替代了PoW里的矿工;

  • 2、根据用户需求进行定制化资产服务,例如利用比特币区块链发行自己的数字货币,通过发行方作为背书;

  • 3、发行锚定资产,比如bitUSD,bitGold,使用三倍于资产价值的bts作为担保;

  • 4、比特股中的所有交易都基于链上交易,所有挂单都放在区块链上,杜绝了虚假交易。

BitShares社区首先提出了DPoS(Delegated Proof of Stake)机制,并引入了见证人的概念。DPoS是权益证明(PoS)的一种改进版本,共识过程不再需要所有参与节点进行验证,而是委托部分代表来进行,很大程度上提高了共识效率。

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2014年4月,与Vitalik 合作的Gavin Wood博士发表了可以被视作以太坊的技术圣经的以太坊黄皮书,将以太坊用于执行智能合约的虚拟机(EVM)等重要技术规格化并加以说明。按照黄皮书中的具体说明,以太坊客户端已经用7种编程语言实现(C++, Go, Python, Java, JavaScript, Haskell, Rust),使软件总体上更加优化。

2014年5月Juan Benet发起了星际文件系统(简称IPFS),PFS本质上是一种内容可寻址、版本化、点对点超媒体的分布式存储、传输协议,目标是补充甚至取代过去20年里使用的超文本媒体传输协议(HTTP),希望构建更快、更安全、更自由的互联网时代。IPFS至少有八层子协议栈,从上至下为身份、网络、路由、交换、对象、文件、命名、应用,每个协议栈各司其职,又互相搭配。

2014年6月起,以太坊进行了为期42天的以太币预售,净赚31,591比特币,当时价值 18,439,086 美元,交换出大约60,102,216以太币。销售所得首先用于偿还日益增加的法律债务,回报开发者们数月以来的努力,以及资助以太坊的持续开发。以太币预售成功之后,以太坊的开发在非营利组织ETH DEV的管理下走向正式化,它依据Ethereum Suisse的合约管理以太坊开发 ——Vitalik Buterin,Gavin Wood和Jeffrey Wilcke作为组织的3个主管。

2014年末,持续到2015年上半年,以太坊进行了安全审查。以太坊请了很多第三方软件安全公司对所有协议关键的组成部分(以太坊 VM,网络,工作量证明)开展端对端审查。审查发现了很多安全问题,问题提出并再次检测后,带来了一个更安全的平台。

2015年,经济学人发布了封面文章《重塑世界的区块链技术》后,区块链技术在全球掀起一股金融科技狂潮,世界各大金融机构、银行争相研究区块链技术,仅2016年就有数十亿美元投资到区块链相关企业当中。

2015年6月,比特股发布2.0版本,并首次引入石墨烯(graphene)技术。石墨烯工具组是由Cryptonomex Inc.公司所开发,并对比特股区块链提供对石墨烯工具组的授权。这个协议的条款会让比特股在无限制的情况下使用石墨烯工具组及其衍生品。石墨烯技术被设计成每秒处理100,000次交易,而没有任何优化压力。其中一些基本功能包括将所有内容保存在内存中,避免同步原语(锁定、原子操作)以及最小化不必要的计算。使用ID代替哈希。

2015年7月末,在经过近两个的严格测试以后,正式的以太坊网络被发布出来,这也标准着以太坊区块链正式运行。以太坊的发布分成了四个阶段,即Frontier(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)和Serenity(宁静),在前三个阶段以太坊共识算法采用工作量证明机制(POW),在第四阶段会切换到权益证明机制(POS)。

2015年7月30日以太坊Frontier 网络启动,开发者开始编写智能合约和去中心化应用以部署在以太坊实时网络上。此外,矿工们开始加入以太坊网络以帮助保障以太坊区块链的安全并从挖矿区块中赚取以太币。尽管Frontier的发布是以太坊项目的第一个里程碑,开发者们只试图将其作为测试版本,但结果它比任何人预期得都更有用且可靠, 开发者们立即开始建立解决方案,改进以太坊生态系统。

2016年3月14日(圆周率节),以太坊发了Homestead阶段。Homestead阶段与Frontier阶段相比,没有明显的技术性里程碑,只是表明以太坊网络已经平稳运行,不再是不安全和不可靠的网络了。在此阶段,以太坊提供了图形界面的钱包,易用性得到极大改善,以太坊不再是开发者的专属,普通用户也可以方便地体验和使用以太坊。

2016年10月,以Zooko Wilcox 为创始人和CEO的Zerocoin Electric Coin Company发布了Zcash(简称ZEC,叶称为零币)。Zcash 是首个使用零知识证明机制的区块链系统,它可提供完全的支付保密性,同时仍能够使用公有区块链来维护一个去中心化网络。与比特币相同的是,Zcash代币(ZEC)的总量也是2100万,不同之处在于,Zcash交易自动隐藏区块链上所有交易的发送者、接受者及数额。只用那些拥有查看秘钥的人才能看到交易的内容。用户拥有完全的控制权,他们可自行选择向其他人提供查看秘钥。ZCash 钱包资金分 2 种:透明资金、私有资金,透明资金类似比特币资金;私有资金加强了 隐私性,涉及到私有资金的交易是保密不可查的,透明资金与透明资金的交易是公开可查的。

2017年6月,BM(Daniel Larimer)领导开发的EOS项目开始众筹,众筹采用在ETH网络上部署的ERC-20 token的形式来进行。被人称为区块链3.0的EOS类似操作系统的区块链架构平台,旨在实现分布式应用的性能扩展。EOS提供帐户,身份验证,数据库,异步通信以及在数以百计的CPU或群集上的程序调度。该技术的最终形式是一个区块链体系架构,允许用户快速和轻松的部署去中心化的应用。该区块链每秒可以支持数百万个交易,同时普通用户无需支付使用费用。EOS采用石墨烯和DPoS技术大大提升了系统的吞吐量,按照规划,EOS有望达到每秒百万次的交易量。

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2017年7月21日,比特币分叉方案BIP91已经获得全网算力支持,一致同意先进行隔离见证升级,并在之后的6个月内把底层区块链的区块大小升级至2M。然而“搅局者”出现了——挖矿巨头比特币大陆旗下的矿池ViaBTC准备了一套硬分叉的体系,基于比特币的原链推出“比特币现金”(Bitcoin Cash,也称为BCC)。比特币现金修改了比特币的代码,支持大区块(将区块大小提升至8M),不包含SegWit功能,是BitcoinABC方案产生的区块链资产。

比特币现金的前世就是比特币,在分叉之前它存储的区块链中的数据以及运行的软件是和所有比特币节点兼容的,而到了分叉那一刻以后,它开始执行新的代码,打包大区块,形成新的链。

2017年8月1日20时20分,比特币现金开始挖矿,

2017年秋季:EOS建立了最小可行测试网络 ,包括P2P网络代码、Genesis进口测试等。

2017年11月,比特币现金Bitcoin Cash 将简称从BCC改为BCH

2018年1月发明了点点币(PeerCoin)和质数币(PrimeCoin)的区块链达人Sunny King 宣布了全新项目“Virtual Economy Era(简称 VEE)”(https://vee.tech)正在开发中,而他担任该项目的总设计师一职。Sunny King 表示“VEE 旨在为区块链应用带来下一代平台” ,其官网列出的定义是“ 第五代比特币”(The Fifth Generation of Bitcoin)。VEE希望直接跨越“3.0阶段”,结合密码学、虚拟机等领域最新科技成果,开发出能让用户实际感受到技术变化的新一代区块链底层。VEE将帮助各行业建立可扩展的去中心化数据库,提供超过传统数据库存储上限的超大容量,以及即时的云计算服务。VEE选择了四种编程语言,以分层、模块化的思路重新设计了系统,适配去中心化网络应用的开发。一方面,如果个别环节出错,可以单独解决,不影响全网;另一方面,性能将得到大幅提升。具体来讲,比特币区块链的TPS(每秒交易数)在个位数量级,以太坊在十位数,VisaNet的TPS平均是2000,最大为56000。而VEE对标VisaNet,在初始版本中将TPS提升至四位数。

此外,在区块链的架构设计上,VEE完善了不同链之间的通讯机制,支持跨链交易,底层将承载至少千条主链和侧链。其他技术团队可以通过VEE提供的API更灵活和便捷地开发应用,提升私有链性能。

2018年4月17日:EOS发布了EOS.IO技术白皮书v2中文版,将实现去中心化应用的横向和纵向扩展。

2018年6月,EOS结束众筹主网上线运行。

2018年9月Sunny King宣布将在VEE中引入全新共识机制 “超级节点PoS”("supernode proof-of-stake"简称为“SPoS”)。SPoS要运行在特殊的硬件上。King解释道SPoS有点类似DPoS,但会简化区块链的开发和维护。SPoS能在经过优化的硬件中流畅的运行,这种特殊的硬件类似PoW中的ASIC矿机,但和PoW的ASIC矿机不同的是,这种特殊硬件没有那么耗电。这个系统在设计上看起来更加中心化,但King也设计出了一套机制保障网络的安全,确保每一个超级节点(supernode)都有平等的权力,防止某个节点权力过大。

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