点对点区块链网络：P2P 加密货币交易所的崛起

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2022年2月3日

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加密货币在全球范围内是一个爆炸性的资产，全球估计有 3 亿用户。最受欢迎的加密货币比特币旨在通过点对点（P2P）交易模式在用户之间匿名直接交换价值，无需银行或经纪商等中间方。这一 P2P 模式为点对点区块链技术奠定了基础，为比特币和所有加密货币提供支持。

在本文中，我们将介绍点对点网络的机制、它们融入加密货币交易所的机制，以及正在彻底改变加密货币领域的点对点区块链技术。

什么是 P2P 网络？

术语 P2P 是指包含对等节点的互联计算机系统的去中心化网络。所有节点都是平等的，数据交换在没有中心服务器的情况下进行，也就是说，每个计算机或节点都可以充当文件服务器和客户端。例如，当作为客户端时，节点会从其他参与者下载数据；当它作为服务器时，它可能是下载源。

简单地说，同行或参与的计算机系统可以在同一网络上同时消耗和提供资源。这些资源可以是文件、存储、访问扫描仪或打印机，也可以是处理能力。没有中心化权限，也没有单点故障。所有互联节点均可存储、分发和上传文件。交易是点对点交易 — P2P — 是指交易直接在相关双方之间进行，即中间商。

P2P 如何运作？

网络中的每个节点都会与其他节点共享文件，而无需经过中央机构或管理员。如上所述，节点在客户端和服务器与网络上的其他节点之间扮演着双重角色。P2P 网络与传统客户端/服务器网络不同，后者要求中央服务器提供特定资源。

客户端服务器与点对点网络

1979 年，杜克大学研究生 Jim Ellis 和 Tom Truscott 创建了 Usenet，这是最早实施 P2P 网络的工具。Usenet 是一个通信系统，用户无需中央服务器或管理员即可相互分享消息和新闻。它是作为美国军方拥有的ARPANET的替代品开发的，ARPANET是我们今天所知的最早版本的互联网。其用途仅限于学术界和早期计算机爱好者。

直到 1999 年，Shawn Fanning 开发了 Napster，P2P 网络才成为主流。Napster是一个点对点共享网络，允许用户共享和下载音乐文件。娱乐行业风暴风靡一时，广受欢迎。到 2000 年，用户数量已超过 2，000 万。

然而，音乐行业并没有对 Napster 颠覆性的免版税模式采取友好态度，并发起了一系列诉讼和活动，导致监管机构在 2001 年将其关闭。尽管如此，Napster 还是为 LimeWire、Kaza、Morpheus Gnutella 和 BitTorrent 等类似文件共享 P2P 网络打开了大门，这些网络在 2000 年代蓬勃发展。

从文件共享网络来看，P2P 模型在利用点对点区块链技术转移价值方面取得了革命性进展。Satoshi Nakamoto 于 2009 年推出比特币，预示着加密货币的新纪元。比特币成为新型 P2P 用例的代名词。

与其他 P2P 系统不同，在 P2P 系统中，不可变性不是重中之重，Satoshi 希望引入一个节点系统，用于存储无法修改或修订的关联和不断增长的交易记录。P2P网络是点对点区块链技术的基本框架，使加密货币成为可能。其去中心化架构安全可靠，无需第三方中介。

P2P 网络类型

P2P 网络有三种类型，按架构分类：非结构化、结构化和混合型 P2P。

结构化网络

结构化 P2P 网络的组织方式使每个节点都可以搜索和定位资源，即使是最稀缺的文件。他们大多使用分布式哈希表，将每个文件绑定到特定对等方。这样，参与节点即可轻松检索分配给密钥的值。

然而，这种效率是有代价的。结构化网络要求节点记住满足特定标准的邻居列表。这种灵活性的缺乏使其在波动率较高的网络中效率更低。

非结构化网络

非结构化网络是最容易设置的 P2P 类型，更常见。非结构化网络中的节点是随机连接的，不会强加任何结构。这使得本地优化成为可能。由于所有节点的功能相同，因此非结构化网络非常强大，能够承受较高的流失率，即同行离开和加入 P2P 网络的频率较高。

从缺点来看，非结构化性质使得查找和检索不太常见的文件具有挑战性。请求对等方必须使用搜索查询来充值网络，以便找到尽可能多的具有所需文件的对等方。洪水会占用大量内存，由于每个对等方都没有分配特定内容，因此无法保证洪水会找到所需的文件。

混合网络

混合 P2P 模式结合了传统的客户端/服务器和点对点模式。通常，混合模型由中央服务器组成，该服务器提供集中式结构化服务器/客户端功能，例如帮助节点找到彼此，以及由节点等价于纯非结构化对等网络提供的去中心化聚合。

混合 P2P 模型通常表现更佳，因为它们结合了结构化和非结构化对等网络的优点。

区块链中的 P2P 示例

作为区块链技术的基本要素，P2P 架构可管理加密货币交易。加密货币利用点对点区块链技术的强大功能，无需任何中心机构的帮助，即可进行交易或转移。

区块链是一种分布式账本技术，可公开和永久存储交易。包含交易数据的新“区块”与之前填充的区块持续关联，形成数据区块链，因此形成区块链。区块链在数字区块中记录交易，其中包含发送方和接收方的时间戳细节。在没有中央机构管理网络的情况下，只有参与节点才能相互验证交易。

当被称为 Satoshi Nakamoto 的个人（或团体）在 2008 年开发比特币时，他们设想创建一个“点对点电子现金系统”（见原白皮书标题），无需中间人即可以可信的方式运作。P2P网络是区块链技术的重要组成部分，因为它们支持去中心化交易分类账。系统“不可信”，因为网络架构本身可确保交易的完整性。

点对点区块链的基本去中心化概念在这里发挥作用。这些链不保存在中心化位置或监管服务器，而是分散到网络中的所有节点（即使是全球节点）。因此，每个节点都持有区块链的副本（和交易信息），从而保护和验证存储在网络上的数据。

区块链功能

也许您想知道如何设置节点来参与流程。基本上，任何人都可以通过建立节点参与验证过程。但是，必须满足一些计算要求。对于比特币，您可以通过安装比特币 Coresoftware 并下载所有 BTC 区块链数据来设置节点。

这使得区块链透明、平等和民主。此外，它还能确保任何个人或实体都无法控制区块链。这与传统的中心化数据库形成鲜明对比，后者由单个实体控制所有数据，例如谷歌、Visa 或政府机构。因此，区块链技术有可能彻底改变我们开展业务和互动的方式。

需要注意的是，矿工 - 验证比特币交易的节点 - 将获得帮助维护加密货币生态系统的奖励。这些节点至关重要，因为它们可以验证分布式账本的合法性并确保网络的安全性。

点对点区块链技术催生了多个应用程序，其中最著名的是加密货币，比特币是最受欢迎的。区块链还支持金融、游戏、非真菌代币和数据应用。尽管区块链技术仍在不断发展，但企业正在探索去中心化和公开共享的账本系统如何增强其运营。

P2P 网络的优势与局限性

P2P 网络对文件和数据共享服务进行了改造，增强了审查阻力和高效交易能力。与客户端/服务器网络相比，在客户端请求中心化服务器提供信息时，P2P 网络允许节点直接相互通信。这种去中心化设计带来了诸多优势，包括提高网络效率、抵御故障和隐私保护。但是，P2P 网络在设计或使用时也存在一些限制。

P2P 网络的优势：

提高网络效率：在 P2P 网络中，每个节点都会参与数据的路由和转发。这可以提高网络效率，因为无需专用路由器或服务器。
抗故障能力：P2P 网络比集中式网络更能抵御故障，因为单个节点的损失不会削弱整个网络。
隐私：P2P 网络通常被视为比集中式网络更隐私，因为中央机构无需存储或访问用户数据。
可扩展性：P2P 网络具有可扩展性。每个节点或对等节点都可以作为服务器，防止在客户端数量增加时在中心化系统中遇到瓶颈。在 P2P 网络中，客户端数量的增加意味着服务器数量的平等增加。
费用：P2P 网络具有极高的成本效益，因为成本不是围绕中心化机构进行汇总，而是进行分配。此外，由于每个节点具有多种角色，因此这些网络具有高度可扩展性和效率。
共识机制
：点对点区块链的这一基本共识方面降低了数据修改或更改的风险。

P2P 网络的局限性：

速度较慢：P2P 网络通常比集中式网络慢，这是因为到达所有节点所需的跳跃（一个网段的数据包移动到下一个网段）数量增加。
更难管理：管理 P2P 网络可能比集中式网络更具挑战性，因为没有中央机构负责网络运营。例如，如果病毒从多个节点渗透到系统中，则 P2P 网络可能容易受到恶意软件攻击。此外，去中心化框架使得对禁止活动和非法交易的监控更加困难。
计算能力：在工作证明（PoW）区块链的背景下，更新某些网络信息所需的大量计算能力是引起环境问题的原因。

在探讨 P2P 网络的优势和局限性时，必须考虑网络的具体用例。P2P 网络是提高网络效率、抵御故障和可扩展性的有用工具，但在某些情况下，集中式网络具有更大的优势。