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Quorum介绍
Quorum和以太坊的主要(yao)区别:
Quorum 的主(zhu)要组件：
1,用其自己实(shi)现的基于投票机制的共识(shi)方式 来代替原来的 “Proof of work” 。
2,在原来(lai)无限制的P2P传输方式上增加(jia)了权限功能。使得P2P传输(shu)只能在互相允许的节点间传输。
3, 修改区块校验(yan)逻辑使其能支持 private transaction。
4, Transaction 生成时支持 transaction 内容的替换。这个调整是为了能支持(chi)联盟中的私有交易。
Constellation 模块的主要职责是支(zhi)持 private transaction。Constellation 由两部(bu)分组成：Transaction Manager 和 Enclave。Transaction Manager 用来(lai)管理和传递私有消(xiao)息，Enclave 用来对(dui)私有消息的加解密。
在私有交易中，Transaction Manager 会存(cun)储私有交易的内容，并且会将这(zhe)条私有交易内容与(yu)其他相关的 Transaction Manager 进行交互。同时它也会利用 Enclave 来加密或解密(mi)其收到的私有交易。
为了能(neng)更有效率的处理消息的加密与解密，Quorum 将这个功能(neng)单独拉出并命名为 Enclave 模块。Enclave 和 Transaction Manager 是一对一的关系。
在 Quorum 中有两种交易(yi)类型，”Public Transaction” 和 “Privat Transaction”。在实际的交易中(zhong)，这两种类型都采用了(le)以太坊的 Transaction 模型，但是又做了部分修改。Quorum 在原有的以太坊 tx 模型基础上添加了(le)一个新的 “privateFor” 字段。同时，针对(dui)一个 tx 类型的(de)对象添加了一个新的方法(fa) “IsPrivate”。用 “IsPrivate” 方法来判断 Transaction是 public 还是 private，用 “privateFor” 来记录 事务(wu)只有谁能查看。
Public Transaction 的机理和以太坊一致(zhi)。Transaction中的交易内容能被(bei)链上的所有人访问到。
Private Transaction 虽(sui)然被叫做 “Private”，但是在全网上也会出(chu)现与其相关的交易。只不过交易的明(ming)细只有与此交易(yi)有关系的成员才能访(fang)问到。在全网上看到的交易内容是一(yi)段hash值，当你是(shi)交易的相关人员时(shi)，你就能利用这个hash值，然后通过 Transaction Manager 和 Enclave 来获得这笔交易的(de)正确内容。
Public Transaction的(de)处理流程和以太坊的Transaction流程一致。Transaction 广播全网后，被矿工打包到区块(kuai)中。节点收到区块(kuai)并校验区块中的 事务 信息。然后根据 Transaction信息(xi)更新本地的区块
Private Transaction也会将 Transaction 广播至全网。但是它的 Transaction payload已经(jing)从原来的真实内容替换(huan)为一个hash值。这个(ge)hash值是由Transaction Manager提(ti)供的。
有两个共识机制：QuorumChain Consensus 和 Raft-Based Consensus。
在 Quorum 1.2 之(zhi)前的 Release 版本都采用了(le) QuorumChain。
从 2.0 版本开始(shi)，Quorum 废弃了(le) QuorumChain 转而只支持 Raft-based Consensus。
QuorumChain Consensus 是一个基于投(tou)票的共识算法。其主要(yao)特点有：
相比较(jiao)以太坊的POW，Raft-based 提供了更快更高(gao)效的区块生成方式。相(xiang)比 QuorumChain，Raft-based 不(bu)会产生空的区块，而且在区块的生成上比前者更有(you)效率。
要想了解Raft-based Consensus，必须(xu)先了解Raft算法
Raft算法
Raft是一种一致性算法，是为了确保容错性，也就(jiu)是即使系统中有(you)一两个服务器当机，也不会影响其处(chu)理过程。这就意味着只要(yao)超过半数的大多数服务器达成一致(zhi)就可以了，假设有N台服务器，N/2 +1 就超(chao)过半数，代表大多(duo)数了。
Raft的工(gong)作模式：
raft的工作模式是一(yi)个Leader和多个Follower模式，即我们(men)通常说的领导者-追随者模式。除了这(zhe)两种身份，还有Candidate身份。下面是身份(fen)的转化示意图
1，leader的选(xuan)举过程
raft初始状(zhuang)态时所有server都处于Follower状态，并且随(sui)机睡眠一段时间，这个时间(jian)在0~1000ms之(zhi)间。最先醒来的server A进入Candidate状态，Candidate状态的server A有权利发起投票，向其它所有server发出投票请求，请求其(qi)它server给它投票(piao)成为Leader。
2，Leader产生(sheng)数据并同步给Follower
Leader产(chan)生数据，并向其它(ta)Follower节点发送数据添(tian)加请求。其它Follower收到(dao)数据添加请求后，判断该append请求满足接收条件（接(jie)收条件在后面安全保证问题3给出(chu)），如果满足条件就将其添加到(dao)本地，并给Leader发送添加成功的(de)response。Leader在收到大多数Follower添加(jia)成功的response后。提交后的log日志就意味着(zhe)已经被raft系统接(jie)受，并能应用到状态机中了。
Leader具有绝(jue)对的数据产生权利，其它Follower上存在数据(ju)不全或者与Leader数据不一致的情况时，一切(qie)都以Leader上的数据为主，最(zui)终所有server上的日志都会复制(zhi)成与Leader一致的状态。
Raft的动态演示：
安全性保证，对于异常(chang)情况下Raft如何处理：
1，Leader选举过程中，如果有两个FollowerA和B同时醒来并发出投票请求怎么办？
在一次选举(ju)过程中，一个Follower只能投(tou)一票，这就保证了FollowerA和B不可能同(tong)时得到大多数（一半以上）的投票(piao)。如果A或者B中其一幸运地得到了(le)大多数投票，就能(neng)顺利地成为Leader，Raft系统正常运行下(xia)去。但是A和B可能刚好都得到一半的(de)投票，两者都成为不了Leader。这时A和B继续保持Candidate状态，并且随机睡(shui)眠一段时间，等待(dai)进入到下一个选举周期(qi)。由于所有Follower都是随机选择睡眠时间，所以连续(xu)出现多个server竞选(xuan)的概率很低。
2，Leader挂了后，如(ru)何选举出新的Leader？
Leader在正常运行时候，会周期性的向Follower节点发送数据的同步请求，同时(shi)也是起到一个心跳作用。Follower节点如(ru)果在一段时间之内（一般是2000ms左右）没有收(shou)到数据同步请求，则认为Leader已经死了，于是(shi)进入到Candidate状态，开始发起(qi)投票竞选新的Leader，每个新(xin)的Leader产生后就是一个新的(de)任期，每个任期都对应一个唯一的任期(qi)号term。这个term是单调递增的，用来唯一(yi)标识一个Leader的任期。投(tou)票开始时，Candidate将自己的term加1，并在投票请求中带上term；Follower只会接受任期号term比自己大的request_vote请求，并为之投(tou)票。 这条规则保证了只有最新(xin)的Candidate才有可能成为Leader。
3，Follower的数据的生效时(shi)间
Follower在(zai)收到一条添加数据请(qing)求后，是否立即保存并将其应用到状态(tai)机中去？如果不是立即应用，那(na)么由什么来决定该条日志生(sheng)效的时间？
首先会检(jian)查这条数据同步请求的来源信息(xi)是否与本地保存的leader信息符合，包括leaderId和任期号term。检查合法后就将日志保存到本地(di)中，并给Leader回复添加log成功，但是不会立(li)即将其应用到本地状态机。Leader收到大部分Follower添加log成功的回复(fu)后，就正式将这条日志commit提交。Leader在随后(hou)发出的心跳append_entires中会带上已经提交日志(zhi)索引。Follower收到Leader发出的心(xin)跳append_entries后，就可以确认(ren)刚才的log已经被commit(提交)了，这个时候Follower才会把日志(zhi)应用到本地状态机。下表即是append_entries请求的内(nei)容，其中leaderCommit即(ji)是Leader已经确认提交的最大(da)日志索引。Follower在收到(dao)Leader发出的append_entries后即可以通过leaderCommit字段决定(ding)哪些日志可以应用到状态机。
4，向raft系统中添加新机器时(shi)，由于配置信息不可能在各个(ge)系统上同时达到同步状态，总(zong)会有某些server先得到新机器的信息，有些server后得到新机器的(de)信息。比如在raft系统中有三(san)个server，在某(mou)个时间段中新增加(jia)了server4和(he)server5这两台(tai)机器。只有server3率先(xian)感知到了这两台机器(qi)的添加。这个时候如果进行选举(ju)，就有可能出现两个(ge)Leader选举成功。因为server3认为有3台server给它(ta)投了票，它就是(shi)Leader，而server1认为只要(yao)有2台server给它投票就是(shi)Leader了。raft怎么解决这个(ge)问题呢？
产(chan)生这个问题的根本原因是(shi)，raft系统中有一(yi)部分机器使用了旧的配置，如server1和(he)server2，有一部分使用新的配(pei)置，如server3。解决这个问题的方法是添加(jia)一个中间配置(Cold, Cnew)，这个中间配(pei)置的内容是旧的配置表(biao)Cold和新的配置Cnew。这个时候server3收到添(tian)加机器的消息后，不是直接使用新的配置Cnew，而是使用(Cold, Cnew)来做(zuo)决策。比如说server3在竞选(xuan)Leader的时候，不仅需要得到Cold中的大部分投票，还要(yao)得到Cnew中的大部分投票(piao)才能成为Leader。这样就保证了server1和server2在使用Cold配(pei)置的情况下，还是只可能产生一个Leader。当所有server都获得了添加机器的消息后，再统(tong)一切换到Cnew。raft实现中，将Cold，(Cold,Cnew)以及(ji)Cnew都当成一条普通的(de)日志。配置更改(gai)信息发送Leader后，由Leader先添(tian)加一条 (Cold, Cnew)日(ri)志，并同步给其它Follower。当这条日(ri)志(Cold, Cnew)提交后，再添加一(yi)条Cnew日志同步给其它Follower，通过Cnew日志将所有Follower的配置切换到最新。
Raft算法和以太坊结合
所以为(wei)了连接以太坊节点和(he) Raft 共识，Quorum 采用了网络节点和 Raft 节点一(yi)对一的方式来实现 Raft-based 共识
一个Transaction完整(zheng)流程
1，客户端发(fa)起一笔 Transaction并通过 RPC 来呼叫节点。
2，节点通(tong)过以太坊的 P2P 协议将节点广播给(gei)网络。
3，当前的 Raft leader 对应的(de)以太坊节点收到了 Transaction后将它打包成区块(kuai)。
区(qu)块被 编码后传递给对(dui)应的 Raft leader。
leader 收到区块后通过 Raft 算法将区块传递给 follower。这包(bao)括如下步骤：
3.1，leader 发送 AppendEntries 指令给 follower。
3.2，follower 收到这个包含区(qu)块信息的指令后，返回(hui)确认回执给 leader。
3.3，leader 收到不少于指(zhi)定数量的确认回(hui)执后，发送确认 append 的(de)指令给 follower。
3.4，follower 收到确认 append 的指令(ling)后将区块信息记录到本地的 Raft log 上(shang)。
3.5，Raft 节点(dian)将区块传递给对应的(de) Quorum 节点。Quorum 节点校验区块的合法性(xing)，如果合法则记录到本地链(lian)上。
参考链接：
什么是(shi)以太币/以太坊ETH？以太坊(fang)（英语：Ethereum）是一个开源的有智(zhi)能合约功能的公共区块链平台。通(tong)过其专用加密货币以太币（Ether，又称“以太币”）提供去中心化的虚拟机（称(cheng)为“以太虚拟机”Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。
坊区块链上的代币称为以(yi)太币（Ether），代码为ETH，可在许多加密货币的(de)外汇市场上交易，它也(ye)是以太坊上用来支付交(jiao)易手续费和运算服务的媒介。
以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员Vitalik Buterin，受比特币(bi)启发后提出，大意为“下一代加(jia)密货币与去中心化应用平台”，在2014年通过(guo)ICO众筹得以开始(shi)发展。截至2018年2月，以太(tai)币是市值第二高的加密(mi)货币，仅次于比特(te)币。
资料拓展：
以太坊最(zui)初由 Vitalik Buterin 在2013年提出。Vitalik 本是一名参与比特(te)币社区的程序员，曾向比特币(bi)核心开发人员主张比特币平台(tai)应该要有个更完善的(de)编程语言让人开(kai)发程序，但未得(de)到他们的同意，因此决(jue)定开发一个新的平台作此用途。Buterin 认为很(hen)多程序都可以用类似比特币的原理(li)来达成进一步的发展。Buterin 在2013年写下了《以太坊白皮书》，说明了建造去(qu)中心化程序的目标(biao)。然后2014年通过网络公开募资(zi)得到开发的资金，投资人(ren)用比特币向基金(jin)会购买以太币。
最(zui)初以太坊程序是由一间(jian)位在瑞士的公司 Ethereum Switzerland GmbH 开发，之后转移至一个非营利机构“以太坊(fang)基金会”（Ethereum Foundation）。
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