區塊鏈技術簡介

老K的Java博客 2021-09-14 05:08:50 阅读数:860

區塊鏈是數字加密貨幣比特幣的核心技術。區塊鏈是一個分布式數據庫,包含參與方之間已執行和共享的所有交易或數字事件的記錄。每一筆交易都經過系統大多數參與者的驗證。它包含每筆交易的每一條記錄。比特幣是最流行的加密貨幣,也是區塊鏈的一個例子。區塊鏈技術最早出現在2008年,當時有一個人或一群叫“Satoshi Nakamoto”的人發錶了一篇關於“比特幣:點對點電子現金系統”的白皮書。區塊鏈技術將交易記錄在數字賬本中,數字賬本通過網絡進行分發,從而使其不受腐蝕。任何有價值的東西,如土地資產、汽車等,都可以作為交易記錄在區塊鏈上。

區塊鏈技術如何運作?

區塊鏈的一個著名用途是比特幣。比特幣是一種加密貨幣,用於在線交換數字資產。比特幣使用加密證明而不是第三方信任,讓雙方在互聯網上執行交易。每筆交易都通過數字簽名進行保護。

區塊鏈技術簡介

分布式數據庫:沒有保存區塊鏈數據的中央服務器或系統。數據分布在全球數百萬臺與區塊鏈相連的計算機上。該系統允許對每個節點上的數據進行公證,並且可以公開驗證。

區塊鏈技術簡介

節點網絡:節點是連接到區塊鏈網絡的計算機。節點使用客戶端與區塊鏈連接。客戶端幫助驗證交易並將其傳播到區塊鏈。當計算機連接到區塊鏈時,區塊鏈數據的副本下載到系統中,節點與區塊鏈上的最新數據塊同步。連接到區塊鏈的節點被稱為礦工,該節點幫助執行交易以換取獎勵。

區塊鏈技術簡介

當前交易系統的缺點:

  • 現金只能用於本地小額交易。
  • 交易處理過程中的巨大等待時間。
  • 需要第三方驗證和執行交易,這使得流程複雜。
  • 如果中央服務器(如銀行)受損,整個系統將受到影響,包括參與者。
  • 進行驗證的組織對過程收費很高,從而使過程變得昂貴。

通過區塊鏈建立信任:

區塊鏈增强了跨業務網絡的信任。這並不是說你不能信任那些在區塊鏈網絡上運營時不需要信任的人。

區塊鏈通過以下五個屬性建立信任:

  • 分布式:分布式賬本與連接到區塊鏈的節點之間的每個傳入交易共享和更新。所有這些都是實時完成的,因為沒有控制數據的中央服務器。
  • 安全:通過權限和加密,不存在對區塊鏈的未授權訪問。
  • 透明:因為區塊鏈中的每個節點或參與者都有區塊鏈數據的副本,所以他們可以訪問所有交易數據。他們自己可以驗證身份,而不需要調解人。
  • 基於共識:所有相關網絡參與者必須同意交易有效。這是通過使用一致性算法實現的。
  • 靈活:基於特定條件執行的智能合約可以寫入平臺。區塊鏈網絡可以與業務流程同步發展。

區塊鏈技術的好處:

  • 節省時間:結算無需中央當局核查,使結算過程更快、更便宜。
  • 成本節約:區塊鏈網絡可以通過幾種方式降低費用。無需第三方驗證。參與者可以直接共享資產。中介機構减少。由於每個參與者都有一份共享賬本,因此交易工作量最小化。
  • 更嚴格的安全性:在數百萬參與者共享區塊鏈數據時,沒有人可以對其進行調整。該系統對網絡犯罪和欺詐是安全的。

區塊鏈只不過是一個區塊鏈,它擁有一些重要的屬性,用於實現互聯網上的分散。分散意味著沒有人對網絡擁有完全的權限或控制權,而是將權限分配給使用它的用戶,在區塊鏈的情况下,分配給礦工和用戶。

  • 區塊鏈提供了不變性(從理論上講,改變內容是可能的,但由於所需的計算能力,在大多數情况下,這幾乎是不可能的,除非有一個錯誤發生在以太坊上,它導致了一個硬叉,從而創建了兩個版本的內容,從而創建了兩種貨幣,以太坊和以太坊經典)。
  • 區塊鏈提供透明度和信任。區塊鏈是共享的,因此它允許系統透明,每個人都可以驗證其中存在的數據。
  • 區塊鏈是安全的。著名和可靠的區塊鏈使用世界各地密碼專家批准和使用的密碼功能。然而,隨著量子計算的發展,這可能會發生變化。
  • 區塊鏈具有高可用性,因為該系統基於p2p網絡中的數千個對等點。

最基本的方式是,我們可以將區塊鏈視為鏈錶。列錶中的下一個項目都依賴於上一個項目,但第一個區塊(也稱為genesis區塊)除外,它被硬編碼到區塊鏈中。

假設我們有10個區塊鏈,那麼第10個區塊依賴於第9個區塊,第9個區塊依賴於第8個區塊,依此類推。因此,在某種程度上,第10個區塊也依賴於之前的所有區塊和genesis區塊。因此,如果有人試圖更改第2個區塊的數據,那麼他也必須更改後面所有區塊的數據,否則區塊鏈將變得無效,因為後面的區塊依賴於第二個區塊中的數據,第二個區塊已經改變,但不是後面的區塊。因此,隨著區塊的增加,不變性增加,我們將在後面看到,改變區塊是一項昂貴的操作。

此外,要在區塊鏈中添加/更改塊,人們必須出示一些證據。為了避免向區塊鏈添加大量塊,引入了難度概念。要添加塊,我們必須計算塊的散列。散列包含某些屬性,這使得計算散列耗時。例如,有人可能會保留很難在散列的開始處有一定數量的零。因此,通過隨機更改nonce(存在任意數據,以便散列的屬性保持不變),我們必須找到保存屬性的塊的散列。

在一定時間後調整難度,以保持采礦塊的平均恒定速率。

開采區塊

挖掘區塊是指添加區塊鏈網絡中存在的區塊。礦工從交易池中選擇一組交易,然後挖掘區塊,或者可以說,計算散列以將區塊添加到網絡中。如果兩個或多個礦工同時挖掘同一區塊,則選擇難度更大的區塊其他被稱為陳舊區塊。采礦通常用區塊鏈貨幣獎勵礦工。

比特幣

比特幣是一種加密貨幣(一種數字貨幣),主要用於簡化交易,而無需第三方中介機構。這一切都始於2009年,一比特名叫中本聰(Satoshi Nakamoto,其真實身份仍不得而知)的神秘男子發錶了一份名為《比特幣:點對點電子現金系統》(Bitcoin:a Peer-to-Peer Electronic Cash System)的白皮書。Satoshi是比特幣的最小單比特。Satoshi的單比特等於0.00000001比特幣!

這裏最有趣的是,這些比特幣不是由任何中央銀行或當局發行的。他們是由一群被稱為“礦工”的人“開采”的。他們解决複雜的數學問題/謎題,並以一定數量的比特幣作為交換。

區塊鏈

區塊鏈是一種數據結構或分類賬,用於存儲發生的任何交易(不僅僅是比特幣)的信息。任何存儲一次的內容都不能更改或修改。區塊鏈的這一特性使其成為最安全的。它是分散的,並建立了一個對等網絡,從而消除了任何中間人。

區塊鏈由按時間順序存儲的塊組成。每個區塊的平均容量約為500筆交易。由於涉及到加密技術,這些塊非常安全。每個塊都將附加一個唯一的“哈希”值,該值是根據塊中存儲的數據計算的。每次向鏈中添加新塊時,新塊也包含上一塊的哈希。因此,修改任何先前塊的內容實際上是不可能的(並且會破壞整個鏈)。這使得塊鏈不可變。

涉及的一些行話:

  • 區塊鏈是不可變的:這意味著一旦數據寫入區塊鏈,任何人,甚至系統管理員都無法更改它。區塊鏈可以僅以追加方式更改。換句話說,交易只能添加到區塊鏈中。不允許修改和删除。
  • 區塊鏈是分散的:這意味著它不依賴於中心控制點。一切都分散了。這使得系統公平且安全。
  • 智能合約:這些是一組協議或更像一個計算機程序,存儲在區塊鏈中,並在滿足特定條件時執行。
  • 協商一致協議:這是一組使網絡中的所有節點彼此同步的協議。它防止任何單一實體控制整個區塊鏈系統。協商一致協議的目的是保證使用和遵循單鏈。
  • 散列:存儲在塊中的數據通過數學算法轉換為固定長度的輸出(例如比特幣使用SHA-256)。哈希值對於相同的數據是唯一的,並且不可能使用不同的數據段生成相同的哈希。
  • 錢包:比特幣錢包就像實物錢包。它包含您的私鑰,您可以使用私鑰在區塊鏈上存儲/消費比特幣。
  • 私鑰:它類似於我們用來啟動事務的密碼。同樣,使用這些私鑰,我們可以使用加密簽名從錢包中消費比特幣。
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