区块链是一个信息技(jì)术领域的术语。从本(běn)质(zhì)上讲,它是一(yī)个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有(yǒu)“不(bú)可伪造(zào)”“全(quán)程留痕”“可以(yǐ)追溯”“公开透明(míng)”“集体维护”等特征。基于这些特(tè)征,
区块链技术奠定了(le)坚(jiān)实的“信任(rèn)”基础,创造了可靠的“合作”机制,具有广阔的(de)运用前景。
火币(bì)研习社(shè)日常分享(xiǎng)过程中,喜(xǐ)欢用(yòng)这样的方式帮助(zhù)大家理解(jiě)。
区块链技术(shù)可以理解成信息时代的“纸”。纸(zhǐ)在人类文明发展进程(chéng)中纸的发明具(jù)有重大意义(yì),是信息和价值的承(chéng)载体,纸可以(yǐ)写字承载(zǎi)信息,可(kě)以印成钱承载价值。而区块链则(zé)是信息时代的“纸”,从更高(gāo)维度的立场实(shí)现信息(xī)传递和价值传递。像腾讯支持(chí)的区块(kuài)链(liàn)发票,则是把(bǎ)区块链这张纸做成了发票,而美国(guó)为代表的STO发币模式,则(zé)是把(bǎ)区块链这张纸做成(chéng)了证券。
如果有人问,既然(rán)是纸,为(wéi)什么
比特币(bì)这样的纸可以非常值钱?古埃及(jí)的莎草纸如今依然存在(zài),如果把古(gǔ)埃及的莎草(cǎo)纸作为(wéi)收藏品,那么这样的纸张自然是非常值钱的,因为稀缺。
起源
“区块链”这个词(cí)的由来,是比特(tè)币白皮(pí)书英文原版(bǎn)里的“chain of blocks”,中国市场翻译这个句子的时(shí)候,直接用(yòng)了“区块链”一词,而后这个词(cí)直接就被写成了“blockchain”,成为如今全球(qiú)整个(gè)区块链技术层面的专有名词。
区块(kuài)链起源于比(bǐ)特币(bì),2008年11月1日,一位自称(chēng)中本聪(Satoshi Nakamoto)的人发表了《比特币:一种点对点(diǎn)的电(diàn)子现金系统》一文 ,阐述了(le)基(jī)于P2P网(wǎng)络技术、加密技术、时间(jiān)戳技术(shù)、区块(kuài)链技(jì)术等的(de)电子现金系统的构架理念,这(zhè)标志(zhì)着(zhe)比(bǐ)特币的诞生。两个月后理论步入(rù)实践,2009年(nián)1月3日第一(yī)个序号为(wéi)0的创世区块诞生。几天后2009年1月9日(rì)出现序(xù)号为(wéi)1的区块(kuài),并与序(xù)号为0的创世区(qū)块相连接形成了链,标志(zhì)着区块(kuài)链的诞生(shēng)。
这(zhè)就如同原子弹的发明,真正推(tuī)动这个技术发展的原始动力,是(shì)军(jun1)事需求,至于核能(néng)最终会在什么领域发挥更大作用,这不会影响(xiǎng)原(yuán)子弹(dàn)的意(yì)义。如果我们把(bǎ)区块链(liàn)比作是核(hé)能,比特币就(jiù)是(shì)原(yuán)子弹(dàn),实体(tǐ)应(yīng)用就类似于(yú)核电站、核动(dòng)力航母、潜艇、核动力破冰船,甚至是核动力卡车等等。
不(bú)管(guǎn)是什么(me)人来解释区块链,都无法绕过比(bǐ)特币(bì),就像要介绍汽车(chē)的历史,就绕(rào)不开卡尔本茨,要介绍(shào)飞机的历(lì)史,就绕不开(kāi)莱特兄弟一样。比特币(bì)“发明”和证实了区(qū)块(kuài)链(liàn)这个技术的可行性,比特(tè)币(bì)不是块链技术的(de)全部,仅仅是应(yīng)用之一。比特币就是采用了区块链技术。
核心技术
区块链本质上是一串(chuàn)使用密码学相关联(lián)所产(chǎn)生的数(shù)据块(kuài),具(jù)体来讲,一个随机哈希(xī)算法的结果,区(qū)块链唯一做的事情(qíng)就(jiù)是获得一些输入然后进行计算,并得到一串64位的(de)随机(jī)数字和(hé)字母的字(zì)符串,每一(yī)个数据块(kuài)中包含了(le)多(duō)次比特币(bì)网络交易有效确(què)认信息(xī),区块链(liàn)就是由一连串、不(bú)重复、的数据块组成的。
例如:000000000000084b6550604bf21ad8a955b945a0f78c3408c5002af3cdcc14f5
区块(kuài)链基础(chǔ)架构模型
一般说来,区块链系统由数据层、网(wǎng)络层、共识层(céng)、激励层、合约(yuē)层和应用层组成 。其中,数(shù)据层封(fēng)装(zhuāng)了(le)底层数据区块(kuài)以及相关的数据加密和时间(jiān)戳等基础数据和基本(běn)算法;网(wǎng)络(luò)层则包括分布式(shì)组网机制、数(shù)据传播机(jī)制和数(shù)据验证(zhèng)机制等;共识层主要封装网(wǎng)络节点的各(gè)类共识算法;激励层将经济因素集成到(dào)区块链技术体系(xì)中来,主要包括(kuò)经济激励(lì)的发行机制和分配机(jī)制(zhì)等;合约层主要封装各类脚(jiǎo)本、算法和(hé)智能合约,是区块链可编程特(tè)性的基础(chǔ);应用(yòng)层则(zé)封(fēng)装了区块链的各(gè)种应(yīng)用场景和案例。
该模型中,基于时间戳的(de)链式区块结构(gòu)、分布(bù)式节(jiē)点的共识(shí)机制、基于共识算力的经济激(jī)励和灵活可编程(chéng)的智能(néng)合(hé)约是(shì)区块(kuài)链技术最具代表性的创新点。
分(fèn)布式账本
分布(bù)式账本指的是(shì)交易记账由分布在不同地方的多(duō)个(gè)节点共同完成,而且每(měi)一个节点记录的是完(wán)整的账(zhàng)目,因此(cǐ)它们都可以参与监督交易合法(fǎ)性,同(tóng)时(shí)也可(kě)以(yǐ)共同(tóng)为其作证。
跟传(chuán)统的分布式存储有所(suǒ)不同(tóng),区(qū)块链的分布(bù)式存储的(de)独特性主要(yào)体现在两个方面(miàn):一是区(qū)块链(liàn)每个节点都按照块链式结构存储完整(zhěng)的数据,传统分(fèn)布式存储一般是(shì)将数据按照一定(dìng)的规则分成多(duō)份进(jìn)行存储。
二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证(zhèng)存储的一致性,而传统分布式(shì)存储一般是通(tōng)过(guò)中(zhōng)心节(jiē)点往其他备份节点同步数据。没有任(rèn)何一个节点(diǎn)可以单独记录账本数据,从(cóng)而避免(miǎn)了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的(de)可(kě)能性。也由(yóu)记(jì)账节点足(zú)够多,理论上讲除非所有的(de)节点被破(pò)坏,否则(zé)账目就(jiù)不会丢(diū)失(shī),从而保证了(le)账目数据的安全性。
非对称(chēng)加密
存储在区块链上(shàng)的交(jiāo)易信息是(shì)公开的,但是账户身份信息是高度加密的(de),只(zhī)有在(zài)数据拥(yōng)有者(zhě)授权(quán)的情况下才能访问到,从而保证(zhèng)了数据的安全和个人的隐私。
共识机制
共(gòng)识机制就是所(suǒ)有(yǒu)记账节点之间(jiān)怎(zěn)么达成(chéng)共(gòng)识,去认(rèn)定(dìng)一个记(jì)录的有效性,这既是认定(dìng)的手段,也是防止篡改的手(shǒu)段(duàn)。区块链提出了(le)四种不(bú)同的(de)共识机制,适(shì)用于不同的应用(yòng)场(chǎng)景,在效率和安(ān)全(quán)性之间取(qǔ)得平(píng)衡(héng)。
区块(kuài)链的共(gòng)识机制(zhì)具备“少数服(fú)从多数”以(yǐ)及“人人平等”的特点(diǎn),其中“少数服从多数”并不完全指节点个数,也可以是计算(suàn)能力、股(gǔ)权数或者其(qí)他的(de)计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时,所有(yǒu)节点都(dōu)有(yǒu)权(quán)优先提出(chū)共(gòng)识结果(guǒ)、直接被其他节点认同后(hòu)并(bìng)最(zuì)后有可能成为(wéi)最(zuì)终共识(shí)结果(guǒ)。以比特币为例,采用的是工作量证明(míng),只有在控制了全网超(chāo)过51%的(de)记账节点(diǎn)的情况(kuàng)下(xià),才有可能伪造出一条不存在的记(jì)录。当加入区块链的节点足够多的时候,这基(jī)本(běn)上不可能,从而杜绝了造假(jiǎ)的可能。
智能合约
智能合约是基于(yú)这些可信的不可篡(cuàn)改的(de)数据,可(kě)以自动化的执行一些预先定义好(hǎo)的规(guī)则和条款,允许(xǔ)在(zài)没有(yǒu)第三(sān)方的情(qíng)况下进行可(kě)信(xìn)交易(yì),这些交易可(kě)追踪且不可逆(nì)转。智能(néng)合(hé)约概念于1995年由Nick Szabo首次提出(chū)。智能合约(yuē)的目的是提供优于传统合约(yuē)的安全方(fāng)法,并减少(shǎo)与(yǔ)合约相关(guān)的其他交易成本。
特征
去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机(jī)构(gòu)或硬件设施,没有中心管制(zhì),除(chú)了自成(chéng)一体的区块链(liàn)本身,通过分布式核算和存储,各个(gè)节点实现了信息自我验(yàn)证、传递和(hé)管理。去中心化是区块链最突(tū)出(chū)最本质的特征。
开放性(xìng)。区块链技术基础是(shì)开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的(de)数据对(duì)所有(yǒu)人开放,任何人都可以通过公开(kāi)的接(jiē)口查(chá)询区块链数据和开(kāi)发相关应用,因此整个(gè)系统信息高度透(tòu)明。
独立(lì)性。基(jī)于(yú)协商一致的规范和协议(类似比(bǐ)特币采用的哈(hā)希算(suàn)法(fǎ)等各种数学算法),整个区(qū)块链系统不依赖其他第(dì)三方,所有节点能(néng)够在系统内自动安全地(dì)验证、交换数据(jù),不需要任何人为的干预。
安全性(xìng)。只要不能掌控全(quán)部数据(jù)节点的51%,就(jiù)无法肆意操控修改网(wǎng)络数据(jù),这使(shǐ)区(qū)块链本身(shēn)变得相(xiàng)对安全,避(bì)免了主(zhǔ)观(guān)人(rén)为的(de)数据变更。
匿名性。除(chú)非有法律规(guī)范要求(qiú),单从技术上来(lái)讲,各(gè)区块节点的(de)身份(fèn)信息不(bú)需(xū)要公开或验证,信息传递可以(yǐ)匿名进行。
类型
公有区块链(liàn)
公有区块(kuài)链(Public Block Chains)是指:世界上任何个体或者(zhě)团(tuán)体都(dōu)可(kě)以发送交易,且(qiě)交易能够(gòu)获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。公有区(qū)块链是最早(zǎo)的区块链(liàn),也是应用最广泛的区(qū)块链,各大bitcoins系列的虚拟
数字货币(bì)均(jun1)基于公有区块链,世(shì)界上有且仅(jǐn)有一(yī)条该币种对应的区(qū)块链 。
联盟区块(kuài)链(Consortium Block Chains):由某个群体(tǐ)内(nèi)部指定多个预选的节点为记账人(rén),每个块的生(shēng)成由所有的预选节点共同(tóng)决定(预选(xuǎn)节点参与(yǔ)共识过(guò)程(chéng)),其他(tā)接入节点可以参与(yǔ)交(jiāo)易,但不过问记账过程(本质(zhì)上还是托管(guǎn)记账,只是变成分布式记账,预选(xuǎn)节点的多少,如何决(jué)定每个块(kuài)的记(jì)账者成为该区块链(liàn)的(de)主要风险点),其他任何(hé)人可(kě)以通过该(gāi)区(qū)块链开放的API进行限(xiàn)定查询(xún) 。
私有(yǒu)区块链
私有区块链(Private Block Chains):仅仅(jǐn)使用区块链的(de)总账技术进行记(jì)账,可以(yǐ)是一个公司(sī),也(yě)可以是个(gè)人,独享该(gāi)区(qū)块链的写(xiě)入权(quán)限,本(běn)链与(yǔ)其他的(de)分布式存储方(fāng)案没有太(tài)大(dà)区别。传统
金融都是(shì)想实验尝(cháng)试私(sī)有区块链,而公链的应用例如bitcoin已经工业(yè)化,私链的应用(yòng)产品(pǐn)还在摸索当中。
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