自10月25日国家确认区块链为关键核心技术以来,本周区块链热度持续提升。那么本周,小编将为众多刚接触区块链的新手,对这一持续趋势进行详细分析。不断刷屏又刷屏的区块链到底是什么?
区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后的下一代颠覆性核心技术。说到区块链,就不能忽视中本聪和比特币。它的诞生可以追溯到2008年11月1日,一个自称中本聪的人发表了一篇文章《比特币:一种点对点的电子现金系统》,解释了一个基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术的电子现金系统的架构概念等等,这标志着比特币的诞生。两个月后,理论付诸实践,2009年1月3日,第一个序列号为0的创世块诞生。几天后,1号区块于2009年1月9日出现,并与创世区块0相连形成一条链,标志着区块链的诞生。
每个区块包含两部分:区块头(Head)和区块体(Body)。区块头包含了当前区块的多种元信息:生成时间、实际数据(即区块体)的哈希值、前一个区块的哈希值等。所以从本质上来说,区块链是一个数据库,而这个数据库是去中心化的。
区块链技术的特点之一就是去中心化。核心技术包括:分布式账本、非对称加密、共识机制和智能合约。我们来一一说一下:
去中心化
去中心化并不意味着没有中心,而是节点可以自由选择和确定中心。简单来说,中心化就是中心决定节点,节点依赖中心,节点离开中心就无法生存。去中心化意味着节点决定中心,中心又依赖于节点。没有节点,中心就不可能存在。在去中心化系统中,任何人都是节点,任何人都可以成为中心。没有一个中心是永久的,而是暂时的,并且没有中心对于节点来说是强制性的。这就是去中心化。它的三大优点是: 容错能力—— 去中心化系统很少会因为局部故障而导致整个系统崩溃,因为它依赖于许多独立工作的组件;防止攻击—— 那些想要攻击或操纵去中心化系统的人成本较高,因为他们基本不存在敏感且薄弱的“中心弱点”,而中心化系统的攻击成本要低得多;抵制串通—— 去中心化系统的参与者很难串通在一起,而传统的企业和政府领导人则经常串通一气,为自己的利益服务,最终损害公民、客户、员工和公众的利益。
01分布式账本
区块链是一种去中心化的分布式账本数据库。分布式账本是一个交易记录,每个网络节点都可以记录整个账本。如果网络终端有足够的内存,则可以从网络下载整个交易记录。当一个账本满了,谁先计算出交易余额,谁就有权将其打包成一个区块,并链接到前一个区块,他将获得奖励。这个过程称为挖矿奖励,是对维护账本的旷工进行奖励。他们都可以参与监督交易的合法性,也可以共同出庭作证。
与传统分布式存储不同,区块链分布式存储的独特性主要体现在两个方面:第一,区块链的每个节点按照区块链结构存储完整的数据。传统的分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多个部分进行存储。其次,区块链中各个节点的存储是独立的、地位平等的,依靠共识机制来保证存储的一致性,而传统的分布式存储一般通过中心节点将数据同步到其他备份节点。没有一个节点可以独立记录账本数据,从而避免了单个记账员被控制或贿赂记录虚假账目的可能性。有足够的记账节点。理论上,除非所有节点被破坏,否则账户不会丢失,从而保证了记账数据的安全。
02非对称加密
对称加密只有一个密钥,而非对称加密有一对密钥,公钥加密和私钥解密。
那么区块链技术加密什么呢?
1. 信息。信息的发送者(记为A)使用接收者(记为B)的公钥加密信息,然后将其发送给B。B使用自己的私钥解密信息。比特币交易的加密就属于这种情况。
2.数字签名。发送者A使用自己的私钥加密信息并发送给B。B使用A的公钥解密信息。由此可以判断该信息是A本人发送的。
3.登录认证。客户端使用私钥对登录信息进行加密并发送给服务器。服务器收到后,使用客户端的公钥对登录信息进行解密和验证。
03共识机制
共识机制是所有记账节点如何达成共识来确定记录的有效性。这既是一种识别手段,也是一种防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制,适合不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。
区块链的共识机制具有“少数服从多数”、“人人平等”的特点。其中,“少数服从多数”并不完全指节点数量,还可以是计算能力、股份数量或其他计算机可比的因素。特征量。 “人人平等”是指当某个节点满足条件时,所有节点都有权优先考虑共识结果,并直接得到其他节点的认可,并可能最终成为最终的共识结果。 (以比特币为例,它采用工作量证明,只有当全网51%以上的记账节点被控制时,才有可能伪造一条不存在的记录。)当一个节点加入区块链时,往往就足够了,这基本上是不可能的,排除了欺诈的可能性。
共识机制的类型:
PoW(Proof-of-Work)工作量证明机制
这里的工作量是指计算机计算Nonce(随机数)的过程。每个节点计算一个随机数。在一定时间内,找到随机数的难度是一定的,这意味着获得这个随机数必须经过一定的工作量。首先获得这个随机数的节点将打包后的交易区块添加到现有的区块链中,并向全网广播,供其他节点验证和同步。
结果证明贡献,并根据贡献分配奖励。获得记账权的概率取决于矿工的工作量占全网的比例。
PoW的优点是完全去中心化,公平公正,不需要中心化的管理机构,实现用户(即节点)之间的公平竞争。其主要缺点是能源浪费、达成共识周期长,不适合商业应用。
应用:BTC、现价ETH、LTC、SC、门罗币等。
PoS(Proof-of-Stake)权益证明机制
PoW以计算随机数的工作量作为代价来获取数据写入权,而PoS是指系统根据节点持有的Token(代币)数量与时间(币天数)的乘积来分配相应的记账权)。你拥有的越多,获得记账权的概率就越大。 Token相当于区块链系统的权益(Stake),因此被称为权益证明。
持有的数字货币数量越多、存续时间越长,记账能力就越大。
PoS有三个优点:一是消耗能源少;第二,作恶成本高。如果想要攻击网络,必须拥有51%的币龄(币龄=币量*持有时长);第三,达成共识的时间短,可以达到毫秒级的速度。
PoS 有两个缺点。一是货币持有趋于集中,强者愈强;二是流动性变差,持币也有收入,用户没有套现的动力。
应用:PoS:PeerCoin(PPC)、OMG、量子链等。
DPoS 委托权益证明机制
PoS是指拥有Token的人有权获得记账权,而DPoS是指拥有Token的人投票给固定节点,这些节点作为权益持有者的代理人,行使记账权。这些通过投票通过的代表按照一定的算法依次获得记账权。与PoW和PoS不同,理论上全网都可以参与记账竞争,DPOS的记账节点是在一定时间内确定的。 DPoS的优点是记账节点数量少、协作高效、记账效率高。
其缺点是削弱了分权程度,核算由选举产生的代表进行,存在一定程度的集权控制。
应用:EOS等
04智能合约
传统合约会受到各个维度的影响,比如自动化维度、主客观维度、成本维度、执行时间维度、违约金维度、适用范围维度等,而使用智能合约,你只需要指定合约即可提前约定内容,当合约条件触发时,程序会自动执行合约内容。
更重要的是,基于区块链技术的智能合约不仅可以发挥智能合约在成本效率方面的优势,还可以避免恶意行为干扰合约的正常执行。智能合约以数字形式写入区块链,区块链技术的特性保证了存储、读取、执行的整个过程透明、可追溯、不可篡改。同时,利用区块链自身的共识算法构建状态机系统,使智能合约能够高效运行。
从上面可以看出,区块链解决了中心化的信任风险,是一种以人为本、公平公开的民主思想共识。它在人们信用缺失和互信冲突中发挥了关键作用,并将共识机制留给了计算机这个不能弯曲的大脑来验证和记录。当思维或者思想的品质还没有进化到很高的水平时,就需要借助三方力量或者科技手段来提升自我意识,从习惯进化到自律。人们对公平和民主的追求在区块链技术的应用中也得到了完美的平衡和限制。同样,共享、开放是人们追求人人平等的和谐世界的又一核心理念。
区块链技术任何人都可以使用和学习,但区块链的理念是人类进步不可或缺的元素。去中心化的理念是打破全球社会现有观念,开放、共享、平等的民主共识思维反对一切中心化的利益垄断。
区块链可以解决生活中许多现有的痛点,例如物品或数字商品的防伪和溯源。其目的是防止假冒。比如资产数字化的权益证明,避免过度授权和利益溢出等,它解决了所有信任和信用的问题。
区块链技术起源于比特币的诞生,而比特币作为第一个成功的去中心化加密数字货币,经过无数先辈和布道者的努力,代代相传。它不是商业项目,也不是某个国家主导的科研成果,更不是外星文明的指导。它的出现有着特殊的意义。
(作者:FutureMine,内容来自链得得内容开放平台“得得好”;本文仅代表作者观点,不代表链得得官方立场)