作為一種成都小程序開發(fā)新興的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，區(qū)塊鏈的核心理念是通過去中心化和加密的方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明、可追溯和不可篡改。那么，區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾芜\(yùn)作的呢？本文將從小程序開發(fā)的角度，詳細(xì)解析區(qū)塊鏈的運(yùn)作機(jī)制。
縱觀歷史，人類一直嘗試不同的方式來(lái)交換價(jià)值并保護(hù)買賣雙方。除了硬幣，紙幣和銀行系統(tǒng)外，當(dāng)今最顯而易見的交換價(jià)值的解決方案是電子支付。
信用卡系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)技術(shù)都是重要的創(chuàng)新，可以提高交易的便利性，速度和效率。但是，在現(xiàn)代商業(yè)環(huán)境中，這些交易機(jī)制有其缺點(diǎn)，包括交易規(guī)模有限，需要第三方驗(yàn)證，交易成本增加以及基于信任的模型較弱。此外，欺詐和網(wǎng)絡(luò)攻擊是不可避免的，這也導(dǎo)致支付操作成本增加。
為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，世界需要一種新型的支付系統(tǒng)，或者說是一種網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)可以建立信任，消除中介機(jī)構(gòu)（讓任何兩個(gè)當(dāng)事方直接進(jìn)行交易），消除欺詐并提供安全有效的托管機(jī)制。保護(hù)付款人和收款人。這是由中本聰（Satoshi Nakamoto）于11年前在2008年認(rèn)識(shí)的一個(gè)人得出的結(jié)論，并在本白皮書中列出。
中本聰（Satoshi Nakamoto）描述了一種基于加密貨幣和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分布式時(shí)間戳服務(wù)器的解決方案，以生成交易時(shí)間順序的計(jì)算證明。
在本文中，我們將定義所有這些術(shù)語(yǔ)，解釋這些事物如何支持區(qū)塊鏈技術(shù)，并解釋構(gòu)建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)需要采取的措施。
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N共享賬本，以分布式方式存儲(chǔ)有關(guān)交易的信息。
這些交易是在由參與者計(jì)算機(jī)組成的區(qū)塊鏈中的人與人之間執(zhí)行的。這些計(jì)算機(jī)提供了計(jì)算能力，以不斷維護(hù)區(qū)塊鏈（通過執(zhí)行計(jì)算和驗(yàn)證交易）。
這種計(jì)算機(jī)稱為節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有區(qū)塊鏈的完整副本。
從技術(shù)上講，區(qū)塊鏈?zhǔn)窃诓皇苄湃蔚膶?duì)等方網(wǎng)絡(luò)中排序的區(qū)塊鏈。每個(gè)塊都引用前一個(gè)塊，并包含數(shù)據(jù)，其自身的哈希值和前一個(gè)塊的哈希值。
取決于區(qū)塊鏈的類型，存儲(chǔ)在塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)單位可以用任何值表示。區(qū)塊可以存儲(chǔ)一定數(shù)量的資金，公司的股份，數(shù)字所有權(quán)證書，選舉期間的投票或任何其他值。
一塊存儲(chǔ)有關(guān)各方的加密詳細(xì)信息，這些各方的交互導(dǎo)致將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該塊中。加密貨幣塊還包含發(fā)送者和接收者的加密標(biāo)識(shí)符。例如，電子商務(wù)交易的區(qū)塊將包含零售商和消費(fèi)者的標(biāo)識(shí)符。
每個(gè)塊也有一個(gè)哈希。該哈希值是使用數(shù)學(xué)函數(shù)從文本字符串生成的值。哈?？梢耘c指紋進(jìn)行比較，因?yàn)槊總€(gè)哈希都是唯一的。它的作用是識(shí)別一個(gè)塊和該塊的內(nèi)容。
一旦創(chuàng)建了一個(gè)塊，便會(huì)計(jì)算出哈希值。更改塊內(nèi)的某些內(nèi)容會(huì)導(dǎo)致哈希值發(fā)生變化。因此，散列還指示對(duì)塊的更改。
同樣，每個(gè)塊都包含前一個(gè)塊的哈希。例如，如果區(qū)塊鏈中有三個(gè)區(qū)塊，則區(qū)塊3將包含區(qū)塊2的哈希值，而區(qū)塊2將包含區(qū)塊1的哈希值。
如果有人在單個(gè)塊中更改數(shù)據(jù)，則該特定塊的哈希會(huì)更改，但這也會(huì)使整個(gè)鏈無(wú)效。
哈希是識(shí)別嘗試更改塊中數(shù)據(jù)的好工具。但是，僅哈希算法不足以確保區(qū)塊鏈的安全性。為了減輕破壞區(qū)塊鏈的企圖并確保安全性，區(qū)塊鏈技術(shù)還使用了一個(gè)稱為工作量證明的過程。
工作量證明是產(chǎn)生難以獲取但易于驗(yàn)證的數(shù)據(jù)的過程。在區(qū)塊鏈的上下文中，工作量證明是關(guān)于解決數(shù)學(xué)問題的。如果成功解決了問題，則可以將新塊添加到區(qū)塊鏈。平均而言，執(zhí)行工作量證明計(jì)算并將新的塊添加到鏈中大約需要10分鐘。
工作量證明流程的背后是什么？
可以將這種機(jī)制與骰子游戲相提并論。假設(shè)有一個(gè)特定的數(shù)字（例如，九個(gè)），玩家需要擲骰子。玩家很可能需要幾次嘗試。但遲早他會(huì)得到九分。
現(xiàn)在，讓我們向游戲中添加更多玩家。擲出正確數(shù)字的人首先獲勝。
這就是有效的工作量證明功能。當(dāng)然，在區(qū)塊鏈中，需要解決的問題比在骰子游戲中擲九個(gè)骰子要困難得多，但是概念是相同的。
形成區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)競(jìng)相解決數(shù)學(xué)問題以獲得獎(jiǎng)勵(lì)，并率先將下一個(gè)區(qū)塊添加到鏈中。
區(qū)塊鏈中的數(shù)學(xué)問題必須很難解決，但必須易于檢查以防止作弊。
哈希和工作量證明機(jī)制共同確保了整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的安全性。
由于區(qū)塊鏈由大量節(jié)點(diǎn)組成，因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)執(zhí)行工作量證明。因此，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)法完成具有有效結(jié)果的工作量證明時(shí)，這種情況非常普遍。發(fā)生這種情況時(shí)，它稱為硬分叉，它確切描述了區(qū)塊鏈所發(fā)生的事情–分叉。
當(dāng)創(chuàng)建新的塊并將其添加到這些分支的鏈中的一個(gè)時(shí)，它將成為最長(zhǎng)的鏈，也是唯一的有效鏈。來(lái)自其他分支鏈的區(qū)塊將被區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)拒絕，這些區(qū)塊中包含的所有交易將再次發(fā)送以進(jìn)行驗(yàn)證。
到目前為止，到達(dá)的最長(zhǎng)叉子不超過連續(xù)五個(gè)塊。
除了哈希和工作量證明之外，區(qū)塊鏈錢包還可以確保交易的安全性并防止欺詐。錢包會(huì)生成成對(duì)的公鑰和私鑰，以進(jìn)一步確保交易的安全性。
可以將公共密鑰與郵箱進(jìn)行比較。任何人都可以在其中放一封信，但他們無(wú)法將其取回。只有擁有私鑰的郵政工作人員才能打開郵箱并獲得信件。
這類似于區(qū)塊鏈中的密鑰如何工作。任何人都可以使用公鑰將交易發(fā)送到接收者的地址。這類似于將信件放入郵箱。但是，只有該地址的擁有者也具有私鑰才能訪問該交易的價(jià)值。
任何人都可以加入?yún)^(qū)塊鏈對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)某人加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，此人將獲得區(qū)塊鏈的完整副本。分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及有效的哈希和工作量證明機(jī)制有助于防止幾乎任何欺詐行為。
例如，為了添加包含無(wú)效哈希或無(wú)效數(shù)據(jù)的塊，復(fù)制現(xiàn)有塊或執(zhí)行欺詐性交易，攻擊者將不得不對(duì)每個(gè)區(qū)塊鏈參與者的計(jì)算機(jī)進(jìn)行黑客攻擊，并將其插入無(wú)效塊中。
但是，即使這是可能的，也沒有節(jié)點(diǎn)會(huì)驗(yàn)證這樣的塊。它只會(huì)被忽略，好像它一開始就不存在。
區(qū)塊鏈最流行的用途之一是用于加密貨幣。比特幣，萊特幣等加密貨幣不是由中央機(jī)構(gòu)發(fā)行或控制的。去中心化使這些區(qū)塊鏈貨幣可以邁向沒有中介機(jī)構(gòu)的替代金融模型的第一步。
區(qū)塊鏈帶來(lái)的另一個(gè)革命性領(lǐng)域是交易和交易。傳統(tǒng)合同已被堅(jiān)不可摧的智能合同所取代，它消除了第三方并在各種應(yīng)用中起作用：就業(yè)合同，批發(fā)和零售購(gòu)買，購(gòu)買財(cái)產(chǎn)的協(xié)議，確保知識(shí)產(chǎn)權(quán)的協(xié)議，保險(xiǎn)，甚至是婚姻合同。我們將在另一篇文章中討論智能合約。
但是，區(qū)塊鏈可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過加密貨幣和智能合約。區(qū)塊鏈可以存儲(chǔ)，跟蹤和傳輸有關(guān)房地產(chǎn)對(duì)象和土地，產(chǎn)權(quán)和病史，商業(yè)交易和稅收等的數(shù)據(jù)。
區(qū)塊鏈甚至能夠破壞能源管理，治理和執(zhí)法等壟斷領(lǐng)域（正如我們?cè)谧罱奈恼轮蟹窒淼挠嘘P(guān)如何在不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)嵤﹨^(qū)塊鏈的文章所述）。
逐漸地，區(qū)塊鏈技術(shù)正在改變我們的交易方式，為個(gè)人和企業(yè)開辟了新的機(jī)遇，除了在金融服務(wù)中的應(yīng)用之外，它將成為跨行業(yè)眾多企業(yè)的基礎(chǔ)。
我們非常確定，只要掌握得當(dāng)，幾乎任何基于技術(shù)的商業(yè)構(gòu)想都可以從區(qū)塊鏈中受益。
如果您有興趣在區(qū)塊鏈和其他新興技術(shù)上獲得更多精選內(nèi)容，請(qǐng)訂閱下面的新聞通訊。
在未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，成都小程序開發(fā)有理由相信，區(qū)塊鏈將會(huì)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。無(wú)論是金融、供應(yīng)鏈、醫(yī)療、教育，還是其他領(lǐng)域，區(qū)塊鏈都有可能帶來(lái)革命性的改變。因此，對(duì)區(qū)塊鏈的理解和掌握，對(duì)我們每個(gè)人來(lái)說都是非常重要的。
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