Blockchain 区块链基础知识 - 图1

    本文是前奏,本来要介绍Azure上的Azure Blockchain Service,发现,需要从什么是区块链开始讲起。。。

    什么是区块链?我们从比特币说起, 2008年11月,中本聪提出了比特币白皮书,比特币系统从09年至今,未出现重大安全事故。
    1.比特币的底层技术便是区块链;
    2.比特币是点对点的电子现金系统(支付领域);
    3.该系统基于区块链技术构建;
    4.该系统通过区块链技术,使得点对点电子交易不需要中间方验证;
    5.具有实验性质,运行10年,未出现重大问题。

    简单理解区块链,从一个故事说起:

    Blockchain 区块链基础知识 - 图2

    张三给李四转1000块钱的故事:
    1.张三大吼一声,我给李四转了1000块钱;
    2.张三附近的村民听到了这声呐喊,然后确认了张三有足够余额;
    3.村民检查过后,每个村民都在自家的账本上记录:
    张三转给李四1000,张三3000-1000=2000;李四200+1000=1200;
    4. 张三附近的村民把转账告诉邻村,邻村又告诉邻村,全球人都知道了并记录到了自家账本上。
    几个问题?
    李四的问题:账本会不会被篡改?
    村民A的问题,为什么要费力气给张三记录这笔交易呢?
    全体村民的问题,以谁记的为准?
    Blockchain 区块链基础知识 - 图3

    账本会不会被篡改?

    通俗理解,把一段时间内的交易放到一个区块中,通过对区块进行哈希运算(哈希运算理解为Hash算法可以将一个数据转换为一个标志,这个标志和源数据的每一个字节都有十分紧密的关系。Hash算法还具有一个特点,就是很难找到逆向规律。原始数据中发生任何改变,哈希运算的结果都将发生变更),产生该区块的哈希值,该区块发生任何变化,区块的哈希值就会有巨大改变,讲哈希算法的结果写入到下一个区块中,将前后两个区块串起来。
    若上一页账单(区块)数据被修改,那它的数据指纹(哈希值)会发生改变,就无法与下一页账单中记录的哈希值对应上。所有玩家就能识别出这是个被篡改的无效链,并将其抛弃。
    所以,通过区块+链的方式,账不可篡改。

    作为普村A,为什么要费力气记账呢?

    因为有好处,就是所谓的矿工激励,第一个获得记账权的人,会获得奖励。

    谁记得为准?

    工作量证明(PoW),谁最先计算出某个题目的答案,就以谁的账本为准,其他人复制该账本。某个题目的答案,其实就是区块头中的随机数。

    区块链的几个特点:
    1.去中心化(Decentralized)去中心化系统,其没有中介机构,所有节点的权利和义务都相等,任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作;
    2.去信任(Trustless)系统中所有节点之间无需信任也可以进行交易,因为数据库和整个系统的运作是公开透明的,在系统的规则和时间范围内,节点之间无法欺骗彼此;
    3.集体维护(Collectively Maintain)系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的,系统中所有人共同参与维护工作;
    4.可靠数据库(Reliable Database)系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,修改单个节点的数据库是无效的,因为系统会自动比较,认为最多次出现的相同数据记录为真。

    区块链不是新技术,是一组技术的组合:
    Blockchain 区块链基础知识 - 图4

    核心技术-分布式账本
    通过P2P的方式,将正确的账本发送给其他人。
    Blockchain 区块链基础知识 - 图5

    核心技术-密码学
    主要在下一个区块中,存储上一个区块的哈希值。
    Blockchain 区块链基础知识 - 图6
    核心技术-区块构成
    Blockchain 区块链基础知识 - 图7
    核心技术-分布式共识

    Blockchain 区块链基础知识 - 图8

    核心技术-智能合约
    Blockchain 区块链基础知识 - 图9

    区块链的技术演进
    普遍认为,区块链已经经历了三个阶段:

    1. 加密货币阶段:就是指以比特币系统为代表的加密货币阶段;
    2. 数字资产,加密金融:在比特币发展成全民挖矿的情况下,于2013年,以太坊创始人Vitalik Buterin发布以太坊初版白皮书。以太坊引进了智能合约的概念,从真正意义上,可以满足商业化应用发布的需求。与第一阶段,只服务于比特币等加密货币不同,区块链2.0阶段,依赖以太坊,可以用来编程、分散、担保和交易任何事物,实现了“区块链+”应用的蔓延、扩展。大部分的区块链应用,都是基于以太坊而成立,如以太猫,如元链星系等区块链游戏,还有各种加密狗等等。
    3. 随着区块链技术的进一步发展,其“去中心化”功能及“数据防伪” 功能在其他领域逐步受到重视。人们开始认识到,区块链的应用也许不仅局 限在金融领域,还可以扩展到任何有需求的领域中去。于是,在金融领域之 外,区块链技术又陆续被应用到了公证、仲裁、审计、域名、物流、医疗、 邮件、鉴证、投票等其他领域中来,应用范围扩大到了整个社会。

    Blockchain 区块链基础知识 - 图10

    三个阶段中,前两个还是主要以公开的区块链为主,也成为公链,第三个阶段开始,则开始存在私链,联盟链等形式。

    区块链的分类:

    Blockchain 区块链基础知识 - 图11

    公链是指任何人都可读取的、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链。
    公链采取了采取工作量证明机制(POW)、权益证明机制(POS)、股份授权证明机制(DPOS)等方式,并将经济奖励和加密数字验证结合了起来,并建立一个原则就是每个人从中可获得的经济奖励与工作量成正比。这些区块链通常被认为是完全去中心化的。
    私链是指其写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据库管理、审计、甚至一个公司,尽管在有些情况下希望它能有公共的可审计性,但在很多的情形下,公共的可读性并非是必须的。

    联盟链开放程度和去中心化程度是有所限制的。其参与者是被提前筛选出来或者直接指定的,数据库的读取权限可能是公开的,也可能像写入权限一样只限于系统的参与者。

    区块链的典型应用:币圈+链圈
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