區塊鏈技術將
Ⅰ 未來勞動環境中什麼技術將解決互聯網信任與價值的可靠傳遞難題
未來勞動環境中區塊鏈技術將解決互聯網信任與價值的可靠傳遞難題。
互聯網:
互聯網(英語:internet),又稱網際網路或音譯網際網路、英特網,是網路與網路之間所串連成的龐大網路,這些網路以一組通用的協定相連,形成邏輯上的單一巨大國際網路。這種將計算機網路互相聯接在一起的方法可稱作「網路互聯」,在這基礎上發展出覆蓋全世界的全球性互聯網路稱「互聯網」,即是「互相連接一起的網路」。
互聯網並不等同萬維網(WorldWideWeb),萬維網只是一建基於超文本相互鏈接而成的全球性系統,且是互聯網所能提供的服務其中之一。單獨提起互聯網,一般都是互聯網或接入其中的某網路,有時將其簡稱為網或網路(theNet)可以通訊、社交、網上貿易。
Ⅱ 到底什麼是區塊鏈
先說一些基本概念。
網路稱,區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的一種新使用模式。它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,它是由密碼學產生的一系列數據塊。
我們試圖將「區塊鏈是什麼」翻譯成「人類語言」。
該定義提到了區塊鏈3354「分散資料庫」的本質。這與傳統的「集中式資料庫」在存儲、更新和操作上有很大的不同。
集中式資料庫可以被認為是這樣的形狀:
比如我要用支付寶給淘寶賣家付款,從我賺錢到他收到錢的所有數據請求都會由支付寶集中處理。這種數據結構的好處是,只要支付寶對系統的高效安全運行負責,其他人就可以無條件相信,不用擔心;壞處是,如果支付寶出了問題,比如被黑,伺服器被燒,出現內奸,公司跑路(當然以上可能性極低),我們支付寶里的余額明細等信息都會混亂。
然後有人認為這種小概率事件可以用任何技術手段來規避單個風險,把數據不僅僅交給一個中心化的機構。例如,每個人都可以存儲和處理數據。
資料庫結構可能如下所示:
這張圖是「分布式資料庫」的結構示意圖。每個點都是一個伺服器,他們都有同等的權利記錄和計算數據,信息點對點傳播。乍一看確實可以抵禦某個節點崩潰帶來的風險,但直觀上也非常混亂低效。我的信息誰來處理,結果誰說了算?
這時,區塊鏈定義中的「共識機制」就發揮作用了。共識機制主要「規定」以下事情:收到一個數據請求,由誰來處理(需要什麼資格);誰來驗證結果(看他有沒有處理好);如何防止加工者和檢驗者相互勾結等。
當一個「規則」被制定出來時,有些人可能喜歡被質疑。為了形成更強的共識,除了讓規則更合理之外,也要更有吸引力,讓人們有興趣和動力參與到數據處理的工作中來。這就涉及到公鏈的激勵機制。當我們稍後討論區塊鏈的分類和數字貨幣的作用時,我們將再次開始。
當我們把一筆交易交給一個分布式網路的時候,還有一個「心理門檻」:能處理信息的節點那麼多,我一個都不認識(不像支付寶,萬一傷害到我,我可以去找它打官司)。他們都有我的數據,我憑什麼相信他們?
這時,加密演算法(區塊鏈定義中的最後一個描述性詞語)登場了。
在區塊鏈網路中,我們發出的數據請求會根據密碼學原理被加密成接收方根本無法理解的一串字元。這種加密方返豎式的背後是哈希演算法的支持。
哈希演算法可以快速將任何類型的數據轉化為哈希值。這種變化是單向不可逆的、確定的、隨機的、防碰撞的。由於這些特點,處理我的數據請求的人可以幫我記錄信息,但他們不知道我是誰,也不知道我在做什麼。
至此,介紹了分散式網路的工作原理。但是我們似乎忽略了一個細節。前面的示意圖是一張網。滑輪和鏈條在哪裡?為什麼我們稱它為區塊鏈?
要理解這件事,我們需要先理清幾個知識點:
前面這張圖其實是一個「宏觀」的資料庫透視圖,展示了區塊鏈系統處理信息的基本規則和流程。而具體到「微觀」的數據日誌層面,我們會發現賬本被打包、壓縮、胡世核分塊存儲,並按時間順序串在一起,形成一個「鏈式結構」,像這樣:
圖中的每一個圓環都可以看作是一塊積木,許多鏈環扣在一起形成一個區塊鏈。塊存儲數據,這與普通的數據存儲不同:在區塊鏈上,後一個塊中的數據包含前一個塊中的數據。
為了從學術上解釋塊中數據的每個部分的欄位,我們試圖用一本書來比喻什麼是區塊鏈數據結構。
通常,我們看書,看完第一頁,然後看第二頁和第三頁.書脊是一種物理存在,它固定了每一頁的順序。即使書散了,也能確定標有頁碼的每一頁的順序。
在區塊鏈內部,每個塊都標有頁碼,第二頁的內容包含第一頁的內容,第三頁的內容包含第一頁和第二頁的內容.第十頁包含前九頁的內容。
就是這樣一個嵌套的鏈條,可以追溯到最褲掘原始的數據。
這就引出了區塊鏈的一個重要屬性:可追溯性。
當區塊鏈中的數據需要更新時,即按順序生成新的塊時,「共識演算法」再次發揮作用。這個演算法規定,一個新的塊只有得到全網51%以上節點的認可才能形成。說白了就是投票,半數以上的人同意就可以產生。這使得區塊鏈上的數據很難被篡改。如果我要強行改變,要賄賂的人太多,成本太高,不值得。
這就是人們常說的區塊鏈的「不可篡改」特性。
區塊鏈給人信任感的另一個原因是有「智能合約」。
智能合同是由計算機程序定義並自動執行的承諾協議。它是一套由代碼執行的交易規則,類似於目前信用卡的自動還款功能。如果開啟這個功能,你什麼都不用擔心,到期銀行會自動扣你欠的錢。
當你的朋友向你借錢,但不記得還了,或者找借口不還了,智能合約可以防止違約。一旦觸發了合同里的條款,比如什麼時候該還錢了,或者他的賬戶里有了額度,代碼就會自動執行,他欠你的錢不管他要不要都會自動轉回來。
我們來簡單總結一下。區塊鏈技術主要是去中心化,不易篡改,可追蹤,代表了更多的安全和去信任。但也帶來了新的問題:冗餘和低效,需要很多節點認同規則,積極參與。
「烘乾」部分到此結束。接下來,我們來談談野史,區塊鏈的正史。
一項新技術經常被用來為某項任務服務。
或目標而生。那麼區塊鏈最初是被用在哪裡,又是誰先想出來的呢?
讓我們把時間拉回2008年。
9月21日,華爾街投行接連倒下,美聯儲宣布:把僅存的兩家投資銀行(高盛集團和摩根士丹利)改為商業銀行;希望可以靠吸儲渡過金融危機。10月3日,布希政府簽署了7000億美元的金融救市方案。
28天之後,也就是2008年的11月1日,一個密碼學郵件組里出現了一個新帖子:「我正在開發一種新的電子貨幣系統,採用完全點對點的形式,而且無需第三方信託機構。」帖子的正文是一篇名為《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的論文,署名Satoshi Nakamoto(中本聰)。
論文以較為嚴謹的邏輯闡述了這套點對點電子現金系統的設計,先是討論了金融機構受制於「trust based」(基於信用)的問題,再一步步說明如何實現「無需第三方機構」,並精巧地解決掉前人遺留下來的技術問題。
兩個月後,中本聰發布了開源的第一版比特幣客戶端,並首次挖出50個比特幣。產生第一批比特幣的區塊被稱為「Genesis block」(創世區塊),創始區塊被編譯為0區塊,沒有上鏈。中本聰用了6天時間挖出這個塊。這也在bitcointalk論壇中引發討論,比特幣的「信徒」們聯想到了聖經中,「神用六天創造天地萬物,便在第七日歇工安息了」。
雖然論文中並未出現decentralized(去中心化)、token(通證)、economy(經濟)等概念,但中本聰詳細解釋了區塊(Block)和鏈(Chain)在網路中的工作原理。於是,便有了區塊鏈(Block Chain)。
這篇論文,後來成為了「比特神教」的「聖經」,技術成為信仰的基石,開發者文檔成了「漢謨拉比法典」。
之後,比特幣通過交換披薩實現首次現實場景的支付、被美國政府封鎖賬戶的維基解密依靠比特幣奇跡般地生還、中本聰的「放權」與退隱、真真假假的現身和辟謠等等一系列傳說,融合了後人的期許、想像和投機,成為了「聖經故事」。
也有人並不滿意「舊約」中描繪的世界,另起教派,將教義寫入白皮書,在比特幣之後的十年中,講述著他們的信仰故事。就像66卷聖經的寫作跨越了1500年,又經過2000年的解讀,基督教分化出33000個枝丫。
CoinMarketCap顯示,數字貨幣種類已超過4900種,數字貨幣整體市場規模近1.4億元。比特幣仍以66%的市佔率領跑整個數字貨幣市場,近期價格在7200美元/枚附近徘徊。
這么多的幣種有著不盡相同的功用,又被分成不同的類別:以比特幣為代表的數字貨幣定位在「數字黃金」,有一定的儲值、避險特性;以以太坊為代表的數字貨幣,成為了其網路系統中的「運行燃料」;以USDT、Libra為代表的穩定幣,因其低波動,有著良好的支付性;以DCEP為代表的央行發行數字貨幣,一定程度上取代M0,讓商業機構和普通百姓們在沒現金又斷網的時候,也不耽誤收付款。
可見,區塊鏈技術發展10年,最初和最「大」的使用就是數字貨幣。
數字貨幣也成為了參與者們維護公鏈的誘人獎勵。
那麼在數字貨幣之外,區塊鏈技術還可以被用在哪裡呢?
讓我們再回憶下什麼是區塊鏈的本質——去中心化的資料庫,和相應的一些特點:可追溯、公開、匿名、防篡改。那麼理論上,傳統的、用得到中心化資料庫的場景,都可以試著用區塊鏈來改造下,看看是否合適。
下面,我們來聊幾個成功落地了區塊鏈的行業和場景:
區塊鏈可以通過哈希時間戳證明某個文件或者數字內容在特定時間的存在,為司法鑒證、身份證明、產權保護、防偽溯源等提供了完美解決方案
在防偽溯源領域,通過供應鏈跟蹤區塊鏈技術可以被廣泛使用於食品醫葯、農產品、酒類、奢侈品等各領域。
舉兩個例子。
區塊鏈可以讓政務數據跑起來,大大精簡辦事流程
區塊鏈的分布式技術可以讓政府部門集中到一個鏈上,所有辦事流程交付智能合約,辦事人只要在一個部門通過身份認證以及電子簽章,智能合約就可以自動處理並流轉,順序完成後續所有審批和簽章。
區塊鏈發票是國內區塊鏈技術最早落地的使用。稅務部門推出區塊鏈電子發票「稅鏈」平台,稅務部門、開票方、受票方通過獨一無二的數字身份加入「稅鏈」網路,真正實現「交易即開票」「開票即報銷」——秒級開票、分鍾級報銷入賬,大幅降低了稅收征管成本,有效解決數據篡改、一票多報、偷稅漏稅等問題。
扶貧是區塊鏈技術的另一個落地使用。利用區塊鏈技術的公開透明、可溯源、不可篡改等特性,實現扶貧資金的透明使用、精準投放和高效管理。
也舉兩個例子。
由公安部第三研究所指導的 eID 網路身份運營機構正與公易聯共同研發「數字身份鏈」,以公民身份號碼為根,基於密碼學演算法簽發給中國公民。投入運行以來,eID 數字身份體系已服務 1 億張 eID 的全生命周期管理,有效緩解了個人身份信息被冒用濫用和隱私泄露的問題。
Odaily星球日報整理的在網信辦備案的5個身份鏈項目
區塊鏈技術天然具有金融屬性
支付結算方面,在區塊鏈分布式賬本體系下,市場多個參與者共同維護並實時同步一份「總賬」,短短幾分鍾內就可以完成現在兩三天才能完成的支付、清算、結算任務,降低了跨行跨境交易的復雜性和成本。同時,區塊鏈的底層加密技術保證了參與者無法篡改賬本,確保交易記錄透明安全,監管部門方便地追蹤鏈上交易,快速定位高風險資金流向。
證券發行交易方面,傳統股票發行流程長、成本高、環節復雜,區塊鏈技術能夠弱化承銷機構作用,幫助各方建立快速准確的信息交互共享通道,發行人通過智能合約自行辦理發行,監管部門統一審查核對,投資者也可以繞過中介機構進行直接操作。
數字票據和供應鏈金融方面,區塊鏈技術可以有效解決中小企業融資難問題。目前的供應鏈金融很難惠及產業鏈上游的中小企業,因為他們跟核心企業往往沒有直接貿易往來,金融機構難以評估其信用資質。基於區塊鏈技術,我們可以建立一種聯盟鏈網路,涵蓋核心企業、上下游供應商、金融機構等,核心企業發放應收賬款憑證給其供應商,票據數字化上鏈後可在供應商之間流轉,每一級供應商可憑數字票據證明實現對應額度的融資。
舉個例子。
由工行、郵儲銀行、11家央企等聯合發起的中企雲鏈,自2017年成立至今,已覆蓋4.8萬企業,鏈上確權金額達到1000億元,保理融資570億元,累計交易達3000億元。金融機構收到貸款申請後,可在鏈上驗證合同的真實性、合同有無多次驗證(多頭借貸);智能合約自動清結算,降本增效;同時,核心企業的應付賬款可擁有對應憑證,並由一級供應商進行拆分,交至同在鏈上的二、三??級供應商,助其融資;而核心企業也可藉此了解全鏈條的運轉是否正常,免除緊急兌付壓力。
區塊鏈技術將大大優化現有的大數據使用,在數據流通和共享上發揮巨大作用
前面提到的是我們相對熟悉的領域。隨著更多新技術的發展,區塊鏈或許都可以與之結合,在意想不到的交叉領域和現在還無法預料的新場景下發揮作用。
未來互聯網、人工智慧、物聯網都將產生海量數據,現有中心化數據存儲(計算模式)將面臨巨大挑戰,基於區塊鏈技術的邊緣存儲(計算)有望成為未來解決方案。再者,區塊鏈對數據的不可篡改和可追溯機制保證了數據的真實性和高質量,這成為大數據、深度學習、人工智慧等一切數據使用的基礎。
最後,區塊鏈可以在保護數據隱私的前提下實現多方協作的數據計算,有望解決「數據壟斷」和「數據孤島」問題,實現數據流通價值。
針對當前的區塊鏈發展階段,為了滿足一般商業用戶區塊鏈開發和使用需求,眾多傳統雲服務商開始部署自己的BaaS(「區塊鏈即服務」)解決方案。區塊鏈與雲計算的結合將有效降低企業區塊鏈部署成本,推動區塊鏈使用場景落地。未來區塊鏈技術還會在慈善公益、保險、能源、物流、物聯網等諸多領域發揮重要作用。
在這場從傳統技術到區塊鏈的試驗過程中,我們發現,當某些場景對可追溯、防篡改、去中心的需求更強,又對區塊鏈的弱項(比如性能),要求並不高,這樣的領域就蠻適合結合區塊鏈。
同時,區塊鏈在演進的過程中,也從人人皆可訪問、高度去中心化的公有鏈,發展出了設有不同許可權、由多個中心維護的聯盟鏈,一定程度上平衡了兩種體系的優缺點。
聯盟鏈的典型案例有:微眾銀行牽頭金鏈盟開源工作組共同研發的FISCO BCOS、IBM主要貢獻的Fabric、以及螞蟻區塊鏈主導的螞蟻聯盟鏈等等。
這些去信任的系統代表了更安全的數據認證和存儲機制,其中的數據是被有效認證的和被保護的。企業或個人可以以數字方式交換或簽訂合同,其中這些合同嵌入在代碼中,並存儲在透明的、共享的資料庫中,在這些資料庫中,它們不會被刪除、篡改和修訂。
大膽預測,未來世界的合同、審核、任務、支付都將被具有唯一性和安全性的簽名數字化,數字簽名將被永久地識別、認證、法律化和存儲,並且無法篡改。不需要中介方來為自己的每一筆交易做擔保了,在不了解對方基本信息的情況下就可以進行交易。在提高信息安全性的同時,有效降低交易成本,提高交易效率。
總的來講,相比於兩年前,區塊鏈的落地已有不少進展。
有不少改進是在系統底層,用戶沒法直接看出用了區塊鏈,實已受惠於它;也有部分使用仍處試點,用戶還未能體驗。未來,區塊鏈有望得到大規模使用,成為互聯網基礎設施之一。
希望看到這里的你,已經大致了解了什麼是區塊鏈,以及區塊鏈能做什麼。
相關問答:區塊鏈是什麼
區塊鏈其實就相當於一個去中介化的資料庫,是由一串數據塊組成的。它的每一個數據塊當中都包含了一次比特幣網路交易的信息,而這些都是用於驗證其信息的有效性和生成下一個區塊的。
狹義的來講,區塊鏈是就是一種按照時間順序來將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構,並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
而從廣義來講,區塊鏈其實是一種分布式基礎架構與計算方式,它是用於保證數據傳輸和訪問的安全的。
區塊鏈的基礎架構:
區塊鏈是由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和使用層這六個基礎架構組成的。
Ⅲ 區塊鏈作為智能社會的關鍵支撐技術將支撐生產關系的智能化對嗎
區塊鏈作為智能社會的關鍵支撐技術將支撐生產關系的智能化對。這種技術將極大的提升社會關系,廣泛的提高社會關系的處理效率的公正性和公平性,區塊鏈等新興的技術將支撐人類社會邁入智能社會,區塊鏈作為智能社會的關鍵支撐技術之一,其核心價值是實現社會關系運行的智能化。
Ⅳ 區塊鏈技術是什麼
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。
區塊鏈(Blockchain),是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,簡旁是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。
比特幣白皮書英文原版其實並未出現 blockchain 一詞,而是使用的 chain of blocks。最早的比特幣白皮書中文翻譯版中,將 chain of blocks 翻譯成了區塊鏈。這是「區塊鏈」這一中文詞最早的出現時間。
國家互聯網信息辦公室2019年1月10日發布《區塊鏈信息服務管理規定》,自2019年2月15日起施行。
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和昌敏更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數攔迅橡據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
Ⅳ 區塊鏈技術有哪些
塊鏈的概念可以說是非常受歡迎的.在網路金融峰會上,沒有人說塊鏈技術就out了.塊鏈技術是什麼?
塊鏈技術既可以是公開的分類(任何人都可以看到),也可以是許可的網路(只有許可的人可以看到),解決了供應鏈的挑戰.因為是不可改變的記錄,所以在網路參加者之間分享並實時更新.
塊鏈技術-數據層:設計帳簿的數據結構
核心技術1、塊__;鏈:
技術上,塊是記錄交易的數據結構,反映了交易的資金流動.系統中已經擾裂手達成的交易塊連接形成主鏈,所有參與計算的節點都記錄了主鏈或主鏈的一部分.
各塊由塊頭和塊體構成,塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息,主要包括交易數量和交易細節,塊頭包括現在的版本號、前一個塊地址、時間戳(記錄該塊產生的時間,准確到秒)、隨機數(記錄解密該塊相關數學問題的答案值)、現在塊的目標哈希值、Merkle數源磨的根值等信息.從結構上看,塊鏈的大部分功能都由塊頭實現.
核心技術2、哈希函數:
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哈希函數可以將任意長度的資料從Hash演算法轉換為固定長度的代碼,原理是基於密碼學的單向哈希函數,這個函數容易被驗證,但是很難解讀.業界通常以y=hash(x)的方式表示,這個哈希函數實現了運算x的哈希值y.
常用的哈希演算法有MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384、SHA-512等.以SHA256演算法為例,將任何數據輸入SHA256,將獲得256位Hash值(散列值).其特點:同樣的數據輸入會得到同樣的結果.輸入數據有點變化(例如,1變為0)會得到完全不同的結果,結果測.正向計算(數據計算對應的Hash值)非常簡單.逆向計算極其困難,在現在的科學技術條件下被視為不可能.
核心技術3、Merkle樹:
Merkle樹是哈希二叉樹,可以快速驗證大規模數據的完整性.在塊鏈網路中,Merkle_皇髂居糜謐芙崢櫓械乃薪灰仔畔_鈧丈煽櫓興薪灰仔畔⒌耐騁還V擔櫓腥魏謂灰仔畔⒌謀浠薊岣謀_erkle 樹木.
核心技術4、非對稱加密演算法:
非對稱加密演算法是鑰匙的保密方法,需要鑰匙和鑰匙.公鑰和私鑰是一對,如果用公鑰加密數據,只能用對應的私鑰解密,獲得對應的數據價值,如果用私鑰簽字數據,只能用對應的公鑰驗證簽字,驗證信息的發出者是私鑰的所有者.
由於加密和解密使用兩種不同的密鑰,該演算法稱為非對稱加密演算法,而對稱加密在加密和解密過程中使用相同的密鑰.
塊鏈緩嫌技術-網路層:實現收費節點的集中化
核心技術5,P2P網路:
P2P網路(對等網路)也稱為點對點技術,是沒有中心伺服器、用戶群交換信息的互聯網系統.與有中心伺服器的中央網路系統不同,對等網路的每個用戶端都是節點,也有伺服器的功能.國內迅雷軟體採用P2P技術.P2P網路具有集中化和強化等特點.
塊鏈技術-共識層:調配收費節點的任務負荷
Ⅵ 區塊鏈是什麼意思
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。
1、區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構,並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
2、區塊鏈是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中介化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊。
(6)區塊鏈技術將擴展閱讀:
1、比特幣對等網路將所有的交易歷史都儲存在「區塊鏈」(blockchain)中。區塊鏈在持續延長,而且新區塊一旦加入到區塊鏈中,就不會再被移走。
2、區塊鏈共享價值體系首先被眾多的加密貨幣效仿,並在工作量證明上和演算法上進行了改進,如採用權益證明和SCrypt演算法。
3、區塊鏈實際上是一群分散的用戶端節點,並由所有參與者組成的分布式資料庫,是對所有比特幣交易歷史的記錄。
4、區塊鏈技術將應用於金融行業的徵信,交易安全和信息安全。區塊鏈在金融方面可以形成點對點的數字價值轉移,從而提升傳輸和交易的安全性。
Ⅶ 區塊鏈技術有哪些區塊鏈核心技術介紹
當下最火熱的互聯網話題是什麼,不用小編說也知道,那就是區塊鏈技術,不過不少朋友只是聽說過這個技術,對其並沒有過多的深入理解,那麼區塊鏈技術有哪些?下面我們將為大家帶來區塊鏈核心技術介紹,以作大家參考之用。
區塊鏈技術核心有哪些?
區塊鏈技術可以是一個公開的分類賬(任何人都可以看到),也可以是一個受許可的網路(只有那些被授權的人可以看到),它解決了供應鏈的挑戰,因為它是一個不可改變的記錄,在網路參與者之間共享並實時更新。
區塊鏈技術----數據層:設計賬本的數據結構
核心技術1、區塊+鏈:
從技術上來講,區塊是一種記錄交易的數據結構,反映了一筆交易的資金流向。系統中已經達成的交易的區塊連接在一起形成了一條主鏈,所有參與計算的節點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。
每個區塊由區塊頭和區塊體組成,區塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息,主要包括交易數量和交易詳情;區塊頭則封裝了當前的版本號、前一區塊地址、時間戳(記錄該區塊產生的時間,精確到秒)、隨機數(記錄解密該區塊相關數學題的答案的值)、當前區塊的目標哈希值、Merkle數的根值等信息。從結構來看,區塊鏈的大部分功能都由區塊頭實現。
核心技術2、哈希函數:
哈希函數可將任意長度的資料經由Hash演算法轉換為一組固定長度的代碼,原理是基於一種密碼學上的單向哈希函數,這種函數很容易被驗證,但是卻很難破解。通常業界使用y=hash(x)的方式進行表示,該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
常使用的哈希演算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256演算法為例,將任何一串數據輸入到SHA256將得到一個256位的Hash值(散列值)。其特點:相同的數據輸入將得到相同的結果。輸入數據只要稍有變化(比如一個1變成了0)則將得到一個完全不同的結果,且結果無法事先預知。正向計算(由數據計算其對應的Hash值)十分容易。逆向計算(破解)極其困難,在當前科技條件下被視作不可能。
核心技術3、Merkle樹:
Merkle樹是一種哈希二叉樹,使用它可以快速校驗大規模數據的完整性。在區塊鏈網路中,Merkle樹被用來歸納一個區塊中的所有交易信息,最終生成這個區塊所有交易信息的一個統一的哈希值,區塊中任何一筆交易信息的改變都會使得Merkle樹改變。
核心技術4、非對稱加密演算法:
非對稱加密演算法是一種密鑰的保密方法,需要兩個密鑰:公鑰和私鑰。公鑰與私鑰是一對,如果用公鑰對數據進行加密,只有用對應的私鑰才能解密,從而獲取對應的數據價值;如果用私鑰對數據進行簽名,那麼只有用對應的公鑰才能驗證簽名,驗證信息的發出者是私鑰持有者。
因為加密和解密使用敗裂仿的是兩個不同的密鑰,所以這種演算法叫做非對稱加密演算法,而對稱加密在加密與解密的過程中使用的是同一把密鑰。
區塊鏈技術----網路層:實現記賬節點的去中心化
核心技術5、P2P網路:
P2P網路(對等網路),又稱點對點技術,是沒有中心伺服器、依靠用戶群交換信息的互聯網體系。與有中心伺服器的中央網路系統不同,對等網路的每個用戶端既是一個節點,也有伺服器的功能。國內的迅雷軟體採用的就是P2P技術。P2P網路其具有去中心化與健壯性等特點。
區塊鏈技術----共識層:調配記賬節點的任務負載
核心技術6、共識機制:
共識機制,就是所有記賬節點之間如何達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。目前主要有四大類共識機制:PoW、PoS、DPoS和分布式一致性演算法。
PoW(ProofofWork,工作量證明):PoW機制,也就是像比特幣的挖礦機制,礦工通過把網路尚未記錄的現有交易打包到一個區塊,然後不斷遍歷嘗試來尋找一個隨機數,使得新區塊加上隨機數的哈希值滿足一定的難度條件。找到滿足條件的隨機數,就相當於確定了區塊鏈最新的一個區塊,也相當於獲得了區塊鏈的本輪記賬權。礦工把滿足挖礦難度條件的區塊在源伏網路中廣播出去,全網其他節點在驗證該區塊滿足挖礦難度條件,同時區塊里的交易數據符合協議規范後,將各自把該區塊鏈接到自己版本的區塊鏈上,從而在全網形成對當前網路狀態的共識。
PoS(ProofofStake,權益證明):PoS機制,要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制。如果單純依靠代幣余額來決定記賬者必然察纖使得富有者勝出,導致記賬權的中心化,降低共識的公正性,因此不同的PoS機制在權益證明的基礎上,採用不同方式來增加記賬權的隨機性來避免中心化。例如點點幣(PeerCoin)PoS機制中,擁有最多鏈齡長的比特幣獲得記賬權的幾率就越大。NXT和Blackcoin則採用一個公式來預測下一記賬的節點。擁有多的代幣被選為記賬節點的概率就會大。未來以太坊也會從目前的PoW機制轉換到PoS機制,從目前看到的資料看,以太坊的PoS機制將採用節點下賭注來賭下一個區塊,賭中者有額外以太幣獎,賭不中者會被扣以太幣的方式來達成下一區塊的共識。
DPoS(DelegatedProof-Of-Stake,股份授權證明):DPoS很容易理解,類似於現代企業董事會制度。比特股採用的DPoS機制是由持股者投票選出一定數量的見證人,每個見證人按序有兩秒的許可權時間生成區塊,若見證人在給定的時間片不能生成區塊,區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速,也更加節能。
分布式一致性演算法:分布式一致性演算法是基於傳統的分布式一致性技術。其中有分為解決拜占庭將軍問題的拜占庭容錯演算法,如PBFT(拜占庭容錯演算法)。另外解決非拜占庭問題的分布式一致性演算法(Pasox、Raft),詳細演算法本文不做說明。該類演算法目前是聯盟鏈和私有鏈場景中常用的共識機制。
綜合來看,POW適合應用於公鏈,如果搭建私鏈,因為不存在驗證節點的信任問題,可以採用POS比較合適;而聯盟鏈由於存在不可信局部節點,採用DPOS比較合適。
區塊鏈技術----激勵層:制定記賬節點的"薪酬體系"
核心技術7、發行機制和激勵機制:
以比特幣為例。比特幣最開始由系統獎勵給那些創建新區塊的礦工,該獎勵大約每四年減半。剛開始每記錄一個新區塊,獎勵礦工50個比特幣,該獎勵大約每四年減半。依次類推,到公元2140年左右,新創建區塊就沒有系統所給予的獎勵了。屆時比特幣全量約為2100萬個,這就是比特幣的總量,所以不會無限增加下去。
另外一個激勵的來源則是交易費。新創建區塊沒有系統的獎勵時,礦工的收益會由系統獎勵變為收取交易手續費。例如,你在轉賬時可以指定其中1%作為手續費支付給記錄區塊的礦工。如果某筆交易的輸出值小於輸入值,那麼差額就是交易費,該交易費將被增加到該區塊的激勵中。只要既定數量的電子貨幣已經進入流通,那麼激勵機制就可以逐漸轉換為完全依靠交易費,那麼就不必再發行新的貨幣。
區塊鏈技術----合約層:賦予賬本可編程的特性
核心技術8、智能合約:
智能合約是一組情景應對型的程序化規則和邏輯,是通過部署在區塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實現的。通常情況下,智能合約經各方簽署後,以程序代碼的形式附著在區塊鏈數據上,經P2P網路傳播和節點驗證後記入區塊鏈的特定區塊中。智能合約封裝了預定義的若干狀態及轉換規則、觸發合約執行的情景、特定情景下的應對行動等。區塊鏈可實時監控智能合約的狀態,並通過核查外部數據源、確認滿足特定觸發條件後激活並執行合約。
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