區塊鏈工作圖解
㈠ 圖解什麼是區塊鏈
區塊鏈這么火,都開始影響到我的生活了,不想了解也不行了的樣子,今天來看看到底什麼是區塊鏈。
本文結構:
和它的名字一樣,
區塊鏈是由一組塊組成的鏈,
塊是包含信息的信息塊,組成的鏈也就包含了信息。
區塊鏈技術最早是在1991年由一群研究人員研發,用來給數字化文檔打時間戳,使得這些文檔不能被篡改。從那之後就基本上沒有再發揮其他作用,直到2009年,中本聰採用區塊鏈技術創造了數字加密貨幣-比特幣。
一條區塊鏈,就是一個對所有人完全公開的分布式賬本,它有一個很有趣的屬性: 一旦某些數據被記錄到一條區塊鏈中後,那麼數據就很難再被改變。
來看一下 一個區塊(block)的組成:
每一個區塊包含了 一些數據,這個區塊的哈希值,以及前一個區塊的哈希值 。
區塊中所保存的數據與區塊鏈的類型有關,例如,比特幣區塊鏈中的區塊保存了相關的交易信息,包括賣家,買家,以及交易比特幣的數量。
每個區塊包含了一個哈希值,哈希值用來標識一個區塊和它所包含的所有內容,並且它是獨一無二的,就像指紋一樣。一旦某個區塊被創建,它的哈希值就相對應的被計算出來了。如果改變區塊中的某些內容會使得哈希值改變, 如果一個區塊的指紋改變了,那它就再也不是之前的區塊了 。
區塊中包含的第三個元素是前一個區塊的哈希值,這個元素使得區塊之間可以形成鏈接,並且能夠使得區塊鏈十分的安全。
假設我們有一條區塊鏈包含3個區塊
每個區塊包含了一個自己的哈希值以及前一個區塊的哈希值
3號區塊指向2號區塊,2號區塊又指向1號區塊
1號區塊有點特殊,它不能指向前一個區塊,因為它是第一個
我們把1號區塊叫做 創世區塊 。
現在假設我們篡改了第二個區塊
這將導致第二個區塊的哈希值改變
接下來這就會導致3號區塊以及3號區塊連接的所有的後續區塊變得非法
因為現在它們存儲的前一個區塊號的都變得非法
所以 單獨改變一個塊,將連帶性地致使後面的所有內容都變成無效 。
但要 防止篡改,只有哈希是不夠的
因為現在的計算機運算速度已經足夠強大,並且能夠每秒計算成千上萬的哈希值
這樣你完全可以篡改一個區塊並且重新計算其他的區塊的哈希值,使得你的區塊再次變得合法。
所以 為了減少這種風險,區塊鏈還採用了一種技術,叫做工作證明
這是一種減緩新區塊創建過程的機制
在比特幣區塊鏈中,大概需要花費10分鍾來完成所要求的工作證明,並且添加一個新的區塊到區塊鏈中
這個機制使得區塊鏈的篡改更加困難
因為 一旦篡改了一個區塊,就需要重新計算所有後續的區塊的工作量證明 。
所以 區塊鏈技術的安全性主要來自於哈希值以及工作量證明機制 。
區塊鏈還有一種機制來 保護自身的安全性,那就是分布式
相對於用一個中心化的實體來管理區塊鏈網路,區塊鏈採用的是一種 peer-to-peer網路,並且所有人都可以加入
當有人加入這個網路時, 他就會得到整個區塊鏈的復制
這個人就可以以此來驗證是否所有的區塊還是合法未篡改的,也就是不同的節點也可以藉此互相驗證。
當某人創建了一個新的區塊時,
這個新的區塊會被發送給網路上的所有人。
每個人再驗證這個區塊以確保這個區塊沒有被篡改過
如果所有的東西都被檢驗正確之後,那麼每個人才能把這塊新的區塊加到自己的區塊鏈上
我們可以稱之為, 網路上的所有人達成了「共識」 。
區塊鏈網路中的所有節點都達成共識
他們認同網路中哪些區塊是合法的,哪些是不合法的
那些被篡改過的區塊將會被網路上的其他用戶拒絕
所以, 要成功篡改一個區塊鏈,你需要篡改區塊鏈上的所有區塊
重新完成每個區塊的工作量證明,並且控制區塊鏈網路中超過50%的用戶
只有這樣,你篡改的區塊才會被所有人承認
可以說, 這基本上是不可能做得到的!
區塊鏈技術本身也在不斷地發展
例如後來的一個技術改進,叫做智能合約
智能合約 是一些存放在區塊鏈上的簡單的程序
它能基於合約內所記載的條件自動執行, 只要條件成立,依照合約自動完成交易
例如在特定條件下可以實現自動化比特幣交易。
學習資料:
https://www.youtube.com/watch?v=SSo_EIwHSd4
㈡ 新增的兩個區塊鏈職業是做什麼的
在人社部網站《關於發布區塊鏈工程技術人員等職業信息的通知》中,明確了區塊鏈工程技術人員、區塊鏈應用操作員具體定義和主要工作任務。
區塊鏈應用操作員
是指運用區塊鏈技術及工具,從事政務、金融、醫療、教育、養老等場景系統應用操作的人員。主要工作任務:
分析研究在區塊鏈應用場景下的用戶需求;
設計系統應用的方案、流程、模型等;
運用相關應用開發框架協助完成系統開發;
測試系統的功能、安全、穩定性等;
操作區塊鏈服務平台上的系統應用;
從事系統應用的監控、運維工作;
收集、匯總系統應用操作中的問題。
區塊鏈工程技術人員
是指從事區塊鏈架構設計、底層技術、系統應用、系統測試、系統部署、運行維護的工程技術人員。主要工作任務:
分析研究分布式賬本、隱私保護機制、密碼學演算法、共識機制、智能合約等技術;
設計區塊鏈平台架構,編寫區塊鏈技術報告;
設計開發區塊鏈系統應用底層技術方案;
設計開發區塊鏈性能評測指標及工具;
處理區塊鏈系統應用過程中的部署、調試、運行管理等問題;
提供區塊鏈技術咨詢及服務。
人力資源社會保障部正在會同有關部門(單位)加快新職業的職業標准開發,規范從業者的從業行為,全面提升從業人員素質和技能,為技能人才隊伍建設打下堅實基礎。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑,推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革,構建應用型、復合型人才培養體系。
㈢ 沖擊金融業的區塊鏈到底是什麼鬼有什麼用
區塊鏈原理最近被很多人談起,區塊鏈(Blockchain)顯然已經被許多人神化,好像各行各業都可以用區塊鏈技術,不過某種程度上,它卻像個黑盒子,大家都知道區塊鏈具有許多特性跟好處,卻不清楚它到底怎麼做到。其實,只要你了解了區塊鏈原理就不用這么躊躇了。
區塊鏈並非單一創新技術,而是將許多跨領域技術湊在一起,包括密碼學、數學、演演算法與經濟模型,並結合點對點網路關系,利用數學基礎就能建立信任效果,成為一個不需基於彼此信任基礎、也不需仰賴單一中心化機構就能夠運作的分散式系統,而比特幣便是第一個採用區塊鏈技術而打造出的一套P2P電子現金系統,用來實現一個可去中心化,並確保交易安全性、可追蹤性的數位貨幣體系。
不過,區塊鏈究竟是如何運作,其中又包含了哪些關鍵技術,使其被稱作信任機器(Trust Machine),一筆交易到底要如何在一個彼此互不信任的P2P網路中,不經由傳統的信任機構(如銀行、證券交易所、第三方機構等中心化機構),就能完成交易驗證?
要搞懂區塊鏈運作原理,可先區分出交易(Transaction)與區塊(Block)兩個部分,這里我們分別從區塊鏈中一筆交易產生到完成驗證的流程,以及圖解一個區塊,來了解區塊鏈的運作原理,並進一步拆解5大區塊鏈關鍵技術,看它到底怎麼做到大家口中的基於零信任基礎、去中心化、可追蹤又不可竄改。
從一筆交易看區塊鏈運作流程
在比特幣區塊鏈中,當一筆交易經由某個節點或錢包產生時,這筆交易需要被傳送給其它節點來作驗證。做法是將交易資料經由數位簽章加密並經由Hash函數得出一串代表此交易的唯一Hash值後,再將這個Hash值廣播(Broadcast)給比特幣區塊鏈網路中的其它參與節點進行驗證。
產生一筆新交易
一筆新交易產生時,會先被廣播到區塊鏈網路中的其它參與節點
各節點將數筆新交易放進區塊
每個節點會將數筆未驗證的交易Hash值收集到區塊中,每個區塊可以包含數百筆或上千筆交易
決定由誰來驗證這些交易
各節點進行工作量證明的計算來決定誰可以驗證交易,由最快算出結果的節點來驗證交易,這就是取得共識的做法。
取得驗證權的節點將區塊廣播給所有節點
最快完成POW的節點,會將自己的區塊廣播給其他節點
各節點驗證並接上新區塊
其他節點會確認這個區塊所包含的交易是否有效,確認沒被重復花費且具有效數位簽章後,接受該區塊,此時區塊才正式接上區塊鏈,無法再竄改資料。
交易驗證完成
所有節點一旦接受該區塊後,先前沒算完POW工作的區塊會失效,各節點會重新建立一個區塊,繼續下一回POW計算工作。
由此可見,區塊鏈原理並不復雜,它的廣泛應用也是理所當然。有很多公司在把區塊鏈原理應用到現實的過程中得到豐碩的成果,布比公司是國內領先的區塊鏈服務商,在區塊鏈技術平台方面取得多項突破,能夠滿足數千萬級用戶規模的場景,並且具備快速構建上層應用業務的能力。布比區塊鏈平台分為基礎框架層(BubiChain)和應用適配層(Bubi Application Adaptors)。
㈣ 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。
㈤ 什麼是區塊
在區塊鏈技術中,有價值的信息以數據的形式被永久存儲下來,這些用於存儲數據信息的載體稱為區塊。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。區塊按時間順序排列,每一個區塊記錄著它在被創建期間發生的交易信息,所有區塊有序鏈接起來以匯聚成一本「總賬」,而每個區塊可作為總賬中的一頁。
每個區塊均包含的要素:
①本區塊的ID;
②若干交易單;
③前一個區塊的ID。
區塊
在比特幣系統中,每隔10分鍾創建一個區塊,這個區塊記錄了這段時間內發生的所有交易。同時,每個區塊包含著前一個區塊的ID,因此便可根據此ID找到上一個區塊,以此類推,追蹤到起始區塊(參考創世區塊),從而可以生成一個完整的交易鏈條,形成區塊鏈。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑,推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革,構建應用型、復合型人才培養體系。
㈥ 什麼是區塊鏈
區塊鏈的意思是一個信息技術領域的術語。從本質上講,它是一個共享資料庫,存儲於其中的數據或信息,具有「蠢並不可偽造」「全程留痕」「可以追溯」「公開透明」「集體維護」等特徵。
它最早出現在1991年,由一群研究人員用來給數字化文檔打時間戳。以使得這些文檔不能被篡改,看上去區塊鏈技術就像一位公證人一樣。
一條區塊鏈就是對所有人完全公開的分布式賬本,它有一個很有趣的屬性:一旦數據被記錄到區塊鏈中後就帶爛跡很難再發生改變。那麼它到底是如何工作的呢?接下來讓我們首先來觀察一下單個區塊的組成。
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相關資料
一般說來,區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等。
㈦ 區塊鏈究竟是什麼解密區塊鏈的概念
㈧ 區塊鏈的具體工作流程是怎樣的
區塊鏈(Blockchain)是由節點參與的分布式資料庫系統,它的特點是不可變更,不可偽造,我們也可以將它理解為一個賬簿系統。它是比特幣的一個重要概念,完整比特幣區塊鏈的副本,記錄了其的每一筆交易。通過這些信息,我們可以找到每一個地址,在歷史上任何一點所擁有的價值。
區塊鏈是由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成的,每一個區塊都包含了上一個區塊的哈希值,從創始區塊開始連接到當前區塊,形成塊鏈。
㈨ 漫畫圖解 什麼是區塊鏈
漫畫圖解:什麼是區塊鏈
什麼是區塊鏈?
區塊鏈,英文 Blockchain,本質上是一種去中心化的分布式資料庫。任何人只要架設自己的伺服器,接入區塊鏈網路,都可以成為這個龐大網路的一個節點。
區塊鏈既然本質是資料庫,裡面究竟存儲了什麼東西呢?讓我們來了解一下區塊鏈的基本單元:區塊(Block)。
一個區塊分為兩大部分:
1.區塊頭
區塊頭裡面存儲著區塊的頭信息,包含上一個區塊的哈希值(PreHash),本區塊體的哈希值(Hash),以及時間戳(TimeStamp)等等。
2.區塊體
區塊體存儲著這個區塊的詳細數據(Data),這個數據包含若干行記錄,可以是交易信息,也可以是其他某種信息。
剛才提及的哈希值又是什麼意思呢?
想必大家都聽說過MD5,MD5就是典型的哈希演算法,可以把一串任意長度的明文轉化成一串固定長度(128bit)的字元串,這個字元串就是哈希值。
而在我們的區塊鏈中,採用的是一種更為復雜的哈希演算法,叫做SHA256。最新的數據信息(比如交易記錄)經過一系列復雜的計算,最終會通過這個哈希演算法轉化成了長度為256bit的哈希值字元串,也就是區塊頭當中的Hash,格式如下:
區塊與Hash是一一對應的,Hash可以當做是區塊的唯一標識。
不同的區塊之間是如何進行關聯的呢?依靠Hash和PreHash來關聯。每一個區塊的PreHash和前一個區塊的Hash值是相等的。
為什麼要計算區塊的哈希值呢?
既然區塊鏈是一個鏈狀結構,就必然存在鏈條的頭節點(第一個區塊)和尾節點(最後一個區塊)。一旦有人計算出區塊鏈最新數據信息的哈希值,相當於對最新的交易記錄進行打包,新的區塊會被創建出來,銜接在區塊鏈的末尾。
新區塊頭的Hash就是剛剛計算出的哈希值,PreHash等於上一個區塊的Hash。區塊體的Data存儲的是打包前的交易記錄,這部分數據信息已經變得不可修改。
這個計算Hash值,創建新區塊的過程就叫做挖礦。
用於進行海量計算的伺服器,叫做礦機。
操作計算的工作人員,叫做礦工。
計算哈希值究竟難在哪裡?咱們來做一個最粗淺的解釋,哈希值計算的公式如下:
Hash = SHA-256(最後一個區塊的Hash + 新區塊基本信息 + 交易記錄信息 + 隨機數)
其中,交易記錄信息也是一串哈希值,它的計算涉及到一個數據結構 Merkle Tree。有興趣的小夥伴可以查閱相關資料,我們暫時不做展開介紹。
這里關鍵的計算難點在於隨機數的生成。猥瑣的區塊鏈發明者為了增大Hash的計算難度,要求Hash結果的前72bit必須都是0,這個幾率實在是太小太小。
由於(最後一個區塊的Hash + 新區塊基本信息 + 交易記錄信息)是固定的,所以能否獲得符合要求的Hash,完全取決於隨機數的值。挖礦者必須經過海量計算,反復生成隨機數進行「撞大運」一般的嘗試,才有可能得到正確的Hash,從而挖礦成功。
同時,區塊頭內還包含著一個動態的難度系數,當全世界的硬體計算能力越來越快的時候,區塊鏈的難度系數也會水漲船高,使得全網平均每10分鍾才能產生出一個新區塊。
小夥伴們明白挖礦有多麼難了吧?需要補充的是,不同的區塊鏈應用在細節上是不同的,這里所描述的挖礦規則是以比特幣為例。
區塊鏈的應用
比特幣(BitCoin)的概念最初由中本聰於2008年提出,而後根據這一思路設計發布了開源軟體以及建構其上的P2P網路。比特幣是一種P2P形式的數字貨幣。點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。
什麼是P2P網路呢?
傳統的貨幣都是由中央銀行統一發行,所有的個人儲蓄也是由銀行統一管理,這是典型的中心化系統。
而比特幣則是部署在一個全世界眾多對等節點組成的去中心化網路之上。每一個節點都有資格對這種數字貨幣進行記錄和發行。
至於比特幣底層的數據存儲,正是基於了區塊鏈技術。比特幣的每一筆交易,都對應了區塊體數據中的一行,簡單的示意如下:
交易記錄的每一行都包含時間戳、交易明細、數字簽名。
表格中只是為了方便理解。實際存儲的交易明細是匿名的,只會記錄支付方和收款方的錢包地址。
至於數字簽名呢,可以理解為每一條單筆交易的防偽標識,由非對稱加密演算法所生成。
接下來說一說比特幣礦工的獎勵:
比特幣協議規定,挖到新區塊的礦工將獲得獎勵,從2008年起是50個比特幣,然後每4年減半,目前2018年是12.5個比特幣。流通中新增的比特幣都是這樣誕生的,也難怪大家對挖掘比特幣的工作如此趨之若鶩!
區塊鏈的優勢和劣勢
區塊鏈的優勢:
1.去中心化
區塊鏈不依賴於某個中心節點,整個系統的數據由全網所有對等節點共同維護,都可以進行數據的存儲和檢驗。這樣一來,除非攻擊者黑掉全網半數以上的節點,否則整個系統是不會遭到破壞的。
2.信息不可篡改
區塊內的數據是無法被篡改的。一旦數據遭到篡改哪怕一丁點,整個區塊對應的哈希值就會隨之改變,不再是一個有效的哈希值,後面鏈接的區塊也會隨之斷裂。
區塊鏈的劣勢:
1.過度消耗能源
想要生成一個新的區塊,必須要大量伺服器資源進行大量無謂的嘗試性計算,嚴重耗費電能。
2.信息的網路延遲
以比特幣為例,任何一筆交易數據都需要同步到其他所有節點,同步過程中難免會受到網路傳輸延遲的影響,帶來較長的耗時。
幾點補充:
1.本漫畫部分內容參考了阮一峰的博文《區塊鏈入門教程》,感謝這位大神的科普。
2.由於篇幅有限,關於Merkle Tree 和 非對稱加密 的知識暫時沒有展開細講,有興趣的小夥伴們可以查閱資料進行更深一步的學習。