區塊鏈前後區塊之間關聯
① 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。
② 區塊鏈特性
區塊鏈的特性:
1、匿名性/ Anonymous
由於區塊鏈各節點之間的數據交換遵循固定且預知的演算法,因此區塊鏈網路是無須信任的,可以基於地址而非個人身份進行數據交換。
2、自治性/ Autonomous
區塊鏈採用基於協商一致的機制,使整個系統中的所有節點能在去信任的環境自由安全地交換數據、記錄數據、更新數據,任何人為的干預都不起作用。
3、開放性/ Openness
區塊鏈系統是開放的,任何節點都能夠擁有全網的總賬本,除了數據直接相關各方的私有信息通過非對稱加密技術被加密外,區塊鏈的數據對所有節點公開,因此整個系統信息高度透明。
4、可編程/ Programmable
分布式賬本的數字性質意味著區塊鏈交易可以關聯到計算邏輯,並且本質上是可編程的。因此,用戶可以設置自動觸發節點之間交易的演算法和規則。
5、可追溯/ Traceability
區塊鏈通過區塊數據結構存儲了創世區塊後的所有歷史數據,區塊鏈上的任意一條數據皆可通過鏈式結構追溯其本源。
6、不可篡改/ Tamper Proof
區塊鏈的信息通過共識並添加至區塊鏈後,就被所有節點共同記錄,並通過密碼學保證前後互相關聯,篡改的難度與成本非常高。
7、集體維護/ Collectively Maintain
區塊鏈系統是由其中所有具有維護功能的節點共同維護,所有節點都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用。
8、無需許可/ Permissionless
無需許可表示所有節點都可以請求將任何交易添加到區塊鏈中,但只有在所有用戶都認為合法的情況下才可進行交易。
③ 區塊鏈是什麼通俗點解釋!
區塊鏈(Blockchain)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,每一個數據塊中包含了一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
④ 區塊鏈中的區塊是通過什麼連接的
專家介紹,區塊鏈可以通俗地被理解為一個分布式的公共賬本,這個賬本由各個區塊連成一個鏈條。在傳統記賬系統中,記賬權掌握在中心伺服器手中。
而在區塊鏈這個「賬本」上,鏈條上的每一個點都能在上面記錄信息,構成點對點的記賬系統。因此,區塊鏈技術被認為是一種去中心化的技術。
比如,在一個100人的村莊,張三向李四買了一頭牛,向他支付1萬元。過去,他要依靠中間人趙六,才能將自己的1萬元轉給李四。
而有了區塊鏈系統,張三可以直接將自己的1萬元記到李四的賬本上,同時交易信息會傳到全村,也就是整個區塊鏈系統,使其他98個人也能看到信息。由系統記錄整個交易過程,具有可溯源優勢,防止趙六賬本丟失或李四不認賬等問題。
(4)區塊鏈前後區塊之間關聯擴展閱讀
2008年由中本聰第一次提出了區塊鏈的概念,在隨後的幾年中,區塊鏈成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分:作為所有交易的公共賬簿。通過利用點對點網路和分布式時間戳伺服器,區塊鏈資料庫能夠進行自主管理。
為比特幣而發明的區塊鏈使它成為第一個解決重復消費問題的數字貨幣。比特幣的設計已經成為其他應用程序的靈感來源。
⑤ 區塊如何連接成區塊鏈
區塊鏈如何保證依次順序相連?
區塊鏈由一串使用密碼學演算法產生的區塊連接而成。每一個區塊上寫滿了交易記錄,區塊按順序相連形成鏈狀結構,也就是區塊鏈大賬本。
以比特幣為例,礦工在生成新區塊時,需要根據前一個區塊的哈希值、新交易區塊和隨機數,來計算新的哈希值和隨機數。也就是說每一個區塊都是在前一個區塊數據的基礎上生成的,該機制保證了區塊鏈數據的唯一性。
因為交易記錄細微的變化也會徹底改變哈希值的結果,所以礦工在進行算力競爭的時候無法作弊,每個礦工都必須等前一個區塊生成之後才能根據前一個區塊的數據開始計算符合條件的隨機數,保證了挖礦的公平性。
⑥ 區塊鏈通俗解釋是什麼
區塊鏈是比特幣的底層技術,像一個資料庫賬本,記載所有的交易記錄。這項技術也因其安全、便捷的特性逐漸得到了銀行與金融業的關注。
區塊鏈的通俗解釋 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。
所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法。
⑦ 數字貨幣和區塊鏈技術有怎樣的關聯
數字貨幣和區塊鏈之間是存在著一定聯系的。他們是有機的結合,區塊鏈是數字貨幣最底層的技術,當然也是最重要的技術手段之一。區塊鏈在數字貨幣領域被用的最為廣泛,同時也是最為成功的。在關於區塊鏈技術的應用上,數字貨幣是在其技術基礎上建立的,數字貨幣也可以看作是區塊鏈技術的一部分。
區塊鏈作為數字貨幣強有力的技術支撐,在一定程度上能夠確保加密貨幣以一種加密的形式存在。兩者之間的關系可以看作是包含的,區塊鏈技術作為數字貨幣最基礎的技術應用,是幫助發行數字貨幣的。
⑧ 區塊鏈的作用和特點是什麼
區塊鏈正在開始一場對貨幣的革命。區塊鏈應該是具有比特特性的流動性,而不再是貨幣特性。
根據拉德克利夫報告中指出「只有流動性才是貨幣政策影響經濟的傳導機制」,人們的支出並不受現存貨幣量的限制,而只是通人們預期他們能得到的貨幣量有關,這些貨幣可能是作為收入而獲得的,也可能是通過出賣資產而獲得的,抑或是借來的。區塊鏈通過token來標記價值,所有資產都能夠被極簡易的在區塊鏈上表達,資產交易所的構造和邊際成本趨於零。毛球科技技術研究部認為,這是區塊鏈的核心技術之一,它所帶來的是在零邊際成本場景下,流動性的爆發。
只有流動性才是區塊鏈價值的傳導機制
貨幣的流動性通俗來講是指貨幣在流通過程中不發生損失的情況下迅速變現的能力。而隨著信息化進程加劇,要求貨幣更具有簡便、快速的交易,紙幣現在流動性的變現形式已經遠低於電子貨幣。
互聯網金融時代下,「流動性」完全可以解釋為「超越紙幣形式表現價值的信息流」。
我們都知道,中央銀行體質離開了對價值背後的信息流的控制就無法生存。因為中央銀行貨幣政策的實質,就是控制價值信息流,或乾脆說否定「信息流」。這也是幾年來通貨膨脹加劇的原因之一。
而電子貨幣之所以逐漸強於紙幣的流動性特徵在於,紙幣價值在互聯網昌盛之前,是因為它能夠提供高於像黃金、白銀等信息流價值。所以,電子貨幣的實質也就是直接的價值交換,形式載體是數字信號通過網路交換的信息。這與「流動性」的特徵也就完全相符合。
雖然在上個世紀無從得知區塊鏈的情況,但是基於流動性分析,還是准確把握了貨幣後世的價值特徵。而現在對於區塊鏈,人們大多數談的都是它的技術方面,很少觸及到價值內容方面。
但是,如果各央行「量化寬松被區塊鏈追蹤到利益的流向,技術馬上就會「現形」為利益。
區塊鏈是分布式的一般等價物,還是分布式的具體使用價值
區塊鏈可以對交易的貨幣流動事實進行分布式的記錄和計量,在基於區塊鏈技術的分布式交易記錄系統中,各節點成為獨立的產品消費者,各主體平等分散決策,所有交易公開,交易節點可以匿名,保證節點賬戶的安全性,分散化管理無需中心伺服器,規避昂貴的運維費用,降低成本。
區塊鏈雖然形式上與貨幣相比,去中心化了,但它處理的流動性,仍然是基於一般等價物。
我們都知道區塊鏈的出現基於日益嚴重的中心化問題,從一般等價物理論來看,一般等價物的出現是因為現存價值形式的等價物不能適應日益增長的交換需要,所以需要一種新的等價物出現,來補足現存等價物的缺點。
法國生物學家雅克·莫諾在1970年出版的《必然性和偶然性》中提到:事物的發展存在必然性。區塊鏈之所以被設計為一般等價物的流動性賬簿,也就不言而喻了。當然,根據中國社科院信息化研究中心姜奇平「區塊鏈與貨幣哲學」的觀點,區塊鏈現在僅僅是被設計為一般等價物的分布式系統,如果未來不再是一般等價物特徵唱主角,那麼未來的流動性將需要在利用、使用、服務應用中體現價值。所以毛球科技技術研究部認為,未來區塊鏈不應該只在技術上體現分布不分布,更應該體現在具體價值應用上面。
海德格爾在他的巨著《存在與時間》中提出了哲學概念:此在。這里用來形容區塊鏈再好不過,即上帝不會甘於作記帳手段,他要活在當下與此在的目的中。意思是,區塊鏈要長久的發展,那麼就必須發展出一種情境化使用的功能,作為此在存在者,而不是曇花一現。
區塊鏈如果不再是一般等價物,如何看待流動性
從姜奇平流動性的觀點看,貝殼、貨幣、區塊鏈是流動性在不同歷史時期,不同價值邏輯下的不同載體。貨幣作為流動性,忽略掉價值的使用特徵,這種使用特徵從來是具體的、本地的、當下的,因而只能是分布式的。
毛球科技技術研究部認為,區塊鏈在抓住貨幣這種流動性的分布式特徵時,雖然早期會把它當一般等價物的記帳薄應用,但最終必然要對其進行否定之否定,發展出一種對應服務的估值功能。