区块链工作图解
㈠ 图解什么是区块链
区块链这么火,都开始影响到我的生活了,不想了解也不行了的样子,今天来看看到底什么是区块链。
本文结构:
和它的名字一样,
区块链是由一组块组成的链,
块是包含信息的信息块,组成的链也就包含了信息。
区块链技术最早是在1991年由一群研究人员研发,用来给数字化文档打时间戳,使得这些文档不能被篡改。从那之后就基本上没有再发挥其他作用,直到2009年,中本聪采用区块链技术创造了数字加密货币-比特币。
一条区块链,就是一个对所有人完全公开的分布式账本,它有一个很有趣的属性: 一旦某些数据被记录到一条区块链中后,那么数据就很难再被改变。
来看一下 一个区块(block)的组成:
每一个区块包含了 一些数据,这个区块的哈希值,以及前一个区块的哈希值 。
区块中所保存的数据与区块链的类型有关,例如,比特币区块链中的区块保存了相关的交易信息,包括卖家,买家,以及交易比特币的数量。
每个区块包含了一个哈希值,哈希值用来标识一个区块和它所包含的所有内容,并且它是独一无二的,就像指纹一样。一旦某个区块被创建,它的哈希值就相对应的被计算出来了。如果改变区块中的某些内容会使得哈希值改变, 如果一个区块的指纹改变了,那它就再也不是之前的区块了 。
区块中包含的第三个元素是前一个区块的哈希值,这个元素使得区块之间可以形成链接,并且能够使得区块链十分的安全。
假设我们有一条区块链包含3个区块
每个区块包含了一个自己的哈希值以及前一个区块的哈希值
3号区块指向2号区块,2号区块又指向1号区块
1号区块有点特殊,它不能指向前一个区块,因为它是第一个
我们把1号区块叫做 创世区块 。
现在假设我们篡改了第二个区块
这将导致第二个区块的哈希值改变
接下来这就会导致3号区块以及3号区块连接的所有的后续区块变得非法
因为现在它们存储的前一个区块号的都变得非法
所以 单独改变一个块,将连带性地致使后面的所有内容都变成无效 。
但要 防止篡改,只有哈希是不够的
因为现在的计算机运算速度已经足够强大,并且能够每秒计算成千上万的哈希值
这样你完全可以篡改一个区块并且重新计算其他的区块的哈希值,使得你的区块再次变得合法。
所以 为了减少这种风险,区块链还采用了一种技术,叫做工作证明
这是一种减缓新区块创建过程的机制
在比特币区块链中,大概需要花费10分钟来完成所要求的工作证明,并且添加一个新的区块到区块链中
这个机制使得区块链的篡改更加困难
因为 一旦篡改了一个区块,就需要重新计算所有后续的区块的工作量证明 。
所以 区块链技术的安全性主要来自于哈希值以及工作量证明机制 。
区块链还有一种机制来 保护自身的安全性,那就是分布式
相对于用一个中心化的实体来管理区块链网络,区块链采用的是一种 peer-to-peer网络,并且所有人都可以加入
当有人加入这个网络时, 他就会得到整个区块链的复制
这个人就可以以此来验证是否所有的区块还是合法未篡改的,也就是不同的节点也可以借此互相验证。
当某人创建了一个新的区块时,
这个新的区块会被发送给网络上的所有人。
每个人再验证这个区块以确保这个区块没有被篡改过
如果所有的东西都被检验正确之后,那么每个人才能把这块新的区块加到自己的区块链上
我们可以称之为, 网络上的所有人达成了“共识” 。
区块链网络中的所有节点都达成共识
他们认同网络中哪些区块是合法的,哪些是不合法的
那些被篡改过的区块将会被网络上的其他用户拒绝
所以, 要成功篡改一个区块链,你需要篡改区块链上的所有区块
重新完成每个区块的工作量证明,并且控制区块链网络中超过50%的用户
只有这样,你篡改的区块才会被所有人承认
可以说, 这基本上是不可能做得到的!
区块链技术本身也在不断地发展
例如后来的一个技术改进,叫做智能合约
智能合约 是一些存放在区块链上的简单的程序
它能基于合约内所记载的条件自动执行, 只要条件成立,依照合约自动完成交易
例如在特定条件下可以实现自动化比特币交易。
学习资料:
https://www.youtube.com/watch?v=SSo_EIwHSd4
㈡ 新增的两个区块链职业是做什么的
在人社部网站《关于发布区块链工程技术人员等职业信息的通知》中,明确了区块链工程技术人员、区块链应用操作员具体定义和主要工作任务。
区块链应用操作员
是指运用区块链技术及工具,从事政务、金融、医疗、教育、养老等场景系统应用操作的人员。主要工作任务:
分析研究在区块链应用场景下的用户需求;
设计系统应用的方案、流程、模型等;
运用相关应用开发框架协助完成系统开发;
测试系统的功能、安全、稳定性等;
操作区块链服务平台上的系统应用;
从事系统应用的监控、运维工作;
收集、汇总系统应用操作中的问题。
区块链工程技术人员
是指从事区块链架构设计、底层技术、系统应用、系统测试、系统部署、运行维护的工程技术人员。主要工作任务:
分析研究分布式账本、隐私保护机制、密码学算法、共识机制、智能合约等技术;
设计区块链平台架构,编写区块链技术报告;
设计开发区块链系统应用底层技术方案;
设计开发区块链性能评测指标及工具;
处理区块链系统应用过程中的部署、调试、运行管理等问题;
提供区块链技术咨询及服务。
人力资源社会保障部正在会同有关部门(单位)加快新职业的职业标准开发,规范从业者的从业行为,全面提升从业人员素质和技能,为技能人才队伍建设打下坚实基础。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。
㈢ 冲击金融业的区块链到底是什么鬼有什么用
区块链原理最近被很多人谈起,区块链(Blockchain)显然已经被许多人神化,好像各行各业都可以用区块链技术,不过某种程度上,它却像个黑盒子,大家都知道区块链具有许多特性跟好处,却不清楚它到底怎么做到。其实,只要你了解了区块链原理就不用这么踌躇了。
区块链并非单一创新技术,而是将许多跨领域技术凑在一起,包括密码学、数学、演算法与经济模型,并结合点对点网路关系,利用数学基础就能建立信任效果,成为一个不需基于彼此信任基础、也不需仰赖单一中心化机构就能够运作的分散式系统,而比特币便是第一个采用区块链技术而打造出的一套P2P电子现金系统,用来实现一个可去中心化,并确保交易安全性、可追踪性的数位货币体系。
不过,区块链究竟是如何运作,其中又包含了哪些关键技术,使其被称作信任机器(Trust Machine),一笔交易到底要如何在一个彼此互不信任的P2P网路中,不经由传统的信任机构(如银行、证券交易所、第三方机构等中心化机构),就能完成交易验证?
要搞懂区块链运作原理,可先区分出交易(Transaction)与区块(Block)两个部分,这里我们分别从区块链中一笔交易产生到完成验证的流程,以及图解一个区块,来了解区块链的运作原理,并进一步拆解5大区块链关键技术,看它到底怎么做到大家口中的基于零信任基础、去中心化、可追踪又不可窜改。
从一笔交易看区块链运作流程
在比特币区块链中,当一笔交易经由某个节点或钱包产生时,这笔交易需要被传送给其它节点来作验证。做法是将交易资料经由数位签章加密并经由Hash函数得出一串代表此交易的唯一Hash值后,再将这个Hash值广播(Broadcast)给比特币区块链网络中的其它参与节点进行验证。
产生一笔新交易
一笔新交易产生时,会先被广播到区块链网络中的其它参与节点
各节点将数笔新交易放进区块
每个节点会将数笔未验证的交易Hash值收集到区块中,每个区块可以包含数百笔或上千笔交易
决定由谁来验证这些交易
各节点进行工作量证明的计算来决定谁可以验证交易,由最快算出结果的节点来验证交易,这就是取得共识的做法。
取得验证权的节点将区块广播给所有节点
最快完成POW的节点,会将自己的区块广播给其他节点
各节点验证并接上新区块
其他节点会确认这个区块所包含的交易是否有效,确认没被重复花费且具有效数位签章后,接受该区块,此时区块才正式接上区块链,无法再窜改资料。
交易验证完成
所有节点一旦接受该区块后,先前没算完POW工作的区块会失效,各节点会重新建立一个区块,继续下一回POW计算工作。
由此可见,区块链原理并不复杂,它的广泛应用也是理所当然。有很多公司在把区块链原理应用到现实的过程中得到丰硕的成果,布比公司是国内领先的区块链服务商,在区块链技术平台方面取得多项突破,能够满足数千万级用户规模的场景,并且具备快速构建上层应用业务的能力。布比区块链平台分为基础框架层(BubiChain)和应用适配层(Bubi Application Adaptors)。
㈣ 到底什么是区块链
先说一些基本概念。
网络称,区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的一种新使用模式。它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,它是由密码学产生的一系列数据块。
我们试图将“区块链是什么”翻译成“人类语言”。
该定义提到了区块链3354“分散数据库”的本质。这与传统的“集中式数据库”在存储、更新和操作上有很大的不同。
集中式数据库可以被认为是这样的形状:
比如我要用支付宝给淘宝卖家付款,从我赚钱到他收到钱的所有数据请求都会由支付宝集中处理。这种数据结构的好处是,只要支付宝对系统的高效安全运行负责,其他人就可以无条件相信,不用担心;坏处是,如果支付宝出了问题,比如被黑,服务器被烧,出现内奸,公司跑路(当然以上可能性极低),我们支付宝里的余额明细等信息都会混乱。
然后有人认为这种小概率事件可以用任何技术手段来规避单个风险,把数据不仅仅交给一个中心化的机构。例如,每个人都可以存储和处理数据。
数据库结构可能如下所示:
这张图是“分布式数据库”的结构示意图。每个点都是一个服务器,他们都有同等的权利记录和计算数据,信息点对点传播。乍一看确实可以抵御某个节点崩溃带来的风险,但直观上也非常混乱低效。我的信息谁来处理,结果谁说了算?
这时,区块链定义中的“共识机制”就发挥作用了。共识机制主要“规定”以下事情:收到一个数据请求,由谁来处理(需要什么资格);谁来验证结果(看他有没有处理好);如何防止加工者和检验者相互勾结等。
当一个“规则”被制定出来时,有些人可能喜欢被质疑。为了形成更强的共识,除了让规则更合理之外,也要更有吸引力,让人们有兴趣和动力参与到数据处理的工作中来。这就涉及到公链的激励机制。当我们稍后讨论区块链的分类和数字货币的作用时,我们将再次开始。
当我们把一笔交易交给一个分布式网络的时候,还有一个“心理门槛”:能处理信息的节点那么多,我一个都不认识(不像支付宝,万一伤害到我,我可以去找它打官司)。他们都有我的数据,我凭什么相信他们?
这时,加密算法(区块链定义中的最后一个描述性词语)登场了。
在区块链网络中,我们发出的数据请求会根据密码学原理被加密成接收方根本无法理解的一串字符。这种加密方返竖式的背后是哈希算法的支持。
哈希算法可以快速将任何类型的数据转化为哈希值。这种变化是单向不可逆的、确定的、随机的、防碰撞的。由于这些特点,处理我的数据请求的人可以帮我记录信息,但他们不知道我是谁,也不知道我在做什么。
至此,介绍了分散式网络的工作原理。但是我们似乎忽略了一个细节。前面的示意图是一张网。滑轮和链条在哪里?为什么我们称它为区块链?
要理解这件事,我们需要先理清几个知识点:
前面这张图其实是一个“宏观”的数据库透视图,展示了区块链系统处理信息的基本规则和流程。而具体到“微观”的数据日志层面,我们会发现账本被打包、压缩、胡世核分块存储,并按时间顺序串在一起,形成一个“链式结构”,像这样:
图中的每一个圆环都可以看作是一块积木,许多链环扣在一起形成一个区块链。块存储数据,这与普通的数据存储不同:在区块链上,后一个块中的数据包含前一个块中的数据。
为了从学术上解释块中数据的每个部分的字段,我们试图用一本书来比喻什么是区块链数据结构。
通常,我们看书,看完第一页,然后看第二页和第三页.书脊是一种物理存在,它固定了每一页的顺序。即使书散了,也能确定标有页码的每一页的顺序。
在区块链内部,每个块都标有页码,第二页的内容包含第一页的内容,第三页的内容包含第一页和第二页的内容.第十页包含前九页的内容。
就是这样一个嵌套的链条,可以追溯到最裤掘原始的数据。
这就引出了区块链的一个重要属性:可追溯性。
当区块链中的数据需要更新时,即按顺序生成新的块时,“共识算法”再次发挥作用。这个算法规定,一个新的块只有得到全网51%以上节点的认可才能形成。说白了就是投票,半数以上的人同意就可以产生。这使得区块链上的数据很难被篡改。如果我要强行改变,要贿赂的人太多,成本太高,不值得。
这就是人们常说的区块链的“不可篡改”特性。
区块链给人信任感的另一个原因是有“智能合约”。
智能合同是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议。它是一套由代码执行的交易规则,类似于目前信用卡的自动还款功能。如果开启这个功能,你什么都不用担心,到期银行会自动扣你欠的钱。
当你的朋友向你借钱,但不记得还了,或者找借口不还了,智能合约可以防止违约。一旦触发了合同里的条款,比如什么时候该还钱了,或者他的账户里有了额度,代码就会自动执行,他欠你的钱不管他要不要都会自动转回来。
我们来简单总结一下。区块链技术主要是去中心化,不易篡改,可追踪,代表了更多的安全和去信任。但也带来了新的问题:冗余和低效,需要很多节点认同规则,积极参与。
“烘干”部分到此结束。接下来,我们来谈谈野史,区块链的正史。
一项新技术经常被用来为某项任务服务。
或目标而生。那么区块链最初是被用在哪里,又是谁先想出来的呢?
让我们把时间拉回2008年。
9月21日,华尔街投行接连倒下,美联储宣布:把仅存的两家投资银行(高盛集团和摩根士丹利)改为商业银行;希望可以靠吸储渡过金融危机。10月3日,布什政府签署了7000亿美元的金融救市方案。
28天之后,也就是2008年的11月1日,一个密码学邮件组里出现了一个新帖子:“我正在开发一种新的电子货币系统,采用完全点对点的形式,而且无需第三方信托机构。”帖子的正文是一篇名为《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的论文,署名Satoshi Nakamoto(中本聪)。
论文以较为严谨的逻辑阐述了这套点对点电子现金系统的设计,先是讨论了金融机构受制于“trust based”(基于信用)的问题,再一步步说明如何实现“无需第三方机构”,并精巧地解决掉前人遗留下来的技术问题。
两个月后,中本聪发布了开源的第一版比特币客户端,并首次挖出50个比特币。产生第一批比特币的区块被称为“Genesis block”(创世区块),创始区块被编译为0区块,没有上链。中本聪用了6天时间挖出这个块。这也在bitcointalk论坛中引发讨论,比特币的“信徒”们联想到了圣经中,“神用六天创造天地万物,便在第七日歇工安息了”。
虽然论文中并未出现decentralized(去中心化)、token(通证)、economy(经济)等概念,但中本聪详细解释了区块(Block)和链(Chain)在网络中的工作原理。于是,便有了区块链(Block Chain)。
这篇论文,后来成为了“比特神教”的“圣经”,技术成为信仰的基石,开发者文档成了“汉谟拉比法典”。
之后,比特币通过交换披萨实现首次现实场景的支付、被美国政府封锁账户的维基解密依靠比特币奇迹般地生还、中本聪的“放权”与退隐、真真假假的现身和辟谣等等一系列传说,融合了后人的期许、想象和投机,成为了“圣经故事”。
也有人并不满意“旧约”中描绘的世界,另起教派,将教义写入白皮书,在比特币之后的十年中,讲述着他们的信仰故事。就像66卷圣经的写作跨越了1500年,又经过2000年的解读,基督教分化出33000个枝丫。
CoinMarketCap显示,数字货币种类已超过4900种,数字货币整体市场规模近1.4亿元。比特币仍以66%的市占率领跑整个数字货币市场,近期价格在7200美元/枚附近徘徊。
这么多的币种有着不尽相同的功用,又被分成不同的类别:以比特币为代表的数字货币定位在“数字黄金”,有一定的储值、避险特性;以以太坊为代表的数字货币,成为了其网络系统中的“运行燃料”;以USDT、Libra为代表的稳定币,因其低波动,有着良好的支付性;以DCEP为代表的央行发行数字货币,一定程度上取代M0,让商业机构和普通百姓们在没现金又断网的时候,也不耽误收付款。
可见,区块链技术发展10年,最初和最“大”的使用就是数字货币。
数字货币也成为了参与者们维护公链的诱人奖励。
那么在数字货币之外,区块链技术还可以被用在哪里呢?
让我们再回忆下什么是区块链的本质——去中心化的数据库,和相应的一些特点:可追溯、公开、匿名、防篡改。那么理论上,传统的、用得到中心化数据库的场景,都可以试着用区块链来改造下,看看是否合适。
下面,我们来聊几个成功落地了区块链的行业和场景:
区块链可以通过哈希时间戳证明某个文件或者数字内容在特定时间的存在,为司法鉴证、身份证明、产权保护、防伪溯源等提供了完美解决方案
在防伪溯源领域,通过供应链跟踪区块链技术可以被广泛使用于食品医药、农产品、酒类、奢侈品等各领域。
举两个例子。
区块链可以让政务数据跑起来,大大精简办事流程
区块链的分布式技术可以让政府部门集中到一个链上,所有办事流程交付智能合约,办事人只要在一个部门通过身份认证以及电子签章,智能合约就可以自动处理并流转,顺序完成后续所有审批和签章。
区块链发票是国内区块链技术最早落地的使用。税务部门推出区块链电子发票“税链”平台,税务部门、开票方、受票方通过独一无二的数字身份加入“税链”网络,真正实现“交易即开票”“开票即报销”——秒级开票、分钟级报销入账,大幅降低了税收征管成本,有效解决数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。
扶贫是区块链技术的另一个落地使用。利用区块链技术的公开透明、可溯源、不可篡改等特性,实现扶贫资金的透明使用、精准投放和高效管理。
也举两个例子。
由公安部第三研究所指导的 eID 网络身份运营机构正与公易联共同研发“数字身份链”,以公民身份号码为根,基于密码学算法签发给中国公民。投入运行以来,eID 数字身份体系已服务 1 亿张 eID 的全生命周期管理,有效缓解了个人身份信息被冒用滥用和隐私泄露的问题。
Odaily星球日报整理的在网信办备案的5个身份链项目
区块链技术天然具有金融属性
支付结算方面,在区块链分布式账本体系下,市场多个参与者共同维护并实时同步一份“总账”,短短几分钟内就可以完成现在两三天才能完成的支付、清算、结算任务,降低了跨行跨境交易的复杂性和成本。同时,区块链的底层加密技术保证了参与者无法篡改账本,确保交易记录透明安全,监管部门方便地追踪链上交易,快速定位高风险资金流向。
证券发行交易方面,传统股票发行流程长、成本高、环节复杂,区块链技术能够弱化承销机构作用,帮助各方建立快速准确的信息交互共享通道,发行人通过智能合约自行办理发行,监管部门统一审查核对,投资者也可以绕过中介机构进行直接操作。
数字票据和供应链金融方面,区块链技术可以有效解决中小企业融资难问题。目前的供应链金融很难惠及产业链上游的中小企业,因为他们跟核心企业往往没有直接贸易往来,金融机构难以评估其信用资质。基于区块链技术,我们可以建立一种联盟链网络,涵盖核心企业、上下游供应商、金融机构等,核心企业发放应收账款凭证给其供应商,票据数字化上链后可在供应商之间流转,每一级供应商可凭数字票据证明实现对应额度的融资。
举个例子。
由工行、邮储银行、11家央企等联合发起的中企云链,自2017年成立至今,已覆盖4.8万企业,链上确权金额达到1000亿元,保理融资570亿元,累计交易达3000亿元。金融机构收到贷款申请后,可在链上验证合同的真实性、合同有无多次验证(多头借贷);智能合约自动清结算,降本增效;同时,核心企业的应付账款可拥有对应凭证,并由一级供应商进行拆分,交至同在链上的二、三??级供应商,助其融资;而核心企业也可借此了解全链条的运转是否正常,免除紧急兑付压力。
区块链技术将大大优化现有的大数据使用,在数据流通和共享上发挥巨大作用
前面提到的是我们相对熟悉的领域。随着更多新技术的发展,区块链或许都可以与之结合,在意想不到的交叉领域和现在还无法预料的新场景下发挥作用。
未来互联网、人工智能、物联网都将产生海量数据,现有中心化数据存储(计算模式)将面临巨大挑战,基于区块链技术的边缘存储(计算)有望成为未来解决方案。再者,区块链对数据的不可篡改和可追溯机制保证了数据的真实性和高质量,这成为大数据、深度学习、人工智能等一切数据使用的基础。
最后,区块链可以在保护数据隐私的前提下实现多方协作的数据计算,有望解决“数据垄断”和“数据孤岛”问题,实现数据流通价值。
针对当前的区块链发展阶段,为了满足一般商业用户区块链开发和使用需求,众多传统云服务商开始部署自己的BaaS(“区块链即服务”)解决方案。区块链与云计算的结合将有效降低企业区块链部署成本,推动区块链使用场景落地。未来区块链技术还会在慈善公益、保险、能源、物流、物联网等诸多领域发挥重要作用。
在这场从传统技术到区块链的试验过程中,我们发现,当某些场景对可追溯、防篡改、去中心的需求更强,又对区块链的弱项(比如性能),要求并不高,这样的领域就蛮适合结合区块链。
同时,区块链在演进的过程中,也从人人皆可访问、高度去中心化的公有链,发展出了设有不同权限、由多个中心维护的联盟链,一定程度上平衡了两种体系的优缺点。
联盟链的典型案例有:微众银行牵头金链盟开源工作组共同研发的FISCO BCOS、IBM主要贡献的Fabric、以及蚂蚁区块链主导的蚂蚁联盟链等等。
这些去信任的系统代表了更安全的数据认证和存储机制,其中的数据是被有效认证的和被保护的。企业或个人可以以数字方式交换或签订合同,其中这些合同嵌入在代码中,并存储在透明的、共享的数据库中,在这些数据库中,它们不会被删除、篡改和修订。
大胆预测,未来世界的合同、审核、任务、支付都将被具有唯一性和安全性的签名数字化,数字签名将被永久地识别、认证、法律化和存储,并且无法篡改。不需要中介方来为自己的每一笔交易做担保了,在不了解对方基本信息的情况下就可以进行交易。在提高信息安全性的同时,有效降低交易成本,提高交易效率。
总的来讲,相比于两年前,区块链的落地已有不少进展。
有不少改进是在系统底层,用户没法直接看出用了区块链,实已受惠于它;也有部分使用仍处试点,用户还未能体验。未来,区块链有望得到大规模使用,成为互联网基础设施之一。
希望看到这里的你,已经大致了解了什么是区块链,以及区块链能做什么。
相关问答:区块链是什么
区块链其实就相当于一个去中介化的数据库,是由一串数据块组成的。它的每一个数据块当中都包含了一次比特币网络交易的信息,而这些都是用于验证其信息的有效性和生成下一个区块的。
狭义的来讲,区块链是就是一种按照时间顺序来将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
而从广义来讲,区块链其实是一种分布式基础架构与计算方式,它是用于保证数据传输和访问的安全的。
区块链的基础架构:
区块链是由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和使用层这六个基础架构组成的。
㈤ 什么是区块
在区块链技术中,有价值的信息以数据的形式被永久存储下来,这些用于存储数据信息的载体称为区块。从技术上来讲,区块是一种记录交易的数据结构,反映了一笔交易的资金流向。区块按时间顺序排列,每一个区块记录着它在被创建期间发生的交易信息,所有区块有序链接起来以汇聚成一本“总账”,而每个区块可作为总账中的一页。
每个区块均包含的要素:
①本区块的ID;
②若干交易单;
③前一个区块的ID。
区块
在比特币系统中,每隔10分钟创建一个区块,这个区块记录了这段时间内发生的所有交易。同时,每个区块包含着前一个区块的ID,因此便可根据此ID找到上一个区块,以此类推,追踪到起始区块(参考创世区块),从而可以生成一个完整的交易链条,形成区块链。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。
㈥ 什么是区块链
区块链的意思是一个信息技术领域的术语。从本质上讲,它是一个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有“蠢并不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。
它最早出现在1991年,由一群研究人员用来给数字化文档打时间戳。以使得这些文档不能被篡改,看上去区块链技术就像一位公证人一样。
一条区块链就是对所有人完全公开的分布式账本,它有一个很有趣的属性:一旦数据被记录到区块链中后就带烂迹很难再发生改变。那么它到底是如何工作的呢?接下来让我们首先来观察一下单个区块的组成。
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相关资料
一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等。
㈦ 区块链究竟是什么解密区块链的概念
㈧ 区块链的具体工作流程是怎样的
区块链(Blockchain)是由节点参与的分布式数据库系统,它的特点是不可变更,不可伪造,我们也可以将它理解为一个账簿系统。它是比特币的一个重要概念,完整比特币区块链的副本,记录了其的每一笔交易。通过这些信息,我们可以找到每一个地址,在历史上任何一点所拥有的价值。
区块链是由一串使用密码学方法产生的数据块组成的,每一个区块都包含了上一个区块的哈希值,从创始区块开始连接到当前区块,形成块链。
㈨ 漫画图解 什么是区块链
漫画图解:什么是区块链
什么是区块链?
区块链,英文 Blockchain,本质上是一种去中心化的分布式数据库。任何人只要架设自己的服务器,接入区块链网络,都可以成为这个庞大网络的一个节点。
区块链既然本质是数据库,里面究竟存储了什么东西呢?让我们来了解一下区块链的基本单元:区块(Block)。
一个区块分为两大部分:
1.区块头
区块头里面存储着区块的头信息,包含上一个区块的哈希值(PreHash),本区块体的哈希值(Hash),以及时间戳(TimeStamp)等等。
2.区块体
区块体存储着这个区块的详细数据(Data),这个数据包含若干行记录,可以是交易信息,也可以是其他某种信息。
刚才提及的哈希值又是什么意思呢?
想必大家都听说过MD5,MD5就是典型的哈希算法,可以把一串任意长度的明文转化成一串固定长度(128bit)的字符串,这个字符串就是哈希值。
而在我们的区块链中,采用的是一种更为复杂的哈希算法,叫做SHA256。最新的数据信息(比如交易记录)经过一系列复杂的计算,最终会通过这个哈希算法转化成了长度为256bit的哈希值字符串,也就是区块头当中的Hash,格式如下:
区块与Hash是一一对应的,Hash可以当做是区块的唯一标识。
不同的区块之间是如何进行关联的呢?依靠Hash和PreHash来关联。每一个区块的PreHash和前一个区块的Hash值是相等的。
为什么要计算区块的哈希值呢?
既然区块链是一个链状结构,就必然存在链条的头节点(第一个区块)和尾节点(最后一个区块)。一旦有人计算出区块链最新数据信息的哈希值,相当于对最新的交易记录进行打包,新的区块会被创建出来,衔接在区块链的末尾。
新区块头的Hash就是刚刚计算出的哈希值,PreHash等于上一个区块的Hash。区块体的Data存储的是打包前的交易记录,这部分数据信息已经变得不可修改。
这个计算Hash值,创建新区块的过程就叫做挖矿。
用于进行海量计算的服务器,叫做矿机。
操作计算的工作人员,叫做矿工。
计算哈希值究竟难在哪里?咱们来做一个最粗浅的解释,哈希值计算的公式如下:
Hash = SHA-256(最后一个区块的Hash + 新区块基本信息 + 交易记录信息 + 随机数)
其中,交易记录信息也是一串哈希值,它的计算涉及到一个数据结构 Merkle Tree。有兴趣的小伙伴可以查阅相关资料,我们暂时不做展开介绍。
这里关键的计算难点在于随机数的生成。猥琐的区块链发明者为了增大Hash的计算难度,要求Hash结果的前72bit必须都是0,这个几率实在是太小太小。
由于(最后一个区块的Hash + 新区块基本信息 + 交易记录信息)是固定的,所以能否获得符合要求的Hash,完全取决于随机数的值。挖矿者必须经过海量计算,反复生成随机数进行“撞大运”一般的尝试,才有可能得到正确的Hash,从而挖矿成功。
同时,区块头内还包含着一个动态的难度系数,当全世界的硬件计算能力越来越快的时候,区块链的难度系数也会水涨船高,使得全网平均每10分钟才能产生出一个新区块。
小伙伴们明白挖矿有多么难了吧?需要补充的是,不同的区块链应用在细节上是不同的,这里所描述的挖矿规则是以比特币为例。
区块链的应用
比特币(BitCoin)的概念最初由中本聪于2008年提出,而后根据这一思路设计发布了开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。
什么是P2P网络呢?
传统的货币都是由中央银行统一发行,所有的个人储蓄也是由银行统一管理,这是典型的中心化系统。
而比特币则是部署在一个全世界众多对等节点组成的去中心化网络之上。每一个节点都有资格对这种数字货币进行记录和发行。
至于比特币底层的数据存储,正是基于了区块链技术。比特币的每一笔交易,都对应了区块体数据中的一行,简单的示意如下:
交易记录的每一行都包含时间戳、交易明细、数字签名。
表格中只是为了方便理解。实际存储的交易明细是匿名的,只会记录支付方和收款方的钱包地址。
至于数字签名呢,可以理解为每一条单笔交易的防伪标识,由非对称加密算法所生成。
接下来说一说比特币矿工的奖励:
比特币协议规定,挖到新区块的矿工将获得奖励,从2008年起是50个比特币,然后每4年减半,目前2018年是12.5个比特币。流通中新增的比特币都是这样诞生的,也难怪大家对挖掘比特币的工作如此趋之若鹜!
区块链的优势和劣势
区块链的优势:
1.去中心化
区块链不依赖于某个中心节点,整个系统的数据由全网所有对等节点共同维护,都可以进行数据的存储和检验。这样一来,除非攻击者黑掉全网半数以上的节点,否则整个系统是不会遭到破坏的。
2.信息不可篡改
区块内的数据是无法被篡改的。一旦数据遭到篡改哪怕一丁点,整个区块对应的哈希值就会随之改变,不再是一个有效的哈希值,后面链接的区块也会随之断裂。
区块链的劣势:
1.过度消耗能源
想要生成一个新的区块,必须要大量服务器资源进行大量无谓的尝试性计算,严重耗费电能。
2.信息的网络延迟
以比特币为例,任何一笔交易数据都需要同步到其他所有节点,同步过程中难免会受到网络传输延迟的影响,带来较长的耗时。
几点补充:
1.本漫画部分内容参考了阮一峰的博文《区块链入门教程》,感谢这位大神的科普。
2.由于篇幅有限,关于Merkle Tree 和 非对称加密 的知识暂时没有展开细讲,有兴趣的小伙伴们可以查阅资料进行更深一步的学习。