详解区块链

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二十一世纪是科技的世纪。随着我们日常生活的日益现代化,人们对接受新技术也愈加开放。从使用遥控器控制设备到使用语音笔记来发出命令,现代科技在我们的日常生活中创造了新空间。像增强现实和物联网这样的技术在过去十年中已经取得了进展,现在一个新的技术也已经出现,即区块链技术。

区块链——这个冲击了不同行业的革命性的技术,与其第一个现代应用比特币被一起引入市场。比特币只不过是一种数字货币形式,可以用来代替法币进行交易。加密货币背后的底层技术被称为区块链。

人们普遍认为比特币和区块链是一回事,但事实并非如此。创建加密货币是区块链技术的应用之一,而除比特币之外,在区块链技术的基础上人们还开发了许多应用程序。

什么是区块链?

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用最简单的术语,区块链可以被描述为能够确保安全性、透明度和去中心化的包含事务性记录的数据结构。你还可以将其视为以区块形式存储的链或记录,这些模块由不受单一权威控制。区块链是对网络上任何人都完全开放的分布式分类帐本。一旦信息被存储在区块链上,想要改变是非常困难的。

区块链上的每笔交易都有一个数字签名,以证明其真实性。由于使用加密和数字签名技术,存储在区块链上的数据可以防篡改,即无法更改。

区块链技术允许所有网络参与者达成协议,这通常被称为共识。存储在区块链上的所有数据都是以数字形式记录的,并且具有共同的历史记录,可供所有网络参与者使用。这样,在不需要第三方的情况下,就能消除任何欺诈活动或重复交易的可能性。

为了更好地了解区块链,请考虑以下例子。你正在寻找一个将一些钱转给住在不同地方的朋友的途径。通常你可以使用的选项包括通过银行或支付转账应用程序完成。这些选项涉及第三方,以便处理交易,而一笔额外金额将会作为转账费用被扣除。此外,在这样的情况下,你不能保证钱的安全性,因为黑客很可能扰乱网络,窃取你的钱。这两种情况下最终都是客户遭受损失。正是在这样的情况下,区块链出现了。

如果我们使用区块链完成上述任务,这个过程会变得更加容易和安全。你无需支付额外费用,因为这些资金是由你直接处理的,无需第三方。此外,区块链数据库是去中心化的,不是只存储于一个单一地点,这意味着区块链上的所有信息和记录都公开且是分散的。由于信息不是存储在一个地方,因此任何黑客都不可能损坏信息。

区块链是如何工作的?

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区块链是包含数据或信息的区块链条。它的第一个成功和流行的应用出现在2009年,由中本聪创造。他通过区块链技术创建了第一个名为“比特币”的数字加密货币。现在让我们来了解区块链的实际工作原理。

区块链网络中的每个区块都存储一些信息以及其上一个区块的哈希值。哈希是属于特定区块的唯一数学代码。如果修改了区块内的信息,区块的哈希也会被修改。通过唯一的哈希键连接区块使得区块链变得非常安全。

在区块链上进行交易时,网络上有验证这些交易的节点。在比特币区块链中,这些节点被称为矿工,他们使用工作证明机制来处理和验证网络上的交易。为了使交易有效,每个区块必须引用其前面区块的哈希值。只有哈希值正确时,事务才会进行。如果黑客试图攻击网络并更改任何特定区块的信息,则附加到该区块的哈希值也将被修改。如果修改后的哈希值与原始哈希不匹配,该漏洞将被检测到。这可以确保区块链是不可改变的,因为对区块链所做的任何更改都将反映在整个网络中,可以很容易地被检测到。

简而言之,区块链中交易发生的方式如下:

区块链网络利用公钥和私钥形成数字签名,确保交易安全和双方共识。

通过密钥通过身份验证后,就会出现授权的需要。

想要达成任何特定价值,区块链要求网络参与者进行数字验证并达成共识。

在进行传输时,发件人使用其私钥通过网络公布交易信息。此时一个区块被创建,其中包含数字签名、时间戳和接收方公钥等信息。

此信息区块通过网络进行广播,并开始验证过程。

为处理这笔交易,网络上的矿工们开始解决与交易相关的数学难题。解决这个难题需要矿工们投资算力。

第一个解决难题的矿工将收到比特币形式的奖励。这类问题被称为工作证明数学问题。

一旦网络中的大多数节点达成共识,并同意通用解决方案,该区块就会被盖上时间戳并添加到现有区块链中。区块可以包含任何东西,从金钱到数据再到消息。

将新区块添加到链中后,网络上的所有节点将自动更新区块链的现有副本。

区块链特点

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以下这些特点使区块链这一革命性技术脱颖而出:

去中心化

区块链在本质上是去中心化的,这意味着没有一个人或一个群体拥有控制整个网络的权威。虽然网络中的每个人都有分布式分类帐本的副本,但没有人可以自己修改它。区块链的这一独特功能保证了透明度和安全性,同时赋予了用户权力。

点对点网络

利用区块链,通过点对点模型,在不需要任何第三方参与的情况下,双方的交互很容易完成。区块链使用 P2P 协议,允许所有网络参与者持有相同的交易副本,从而通过机器协商一致,获得批准。例如如果你希望在世界的某个地方进行交易,你可以在几秒钟内通过自己的区块链完成这一操作。此外,转账中不会扣除任何中断或额外的费用。

不可变

区块链的不可变性是指在区块链上写入的任何数据都不能更改。以发送电子邮件为例。一旦你给一群人发送了一封电子邮件,你就不能收回它。如果你真的想要这么做,必须要求所有的收件人删除你的电子邮件,而这是相当繁琐,几乎不可能的。这就是不可变性的工作原理。

一旦数据被处理,就不能更改。在区块链中,如果你试图改变一个区块的数据,就必须改变整个区块链,因为每个区块都存储着其前面区块的哈希。一个哈希的更改将导致以下所有哈希发生变化。这是非常复杂的,几乎没人可以改变所有的哈希,因为这需要大量的算力。因此,存储在区块链中的数据不容易受到因不变性而发生的更改或黑客攻击。

防篡改

由于区块链中嵌入了不可变性,因此检测任何数据的篡改变得更加容易。区块链可以防篡改,因为即使是单个区块的任何变化都可以顺利地被检测和处理。有两种检测篡改的关键方法,即哈希和区块。

如前所述,与区块关联的每个哈希函数都是唯一的。你可以认为它像一个区块的指纹。数据中的任何更改都会导致哈希函数发生变化。由于一个区块的哈希函数链接到下一个区块,黑客想要进行任何更改都不得不更改的所有区块,而这是相当困难的。

区块链的类型

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尽管区块链自被创建以来,已经经历了许多发展阶段,但总体来说区块链可分为两大类:公共和私有区块链。

在对这两者之间的区别进行之前,让我们来检查一下公共和私有区块链的相似之处:

l 公共和私有区块链都有对等的去中心化网络。

l 网络的所有参与者都共享分类帐本的副本。

l 网络维护所有分类帐本的副本,并在协商一致的情况下同步更新。

l 网络上应用了分类帐本的不变性和安全性规则,以避免恶意攻击。

现在我们已经知道了这两种区块链的相似性,让我们详细了解一下它们之间的区别。

公共区块链——顾名思义,一个公共区块链是一个无需许可的分类账,可以被任何人访问。任何有访问互联网权限的人都有资格下载并访问它。此外,他们还可以查看区块链的整个历史记录,并通过它进行任何交易。公共区块链通常奖励其网络参与者进行挖矿,并维护分类帐的不变性。一个例子是比特币区块链。

公共区块链允许世界各地的社区公开安全地交换信息。然而,这种区块链的一个明显的缺点是如果其规则没有严格执行,它可能会受到损害。此外,最初决定和应用的规则在以后阶段可供修改的范围很小。

私有区块链——与公共区块链相反,私有区块链仅在受信任的参与者之间共享。网络的整体控制权掌握在所有者手中。此外,私有区块链的规则可以根据不同级别的权限、曝光度、成员数、授权等进行更改。

私有区块链可以独立运行,也可与其他区块链集成在一起,通常由企业和组织使用。因此在私人区块链中,参与者之间所需的信任级别较高。

区块链技术的热门应用

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虽然比特币和加密货币是区块链技术第一个流行的应用,但它们并不是唯一的。区块链技术的本质使世界各地的企业、行业和企业家都有了进一步探索技术的潜力,并在不同部门推动了革命性的变革。

虽然值得信赖的记录和赋予用户权力的基本理念具有巨大的潜力,但它肯定也在市场上引起了很多炒作。这项技术的魔力肯定具有转换成产业的力量,但是这一过程必须是有计划且可执行度高的。现在让我们了解一下区块链技术在实际实施中的用处。

智能合约

为了交换服务或产品,不同的企业需要互相打交道。所有有关"给予"和"接受"的条款及相关条件由参与各方以协议或合同的形式签署。然而,这些基于纸面的合同很容易出现错误或诱发欺诈行为,从而挑战双方之间的信任,并引发风险。区块链通过智能合约为这个问题带来了极好的解决方案。

智能合同与基于纸面的协议执行类似的功能,但区别在于这些都是数字化的,而且在本质上是可自动执行的。可以自动执行意味着当满足这些协定代码中的某些条件时,它们将自动部署。以太坊是一个开源区块链平台,它已经在区块链生态系统中引入了智能合约。除此之外,智能合约还可用于不同的情形或行业,如金融协议、健康保险、房地产所有权文件、众筹等。

例如区块链智能合约可用于医疗保健,用于管理药品供应。一旦一定数量的药品从制造公司运到药剂师处,就能自动产生一个与所有有关数据 (如药物信息、供应量等) 相关的智能合同。这个智能合同将负责管理在不同中介之间传送的整个供应链中的条目。由于智能合同只适用于某些特定条件,因此没有人可以在合同中进行任何更改,从而确保药物的可信任度和真实性。

政府选举

无论政府选举自称有多安全,通过反社会因素进行欺诈的可能性始终存在。目前的投票制度依赖手工处理,并基于信任。即使消除了安全漏洞和欺诈可能性,也无法忽略手动错误的可能性。在这种情况下,最好的解决方案是在智能合同的帮助下实现整个流程的自动化。

区块链智能合同提供了一个现代系统,通过这些方法可以轻松地消除这些常见问题。智能合约中的条目具有高透明度和安全性,同时选民的隐私得到保证,从而实现公平的选举。

身份管理

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世界正在变得越来越数字化。网上金融交易就是一个例子,你可以使用你的登录账号和验证码轻松登录账户,访问资金。然而在这种情况下,没有人能保证取钱人的身份。如果你的用户名和密码被某人获取了,那就没有办法保护自己的钱的安全了。

当前,需要有一个可以管理互联网上个人身份的系统。区块链使用的分布式分类帐本技术就提供了高级公私加密的方法,你可以证明自己的身份,并对文档进行数字化。这种独特的安全身份在进行任何金融交易,或在共享经济中进行任何在线互动时,都可以作为你的唯一身份认证。此外,区块链可以提供的通用在线身份解决方案还可以填补政府机构和私人组织之间的差距。

知识产权保护

在互联网的帮助下,人们可以轻松地复制和分发数字内容或信息。因此,来自世界各地的人们拥有复制、分享和使用它们的权力,与此同时,这些实际内容的制作者却无法获得任何回报。尽管针对这些问题出台了版权法,但在目前的情况下,这些法律没有被一个全球共同标准适当地定义。这意味着任何在美国有效的法律在澳大利亚都可能不成立。

即使版权适用于任何国家,人们也很容易失去对其数据的控制权,并受到财务条款的影响。借助区块链技术,所有的版权都可以以智能合同的形式存储,这将促进企业的自动化,带来在线销售的增加,从而消除再分配风险。

用于 IP 注册的区块链将帮助作者、所有者或用户获得清晰的版权信息。一旦他们在线注册了劳动成果,他们将拥有有关证据,在其劳动成果被篡改时这将提供证明。由于区块链在自然界中是不可变的,因此存储在区块链上的任何条目都不能被更改或修改。该作品的所有者将对所有权以及内容的分配拥有全部权限。

结论

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除了这几个例子之外,区块链的革命性技术在许多不同的行业中也都有着很高的应用潜力。一些行业已经开始在其业务中采用区块链,而许多企业仍在探索最好的开始方式。

区块链在技术领域是一个新鲜事物,但它绝对不是最后一个。即使仍然处于早期阶段,从第一次应用加密货币开始,该技术就已经获得了巨大的知名度。越来越多的应用领域被发现,并进行了相关测试。一旦这种技术在全球范围被采纳和接受,它就会彻底改变我们今天的生活方式。

英文地址:https://hackernoon.com/blockchain-technology-explained-introduction-meaning-and-applications-edbd6759a2b2

编译:区块链Robin

译文有删减,英文版权由原作者所有。

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文章作者: 区块链Robin 我要纠错
声明:本文由入驻金色财经的作者撰写,观点仅代表作者本人,绝不代表金色财经赞同其观点或证实其描述。
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