袁创征稿｜谈区块链——什么是区块链？

文章目录

前言

区块链这个词很早就进入了我的视野。 经过一番激烈的操作，我发现可以理解，但很难用语言解释清楚。 本文也在草稿箱中不断修改修改，尽量用通俗的语言进行整理，也作为注解，如有错误请指出。

基本概念

什么是区块链？ 区块链的本质是一个去中心化的分布式账本，将相关联的数据块以链表的形式串联起来。

那么什么是去中心化和分布式账本呢？

谈到去中心化，我们不得不将其与中心化进行比较。 这是我之前看到的一个例子（具体出处我找不到了）。

比如在某宝买东西的简化流程，我们下单后，钱会转到智*宝区块链就是比特币正确吗，智*宝收到货款后会通知卖家发货。

由此可见，整个交易虽然围绕买卖双方展开，但离不开一个中心——支付宝，

也就是说需要一个信任机制，就是买家担心先付款收不到货，卖家担心发货后收不到款。

支付宝充当买卖双方之间的信任中心，使交易能够顺利进行。 但是，如果支付宝失败或被黑客攻击甚至破产而不承认交易，买卖双方仍然很难证明自己。 同样，类似的中心化还有很多，比如跨境支付的SWIFT。

所谓去中心化、去信任化，就是没有中心，每个人都有一个“账本”来记录交易。 每个人都信任账本，也就是下面要讲的分布式账本。

首先，分布式就是分布式存储。 每个人都有一份完整的账本副本。 每个人都可以在自己的账本上记录交易。 每个人的账本上记录的信息都是一样的。

每当有新的记录加入时，都会广播给所有人，每个人都必须将记录添加到自己的账本中。 这也就意味着，仅仅篡改自己的账本是没有用的，因为记录仍然存在于别人的账本中，当超过一半的记录存在时，就无法否认，安全性大大提高。

理论上，如果全网超过51%的账本可以被篡改，篡改就可以成功，即51%的攻击，但需要的篡改量非常大，成本和价格要报酬非常高。

但是记账是要消耗资源的，那么别人怎么帮你记账呢？ 这就需要一个奖励机制，工作量和劳动报酬的证明，奖励机制的思路也很简单。 听到记账要求的广播后，第一个计算出记录数的人将获得奖励，并通知其他人已获得奖励，并将此交易记录数同步到他们的账本中，并计算下一个数。 比如比特币的奖励机制，初始奖励是50个比特币，每210000个区块奖励减半。 现在奖励是 6.25 个比特币。

会不会出现两个人同时算数的情况？ 答案是肯定的。 当两个人同时计算数字并广播时，往往离他们最近的人最先收到广播并记账。 这时候出现了两个版本的账本，也就是出现了分叉。 但是每个人的账本应该是一样的，记录是一条独一无二的严谨的信息链。 对于不同的分叉问题，谁说了算谁说了算，即继续计算下一个数字，开发分叉。 ，最后确认较长的分叉版本，丢弃较短的分叉版本，即少数服从多数。 在比特币中，一个区块的确认时间为 10 分钟，包括这段时间内全网发生的所有交易。 一般在链长达到6后才确定唯一分叉，即最多60分钟确认奖励。

中本聪定义的区块大小为1MB区块链就是比特币正确吗，一般一笔交易约为250B，即比特币中的一个区块最多可存储约4000笔交易。 如果10分钟内确认4000笔交易，每秒可以确认7笔左右的交易。 随着交易数量的增加，不可避免地会造成拥塞。 一种解决方案是扩容一个1M的区块，这就是比特币扩容的问题，所以比特币衍生了很多变形版本，但是扩容必然会影响处理速度，现有币的数量和价值币等，而新产生的币种需要市场的认可，其中以太坊是比较著名的比特币分叉币。

工作原则

以上以记账为比喻，介绍了区块链技术的基本概念。 如果进一步扩展，“账户”可以是任何有价值的东西，可以组合成各种实际应用场景，比如比特币、以太坊等虚拟电子货币。 货币是更广为人知的例子。

寓言中还有很多问题没有解释，账本的构成？ 如何记账？ 如何计算数量？ 如何验证别人的号码是否计算正确？ 这就是它的工作原理。

一个账户就是一个区块。 作为区块链的基本单元，主要包括存储交易记录的数据和本区块相关信息的元数据。

一个区块包含难度、时间戳、随机数、默克尔树根、前区块哈希、当前区块哈希等相关信息，以及交易记录。

Merkle树利用叶子节点的hash生成父节点的hash，递归，最终为所有交易生成一个hash（Merkle树根），方便验证和比对。

创建新区块后，需要计算区块哈希值（账户编号），需要结合高度、时间戳、前一个区块哈希值和随机数，使用SHA-256算法计算哈希值，难度就是调整哈希值 满足前缀零个数后才能正确计算前缀零个数，否则修改（或递增）随机数继续计算哈希，直到计算出满足要求的哈希，或者被别人计算出来然后计算下一个区块，或者同时计算入口分叉。

（插入防爬信息）博主CSDN地址：

区块链中的交易采用非对称加密，即公钥和私钥，使交易双方匿名，提高了安全性。

所谓公钥和私钥，就是用公钥加密，用私钥解密。 加密和解密使用不同的密钥，即非对称加密。 比如交易者A和B，A公布了自己的公钥，大家可以用公钥加密，把加密后的信息发给A，但是解密只能用A手里的私钥。 这样，即使截获了加密信息，也无法解密和破译。

使用私钥签署未花费的交易。 区块链中的交易是匿名的。 公钥和比特币地址都依赖于私钥。 即公钥和地址可以和私钥一起保存，对应的地址可以花掉。 比特币。 也因为比特币的匿名性方便了黑客和不法分子的藏身之处，所以我国不承认比特币是合法的。 但区块链的不可篡改和可追溯性，只要黑客地址将比特币提现到银行卡或与现实交互，就会露出端倪。

底层架构

与计算机网络架构OSI类似，区块链架构也是分层的，包括数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层。