什么是区块链?区块链到底有什么用?

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什么是区块链

“块”和“链”实际上是指存储在公共数据库中的数字信息。

区块链上的“块”是由数字信息块组成的。具体来说,它们有三个部分:

块存储有关交易的信息,如日期、时间和金额,比如你最近从淘宝购买的商品。

块存储关于谁参与事务的信息。如果你在淘宝上购买了奢侈品,它会记录下你的名字和淘宝公司的名字。不是使用你的真实姓名,你的购买记录使用唯一的签名,有点像用户名。

块存储将它们与其他块区别开来的信息。就像你我有名字来区分彼此一样,每个块存储一个称为“散列”的唯一代码,允许我们将它与其他块区分开来。假设你在淘宝上进行了一次奢侈的购物,但在途中,你觉得自己无法抗拒,需要再买一次。即使你的新交易的细节看起来几乎与你之前的购买相同,我们仍然可以区分区块,因为他们独自的数字签名。

虽然上面示例中的块用于存储来自淘宝的单个购买,但实际情况略有不同。区块链上的单个块实际上可以存储1 MB的数据。根据事务的大小,这意味着一个块可以在同一屋檐下容纳几千个事务。

放一个人民日报普及版:

区块链是如何工作的?

当一个块存储新数据时,它被添加到区块链。顾名思义,区块链是由多个块串在一起组成的。然而,为了将一个块添加到区块链中,必须发生四件事:

让我们继续以你冲动购买淘宝商品为例。在匆忙点击多个付款提示后,你违背了自己的判断,做出了购买决定。

必须验证该事务。购买后,您的交易必须经过验证。对于其他的公共信息记录,比如证券交易委员会,百度百科,或者你当地的图书馆,有个人负责审查新的数据条目。然而,有了区块链,这项工作就交给了计算机网络。这些网络通常由遍布全球的数千台电脑组成(就比特币而言,大约有 500 万台)。当你在淘宝购物时,电脑网络会迅速检查你的交易是否按照你所说的方式进行。也就是说,他们确认购买的细节,包括交易的时间、金额和参与者。(稍后会详细介绍这是如何发生的。)

该事务必须存储在一个块中。在您的交易被验证为正确之后,它就会获得绿灯。交易金额、你的数字签名和淘宝的数字签名都存储在一个块中。在那里,该交易可能会加入成百上千个类似的交易。

必须给那个块一个散列。一旦块的所有交易都经过验证,就必须给它一个惟一的识别代码,称为散列。该块还提供了添加到区块链的最新块的散列。哈希后,块可以添加到区块链。

当这个新块被添加到区块链中时,任何人都可以看到它,甚至包括你自己。如果你看一下比特币的区块链,你会看到你可以访问交易数据,以及有关何时、何处、由谁将区块添加到区块链的信息。

区块链是私有的吗?

任何人都可以查看区块链的内容,但是用户也可以选择将他们的计算机连接到区块链网络。这样一来,他们的电脑就会收到一份区块链的拷贝,每当添加一个新数据块时,区块链就会自动更新,有点像新闻,每当发布一个新状态时,它就会实时更新。

区块链网络中的每台计算机都有自己的区块链副本,这意味着相同的区块链有成千上万的副本,或者就比特币而言,有数百万的副本。尽管区块链的每个副本都是相同的,但是在计算机网络中传播这些信息会增加操作的难度。对于区块链,没有一个单一的、确定的、可以操纵的事件描述。相反,黑客需要操作网络上的每个区块链副本。

查看比特币区块链,然而,你会注意到,你没有访问识别信息的用户进行交易。虽然区块链上的交易不是完全匿名的,但用户的个人信息仅限于他们的数字签名或用户名。

区块链安全吗?

区块链技术从几个方面考虑了安全性和信任问题。首先,新块总是按线性和时间顺序存储。也就是说,它们总是被添加到区块链的末端。如果你看看比特币的区块链,你会发现每个区块在链条上都有一个位置,称为高度。截至2019年2月,该街区的高度已超过56.2万米。

在将一个块添加到区块链的末尾之后,很难返回并更改块的内容。这是因为每个块都包含它自己的散列,以及它前面的块的散列。哈希码是由一个数学函数创建的,它将数字信息转换成一串数字和字母。如果以任何方式编辑了该信息,散列代码也会更改。

这就是为什么这对安全很重要。假设一个黑客试图编辑你在亚马逊上的交易,因此你实际上需要为你的购买支付两次。一旦他们编辑了您的交易金额,块的哈希值就会改变。链中的下一个块仍然包含旧的散列,黑客需要更新该块来掩盖他们的踪迹。但是,这样做会改变该块的散列。下一个,等等。

为了更改一个块,黑客需要更改区块链上的每个块。重新计算所有这些散列将需要大量的计算能力。换句话说,一旦一个块被添加到区块链中,它就很难编辑,也不可能被删除。

为了解决信任问题,区块链网络已经为希望加入并向链中添加块的计算机实现了测试。这些测试被称为“共识模型”,要求用户在参与区块链网络之前“证明”自己。比特币最常见的例子之一是“工作证明”。

在工作证明系统中,计算机必须通过解决一个复杂的计算数学问题来“证明”它们做了“工作”。如果计算机解决了其中一个问题,他们就有资格向区块链添加一个块。但是向区块链(加密货币世界称之为“挖掘”)添加块的过程并不容易。事实上,根据区块链新闻网站 BlockExplorer 的数据,在 2019 年 2 月,在比特币网络上解决这些问题的几率约为 5.8 万亿分之一。要在这种情况下解决复杂的数学问题,计算机必须运行消耗大量能量和能量的程序。

工作的证据并不能使黑客攻击变得不可能,但它确实使它们变得有些无用。如果一个黑客想要协调对区块链的攻击,他们需要像其他人一样以 5.8 万亿分之一的概率解决复杂的计算数学问题。组织这样一场攻击的成本肯定会超过收益。

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