区块链入门 之何为区块链

释放双眼,带上耳机,听听看~!

区块链

区块链 是一种新型去中心化协议,能安全地存储比特币交易或其它数据,信息不可伪造和篡改,可以自动执行智能合约,无需任何中心化机构的审核。qq;1302816645

优点

  • 任何节点都可以创建交易,在经过一段时间的确认之后,就可以合理地确认该交易是否为有效,区块链可有效地防止双花问题的发生。

  • 对于试图重写或者修改交易记录而言,它的成本是非常高的。

  • 区块链实现了两种记录:交易(transactions)以及区块(blocks)。

交易是被存储在区块链上的实际数据,而区块则是记录确认某些交易是在何时,以及以何种顺序成为区块链数据库的一部分。 
交易是由参与者在正常过程中使用系统所创建的(在加密数字货币的例子中,一笔交易是由bob将代币发送给alice所创建的),而区块则是由我们称之为矿工(miners)的单位负责创建。

工作原理

区块

数据通过称之为区块(block)的文件,永久记录在数字货币网络上。它们好比是一个股票交易账本。新的区块会被添加到记录(区块链)的末端,而且一旦书写就很难修改或移除。

区块结构

大小 字段 描述
4字节 区块大小 用字节表示的该字段之后的区块大小
80字节 区块头 组成区块头的几个字段
1-9 (可变整数) 交易计数器 交易的数量
可变的 交易 记录在区块里的交易信息

区块头

区块头由三组区块元数据组成。首先是一组引用父区块哈希值的数据,这组元数据用于将该区块与区块链中前一区块相连接。第二组元数据,即难度、时间戳和nonce,与挖矿竞争相关 。 
第三组元数据是merkle树根(一种用来有效地总结区块中所有交易的数据结构)。

大小 字段 描述
4字节 版本 版本号,用于跟踪软件/协议的更新
32字节 父区块哈希值 引用区块链中父区块的哈希值
32字节 Merkle根 该区块中交易的merkle树根的哈希值
4字节 时间戳 该区块产生的近似时间(精确到秒的Unix时间戳)
4字节 难度目标 该区块工作量证明算法的难度目标
4字节 Nonce 用于工作量证明算法的计数器

创始区块

比特币区块链的第一个区块,创建于2009年,我们称之为创世区块。它是比特币区块链里所有区块的共同祖先,这意味着你从任一区块,循链向后回溯,最终都将到达创世区块。

每一个节点都“知道”创世区块的哈希值、结构、被创建的时间和里面的一个交易。因此,每个节点都把该区块作为区块链的首区块,从而构建了一个安全的、可信的区块链的根。

创世区块的哈希值为:

0000000000 19d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f1

区块链分叉

诚实矿工只创建最长有效链上的最新区块。

“长度”(Length)指区块链的累计计算难度,而不是是区块数目。当包括在链中的所有区块以及交易都有效,且是从创世区块开始的链,才是被我们承认的有效区块链。

对于区块链中的任意一个区块,到达创世块的路径只有一条。然而,从创世块开始,会有分叉的情况出现。当创建两个区块的时间差只有几秒时, 
经常会创建出一个分叉区块。当发生这种情况时,节点就会在他们最先接收到的那个区块上创建区块。无论哪一个区块包含在下一个区块中,它都会成为主链的一部分,因为这条链更长。

短链(无效链)中的区块没有什么作用。当比特币客户端切换至另外一条更长的区块链时,短链中的所有有效交易区块都重新添加到序列交易池中, 
且会包含在下一个区块中。短链中的区块奖励不会呈现在最长的区块链中,因此实际上他们是有损失的,这就是为什么需要网络强制的100个区块的成熟时间来让产生存在。

在短链中的区块,我们通常称之为“孤儿块”(orphans)。这是因为,在长链中这个生成交易并没有父系区块,因为这些生成交易在交易PRC列表中显示为孤儿。 
一些矿池误解这些信息,声称他们的区块是”孤儿“。事实上,这些区块都有父系区块,而且甚至可能有子系。

区块链衍生概念

公链(public blockchain)

公链,是指全世界任何人都可读取、发送交易且能获得有效确认的共识区块链。公链的安全由工作量证明机制(pow)或权益证明机制(pos)等方式负责维护。 
它们是以经济奖励与加密数字验证相结合的方式而存在的,并遵循着一般原则:每个人从中可获得的经济奖励,与对共识过程作出的贡献成正比。这些区块链通常被认为是“完全去中心化”的。

共同体区块链:(Consortium blockchains)

共同体区块链,是指其共识过程受到预选节点控制的区块链;例如,有15个金融机构组成一个共同体,每个机构都运行着一个节点,而且为了使每个区块生效需要获得其中10个机构的确认。 
区块链或许允许每个人都可读取,或者只受限于参与者,或走混合型的路线,例如区块的根哈希及其API(应用程序接口)对外公开,API可允许外界用来作有限次数的查询和获取区块链状态的信息。这些区块链可视为“部分去中心化”。

私链(private blockchain)

又称无代币区块链(Token-less blockchain)。

完全私有的区块链 , 是指其写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据库管理、审计、甚至一个公司,但在很多的情形下,公共的可读性并非是必须的。

关于没有原生代币的系统,是否能被称为区块链,仍然有着很大的争议。一些人认为,没有代币的区块链,可以一种分布式多版本并发控制(MVCC)数据库的形式而存在。 
多版本并发控制,可防止两笔交易在数据库中修改一个单一列,而区块链,则是阻止两笔交易在区块链中的单个输出( output)。

公链和私链的特点

共同体区块链结合了公链的“低信任”和私链的“单一高度信任” , 提供了一种混合的模式,而私链可以更精确地描述为带有一定程度数字加密功能,可管理(permissioned)的传统中心化系统。

公链特点

  1. 中立、开放、去中心化;

  2. 不可更改,不可撤销;

  3. 拥有网络效应。

  4.  抗审查性高;

私链特点

  1. 规则易于修改(交易,余额等);

  2.  交易成本低(交易只需几个受信节点验证即可);

  3. 读取权限受限;

区块链发展及应用

区块链技术作为数字货币的底层技术,已引起了金融世界的高度重视,包括高盛、摩根大通、汇丰银行、花旗银行、纽约梅隆银行、巴克莱银行、瑞银(UBS)、苏格兰皇家银行、摩根士丹利在内的众多金融机构, 
均与区块链公司进行了合作,研究区块链技术在金融市场的应用。世界经济论坛更是大胆预测,到2027年世界GDP的10%将被存储在区块链网络上


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本文标题:区块链入门 之何为区块链
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