区块链为什么叫区块链?

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2020-04-13 14:42:07

2008年,全球爆发金融危机。10月31日,中本聪”发表了一篇名为《一种点对点的电子现金系统》的论文,描述了比特币的工作模式。

2009年1月3日,中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上挖出了第一批比特币,标志着比特币的诞生。

2010年5月22日,一位程序员花费了1万枚比特币购买两块披萨,第一次赋予了比特币价格。

比特币作为区块链的第一个应用,被大家所熟知。可是作为底层技术的区块链,大家肯定不太了解,区块链为什么要叫做区块链呢?

要弄明白这个问题,就要从区块链的数据结构来讲。区块链之所以叫区块链,因为它是由数据块和链”组成的,数据上传所形成的数据块,会按时间顺序链接在一起,形成链式的结构。

简单来讲,我们都知道,互联网世界是一个巨大的网络数据库,而区块链本质上也是一个不可篡改的数据库,在数据上传的过程中,数据会被打包到一起,形成一个个数据块。这有点像工厂将水果打包到玻璃瓶,生产水果罐头一样。而被打包好的数据块,又有另一个学名叫做区块”。

区块是这个数据库的基本存储单元,记录了一定时间内,参与维护网络的节点间的全部交易信息,每次记账生成的一连串交易就会被打包成一个区块。像比特币最初诞生的时候,就是2009年1月3日,中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上,建立了第一个区块,也叫做创始区块,然后才挖出了第一批比特币。

那既然是数据库的话,就需要对里面的数据进行验证和保护。于是,区块链这个数据库就通过时间顺序,以一种密码学的方式把每一个区块关联了起来,从而使整个数据库更加安全与可信。

这里面具体采用的密码学方法是哈希算法,也叫做哈希函数,可以通过这个函数,计算一个叫做哈希值的东西。每个区块在开头都要附上上一个区块的哈希值,以此实现关联。

这个函数的特点就是,只要输入的数据发生改变,哪怕只改了一个小小的字符,整个哈希值都会面目全非,这就意味着一旦想要恶意篡改之前区块中的数据,之后的哈希值就会产生变化,从而被其他人所发现,以此保证数据库的安全性。

当所有区块都通过哈希算法,一块一块的连在一起,就像铁锁链一样,就形成了一条链式的数据结构。因为区块链的链式结构,所以最开始在比特币英文原版白皮书中,就形象的称之为chain of blocks,也就是由块组成的链,后来在最早的比特币白皮书中文翻译版中,将其翻译成区块链,久而久之也就称区块链,即blockchain了。

区块链作为一门新型技术,虽然名字有点与众不同,但是它的前景却非常广阔,因为其特殊的链式结构,决定了这门技术具备数据不可篡改和可溯源的特点。而这些特点又广受金融机构所喜爱,比如银行在做金额结算、信息录入的时候,区块链的不可篡改、可溯源等特性,可以使记录不可被篡改,并且能追溯到每笔资金的流向,从而使金融交易更加安全与可信。

所以,区块链天生与金融是互补的关系,金融为区块链提供应用场景,而区块链为金融提供安全的土壤。除此之外,在今天这样一个信息互联网时代,确实存在很多的信息安全问题,导致用户与用户、用户与企业间的信任成本不断增长。而区块链的特性,正好为解决这些信任问题提供了技术性的支持。如果说互联网引领了信息传递的革命,那么或许在某一天,区块链会像互联网一样引领数据信任的革命,让我们共同期待吧!


达世币2225星评价

2020-04-13 14:46:12

1、区块链由区块链接而成

区块链由一串使用密码学算法产生的区块链接而成。每一个区块上写满了交易记录,区块按顺序相连形成链状结构,也就是区块链大账本。

区块链技术把数据库中需要存储的数据分成了不同的区块。以比特币为例,矿工在生成新区块时,需要根据前一个区块的哈希值、新交易区块和随机数,来计算新的哈希值和随机数,每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面,前后按时间顺序连接起来呈现一套完整的数据。也就是说每一个区块都是在前一个区块数据的基础上生成的,该机制保证了区块链数据的唯一性。

每个区块链数据库本质上是一个按照时间顺序串联起来的事件链,它使用协议规定的密码机制进行了认证,保证不会被篡改和伪造。

因为交易记录细微的变化也会彻底改变哈希值的结果,所以矿工在进行算力竞争的时候无法作弊,每个矿工都必须等前一个区块生成之后才能根据前一个区块的数据开始计算符合条件的随机数,保证了挖矿的公平性。

2、区块结构

区块是使用密码学方法产生的数据块,数据以电子记录的形式被永久储存下来,存放这些电子记录的文件我们就称之为“区块(block)”。

区块是区块链的主要数据存储结构,一个区块包含区块头和区块体两个部分。

而区块头则是区块的重头戏。对于一个区块而言,它就是一个特殊的数据结构。区块头包含了一些固定信息:

版本(客户端版本,每次升级客户端软件,这个信息就会不一样)。

块高度(其实就是表示这是链中的第几个区块)。

块哈希(这个区块的hash值,是挖矿得到的),上一个块的块哈希(这个字段是重点中的重点,是形成链表结构的关键)。

时间戳(区块创建时间)。

难度和Nonce(这两个字段和挖矿有关,区块链100讲之挖矿会详细介绍)。

merkle root(区块体的merkle根hash值,区块链100讲之merkle树会详细介绍)。

除了这些字段,如果做一个自己的区块链,还可以添加一些其他信息到区块头中。以比特币的区块链为例,每个区块记录了这几个内容:神奇数、区块大小、数据区块头部信息、交易计数、交易详情。

区块体是保存具体内容的位置,在比特币的区块链中,区块体保存的是一段时间的交易信息。在其他区块链中,这里可不一定保存的是交易信息,可能是其他信息,总之区块体是保存该区块链用来做什么业务的具体业务信息。

在部分区块链实现中,一个区块还可以有区块尾,用来保存一些区块创建结束之后的信息,这些信息可能是区块头和区块体已经创建完以后,附加上去的,比如区块的长度、容量等信息。

区块链的数据存储方式通过两个方式来保证数据库的完整性和严谨性。

第一,每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有价值交换活动,这个特点保证了数据库的完整性。

第二,在绝大多数情况下,一旦新区块完成后被加入到区块链的最后,则此区块的数据记录就再也不能改变或删除。这个特点保证了数据库的严谨性,即无法被篡改。

3、链式结构

区块和区块之间是如何“链”起来的呢?主要依靠各个区块之间的数据区块头部信息链接起来,头部信息记录了上一个区块的HASH值(通过散列函数变换的散列值)和本区块的HASH值。本区块的HASH,又在下一个新的区块中有所记录,由此完成了每个区块的信息链。

同时,由于包含了时间戳,区块链还带有时序性。时间越久的区块后面所链接的区块越多,修改该区块所花费的代价也就越高。区块链采用了密码协议,允许计算机(节点)的网络共同维护信息的共享分布式账本,而不需要节点之间的完全信任。

该机制保证,只要大多数网络按照所述管理规则验证发布到分类账(即,链)的块,存储在区块链中的信息可被信任为可靠的。这确保交易数据在整个网络中一致地复制。分布式存储机制的效果通常意味着网络的所有节点都保存了区块链上存储的所有信息。这里借用一个形象的比喻,区块链就好比地壳,越往下层,时间越久远,越稳定,不会发生改变。

由于区块链将从创世块以来的所有交易都明文记录在区块中,且形成的数据记录不可篡改,因此任何交易双方之间的价值交换活动都是可以被追踪和查询到的。这种完全透明的数据管理体系不仅从法律角度看无懈可击,也为现有的物流追踪、操作日志记录、审计查账等提供了可信任的追踪捷径。

区块链在增加新区块的时候,有很小的概率发生“分叉”现象,即同一时间出现2个符合要求的区块。对于“分叉”的解决方法是延长时间,等待下一个区块生成,选择长度最长的支链添加到主链。“分叉”发生的概率很小,多次分叉的概率基本可以忽略不计,“分叉”只是短暂的状态,最终的区块链必然是唯一确定的最长链。

从监管和审计的角度来看,条目可以添加到分布式账本中,但不能从中删除。运行专用软件的通信节点网络以对等方式在参与者之间复制分类账,执行分布式分类账的维护和验证。在区块链上共享的所有信息都具有可审计的痕迹,这意味着它具有可追踪的数字“指纹”。分类账上的信息是普遍和持久的,并创建可靠的“交易云”,使数据不会丢失,所以这项技术从根本上消除了交易对手之间的单点故障风险和数据碎片差异。


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