区块链是一种特殊的数据库,仅接受数据添加(无法删除或修改)。区块链的结构确实像是区块组成的链条,区块内是添加至数据库的信息。每个区块都有一个指针,指向前一个区块;通常还会或多或少地包含交易信息、时间戳和确认区块有效的其他元数据。
基于区块相连的方式,录入的数据不允许编辑、删除或修改。任何区块的改动都会使后续的区块失效。
至此,区块链似乎没有什么过人之处。您可能会想,区块链会比一般的电子表格好在哪里?区块链真正能发挥所长的场景是允许用户围绕着共享真相源头进行协作,而不必彼此信任。在分布式网络中,没有任何一方可以劫持布置周密的区块链。
用户若要运行和独立验证区块链的状态,必须下载特定的软件。软件启动后,便会接入其他电脑上的实例,目的是上传或下载信息(例如,交易、区块)。新用户下载一个区块,检查它是否按照系统规则而创建,然后将相关信息传递给其他点。
于是,我们得到了由成百上千、甚至是上万个实体组成的生态系统。这些实体称为“节点”,全部运行同一个数据库副本并对此进行同步更新。数据库资源因而变得非常充足,随时可以使用。
如果区块链允许录入虚假的财政信息,权威性便会遭到削弱。与此同时,分布式系统内没有管理员或领导者负责维护账本,如何确保参与者正直行事呢?
中本聪提出的“工作证明”系统允许任何人向网络提议添加区块。用户提议区块时,必须牺牲算力来猜测协议所规定的解决方案(此步骤需要对数据进行多次散列,产出一个低于特定阈值的数目)。
这个过程称为“挖矿“。若矿工猜对结果,所建造的区块(由节点发送过来的未确认交易构成)便会延续到链上。矿工也会因此得到区块链原生代币作为奖励。
使用单向函数进行散列,意味着仅凭输出数据几乎不可能猜出输入数据。然而,如果有了输入数据,验证输出数据是轻而易举的事情。如此一来,任何参与者都可以验证矿工产出的区块是否正确,拒绝那些无效区块。若伪造了无效区块,矿工无法得到报酬,同时浪费了挖矿资本。
与此同时,加密货币系统对公共/私有密钥技术的依赖确保无人能够使用不属于自己的资金。货币与密钥(仅为拥有者所知)绑定,只可通过有效签名认证资金转移才能正常使用。
工作证明是最广为践行的共识机制,但绝非唯一。对于 权益证明等其他共识机制的探索日益增长。然而,这些替代机制尚未有真正意义地部署于实践中(尽管混合共识机制已经存在了一段时间)。
不可变数据链的基础理念可以追溯至九十年代初期。研究员W. Scott Stornetta和Stuart Haber发表了名为“How to Time-Stamp a Digital Document(如何为数字文件添加时间戳)”的文章,探讨如何将时标技术有效应用在文件中,确保文件无法编辑或篡改。
然而,Stornetta和Haber的方法存在漏洞,仍要求用户信任第三方才可实施。区块链技术凝聚了其他计算机科学家的创意,中本聪则被誉为前文所述的“工作证明”之父。
如需更深入地了解区块链的发展历程,不妨阅读我们的另一篇文章《区块链的历史》。
加密货币只是区块链技术的冰山一角。随着去中心化货币的发展,许多人认识到去中心化运算的潜力。Bitcoin 等第一代区块链引入共享的交易数据库,而 Ethereum 等第二代产品则带来了智能合约——这些程序运行在区块链的基础之上,管理加密货币的条件转移。
智能合约免除中央服务器运行代码的必要,意味着避免了中介在托管层面造成中央点故障。用户可以审核软件(若代码开源),而开发者可以将合约设定成不可禁用或修改。
区块链的其他用途包括:
区块链技术能够满足大量用例。下面列举了部分例子,你亦可在币安学院内了解更多。
公共区块链属于免许可系统,意味着参与者不必经历验证程序。有了比特币和其他加密货币,用户只需下载开源软件即可加入网络。
基于区块链账本的高度开放性,难以禁止任何人参与,亦几乎不可能将整个网络切断。因此,区块链对于任何类型的用户都具有吸引力。
区块链在金融交易领域最受欢迎;若能部署于众多其他行业,未来可能为这些行业带来好处。
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