Ⅰ 區塊鏈中的區塊是通過什麼連接的
專家介紹,區塊鏈可以通俗地被理解為一個分布式的公共賬本,這個賬本由各個區塊連成一個鏈條。在傳統記賬系統中,記賬權掌握在中心伺服器手中。
而在區塊鏈這個「賬本」上,鏈條上的每一個點都能在上面記錄信息,構成點對點的記賬系統。因此,區塊鏈技術被認為是一種去中心化的技術。
比如,在一個100人的村莊,張三向李四買了一頭牛,向他支付1萬元。過去,他要依靠中間人趙六,才能將自己的1萬元轉給李四。
而有了區塊鏈系統,張三可以直接將自己的1萬元記到李四的賬本上,同時交易信息會傳到全村,也就是整個區塊鏈系統,使其他98個人也能看到信息。由系統記錄整個交易過程,具有可溯源優勢,防止趙六賬本丟失或李四不認賬等問題。
(1)區塊鏈讓區塊連接起來的是擴展閱讀
2008年由中本聰第一次提出了區塊鏈的概念,在隨後的幾年中,區塊鏈成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分:作為所有交易的公共賬簿。通過利用點對點網路和分布式時間戳伺服器,區塊鏈資料庫能夠進行自主管理。
為比特幣而發明的區塊鏈使它成為第一個解決重復消費問題的數字貨幣。比特幣的設計已經成為其他應用程序的靈感來源。
Ⅱ 區塊鏈技術框架有哪些
當前主流的區塊鏈架構包含六個層級:網路層、數據層、共識層、激勵層、合約層和應用層。圖中將數據層和網路層的位置進行了對調,主要用途將在下一節中詳述。
網路層:區塊鏈網路本質是一個P2P(Peer-to-peer點對點)的網路,網路中的資源和服務分散在所有節點上,信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行,可以無需中間環節和伺服器的介入。每一個節點既接收信息,也產生信息,節點之間通過維護一個共同的區塊鏈來同步信息,當一個節點創造出新的區塊後便以廣播的形式通知其他節點,其他節點收到信息後對該區塊進行驗證,並在該區塊的基礎上去創建新的區塊,從而達到全網共同維護一個底層賬本的作用。所以網路層會涉及到P2P網路,傳播機制,驗證機制等的設計,顯而易見,這些設計都能影響到區塊信息的確認速度,網路層可以作為區塊鏈技術可擴展方案中的一個研究方向;
數據層:區塊鏈的底層數據是一個區塊+鏈表的數據結構,它包括數據區塊、鏈式結構、時間戳、哈希函數、Merkle樹、非對稱加密等設計。其中數據區塊、鏈式結構都可作為區塊鏈技術可擴展方案對數據層研究時的改進方向。
共識層:它是讓高度分散的節點對區塊數據的有效性達到快速共識的基礎,主要的共識機制有POW(Proof Of Work工作量證明機制),POS(Proof of Stake權益證明機制),DPOS(Delegated Proof of Stake委託權益證明機制)和PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance實用拜占庭容錯)等,它們一直是區塊鏈技術可擴展方案中的重頭戲。
激勵層:它是大家常說的挖礦機制,用來設計一定的經濟激勵模型,鼓勵節點來參與區塊鏈的安全驗證工作,包括發行機制,分配機制的設計等。這個層級的改進貌似與區塊鏈可擴展並無直接聯系。
合約層:主要是指各種腳本代碼、演算法機制以及智能合約等。第一代區塊鏈嚴格講這一層是缺失的,所以它們只能進行交易,而無法用於其他的領域或是進行其他的邏輯處理,合約層的出現,使得在其他領域使用區塊鏈成為了現實,以太坊中這部分包括了EVM(以太坊虛擬機)和智能合約兩部分。這個層級的改進貌似給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向,但結構上來看貌似並無直接聯系
應用層:它是區塊鏈的展示層,包括各種應用場景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.區塊鏈的應用層可以是移動端,web端,或是是融合進現有的伺服器,把當前的業務伺服器當成應用層。這個層級的改進貌似也給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向,但結構上來看貌似並無直接聯系。
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Ⅲ 區塊鏈技術
背景:比特幣誕生之後,發現該技術很先進,才發現了區塊鏈技術。比特幣和區塊鏈技術同時被發現。
1.1 比特幣誕生的目的:
①貨幣交易就有記錄,即賬本;
②中心化機構記賬弊端——可篡改;易超發
比特幣解決第一個問題:防篡改——hash函數
1.2 hash函數(加密方式)
①作用:將任意長度的字元串,轉換成固定長度(sha256)的輸出。輸出也被稱為hash值。
②特點:很難找到兩個不同的x和y,使得h(x)=h(y)。
③應用:md5文件加密
1.3 區塊鏈
①定義
區塊:將總賬本拆分成區塊存儲
區塊鏈:在每個區塊上,增加區塊頭。其中記錄父區塊的hash值。通過每個區塊存儲父區塊的hash值,將所有的區塊按照順序連接起來,形成區塊鏈。
②區塊鏈如何防止交易記錄被篡改
形成區塊鏈後,篡改任一交易,會導致該交易區塊hash值和其子區塊中不同,發現篡改。
即使繼續篡改子區塊頭中hash值,會導致子區塊hash值和孫區塊中不同,發現篡改。
1.4 區塊鏈本質
①比特幣和區塊鏈本質:一個人人可見的大賬本,只記錄交易。
②核心技術:通過密碼學hash函數+數據結構,保證賬本記錄不可篡改。
③核心功能:創造信任。法幣依靠政府公信力,比特幣依靠技術。
1.5如何交易
①進行交易,需要有賬號和密碼,對應公鑰和私鑰
私鑰:一串256位的二進制數字,獲取不需要申請,甚至不需要電腦,自己拋硬幣256次就生成了私鑰
地址由私鑰轉化而成。地址不能反推私鑰。
地址即身份,代表了在比特幣世界的ID。
一個地址產生之後,只有進入區塊鏈賬本,才能被大家知道。
②數字簽名技術
簽名函數sign(張三的私鑰,轉賬信息:張三轉10元給李四) = 本次轉賬簽名
驗證韓式verify(張三的地址,轉賬信息:張三轉10元給李四,本次轉賬簽名) = True
張三通過簽名函數sign(),使用自己的私鑰對本次交易進行簽名。
任何人可以通過驗證韓式vertify(),來驗證此次簽名是否有由持有張三私鑰的張三本人發出。是返回true,反之為false。
sign()和verify()由密碼學保證不被破解。·
③完成交易
張三將轉賬信息和簽名在全網供內部。在賬戶有餘額的前提下,驗證簽名是true後,即會記錄到區塊鏈賬本中。一旦記錄,張三的賬戶減少10元,李四增加10元。
支持一對一,一對多,多對已,多對多的交易方式。
比特幣世界中,私鑰就是一切!!!
1.6中心化記賬
①中心化記賬優點:
a.不管哪個中心記賬,都不用太擔心
b.中心化記賬,效率高
②中心化記賬缺點:
a 拒絕服務攻擊
b 厭倦後停止服務
c 中心機構易被攻擊。比如破壞伺服器、網路,監守自盜、法律終止、政府幹預等
歷史 上所有有中心化機構的機密貨幣嘗試都失敗了。
比特幣解決第二個問題:如何去中心化
1.7 去中心化記賬
①去中心化:人人都可以記賬。每個人都可以保留完整的賬本。
任何人都可以下載開源程序,參與P2P網路,監聽全世界發送的交易,成為記賬節點,參與記賬。
②去中心化記賬流程
某人發起一筆交易後,向全網廣播。
每個記賬節點,持續監聽、持續全網交易。收到一筆新交易,驗證准確性後,將其放入交易池並繼續向其它節點傳播。
因為網路傳播,同一時間不同記賬節點的交一次不一定相同。
每隔10分鍾,從所有記賬節點當中,按照某種方式抽取1名,將其交易池作為下一個區塊,並向全網廣播。
其它節點根據最新的區塊中的交易,刪除自己交易池中已經被記錄的交易,繼續記賬,等待下一次被選中。
③去中心化記賬特點
每隔10分鍾產生一個區塊,但不是所有在這10分鍾之內的交易都能記錄。
獲得記賬權的記賬節點,將得到50個比特幣的獎勵。每21萬個區塊(約4年)後,獎勵減半。總量約2100萬枚,預計2040年開采完。
記錄一個區塊的獎勵,也是比特幣唯一的發行方式。
④如何分配記賬權:POW(proof of work) 方式
記賬幾點通過計算一下數學題,來爭奪記賬權。
找到某隨即數,使得一下不等式成立:
除了從0開始遍歷隨機數碰運氣之外,沒有其它解法,解題的過程,又叫做挖礦。
誰先解對,誰就得到記賬權。
某記賬節點率先找到解,即向全網公布。其他節點驗證無誤之後,在新區塊之後重新開始新一輪的計算。這個方式被稱為POW。
⑤難度調整
每個區塊產生的時間並不是正好10分鍾
隨著比特幣發展,全網算力不算提升。
為了應對算力的變化,每隔2016個區塊(大約2周),會加大或者減少難度,使得每個區塊產生的平均時間是10分鍾。
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Ⅳ 區塊鏈究竟是什麼呢
區塊鏈究竟是什麼呢?本質上講,區塊鏈是一種分布式、去中心化的網路資料庫系統, 這個系統會讓數據的存儲、更新、維護、操作變得不同。區塊鏈有四項不可缺的核心技術, 分別是:分布式存儲、共識機制、密碼學原理、智能合約。
那麼我們下面就講一講,與傳統數據處理相比,區塊鏈到底有什麼不同,幫助大家了 解區塊鏈是什麼,讓大家對區塊鏈有一個總的認知。
一、區塊鏈中的數據存儲:塊鏈式數據結構
在數據存儲方面,區塊鏈技術利用的是「塊鏈式數據結構」來驗證與存儲數據的。
塊鏈式結構是什麼意思呢?鐵鏈子大家都見過吧,一環套一環那種,那其實,每一環 我們可以看作是一個區塊,很多環節扣在一起就形成了區塊鏈。
這個所謂的「鐵鏈」是如何存儲數據的呢?簡單來講,區塊鏈和普通存儲數據的不同 之處在於:在區塊鏈上,後一個區塊里的數據是包含前一個區塊里的數據的。
以讀書為例:我們平時看書,看完第 1 頁,接著讀第 2 頁、第 3 頁......
那在區塊鏈裡面呢,如果給每個區塊標註上頁碼,那麼第 2 頁的內容是包含第 1 頁的 內容的,第 3 頁的內容包含第 1 頁和第 2 頁的內容......第 10 頁包含了前 9 頁的內容, 就是這樣一個層層嵌套的鏈條,這樣一來,就可以追溯到最本源的數據了,這就是區塊鏈 的可追溯性。
區塊鏈這種「塊鏈式數據結構」使之具備可追溯性,這就天然適用於許多領域,譬如: 食品溯源、葯品溯源等等。這樣一來,毒奶粉、假疫苗、偽劣食品事件出現的概率就會大 大降低,因為一旦出現問題,通過溯源可以清晰知道到底是哪個環節出現問題,問責追償 將會更加清晰。
二、區塊鏈中的數據更新:分布式節點共識演算法
在數據更新方面,區塊鏈技術是利用「分布式節點共識演算法」來生成和更新數據。
每每生成新的區塊(也就是更新數據的時候),都需要通過一種演算法,獲得全網 51% 以上節點的認可才能構成新的區塊。說白了就是投票,超過半數人同意就可以生成,這就 使得區塊鏈上的數據不容篡改。
為什麼這么說呢?我們還是打一個比喻:我們把區塊鏈比作一個賬本,因為都是記錄 數據的嘛,傳統世界裡,記賬權力在於記賬先生,賬本屬於記賬先生一個人的。那麼在區 塊鏈裡面,每一個人都擁有這個賬本,想要更新賬目呢,就要投票,半數人以上贊成才可 以去更新賬目數據。
在這個過程中,我們會涉及到這么幾個名詞:分布式、節點、共識演算法,這幾個名詞 其實非常好理解:
每個人都記賬(也就是人人擁有賬本,賬本分散在每個人手裡),就是所謂的「分布 式」;
大家討論、投票產生的、一致贊同的記賬辦法,就是所謂的「共識演算法」;
每一個參與記賬的人,就是所謂的「節點」。
三、 區塊鏈中的數據維護:密碼學
在數據維護階段,區塊鏈的不同之處就在於:它利用密碼學的方式來保證數據傳輸和 訪問的安全。
區塊鏈中所應用的密碼學原理主要有:哈希演算法、Merkle 哈希樹、橢圓曲線演算法、 Base58。這些原理,其實都是通過一系列復雜的運算以及換算,來保證區塊鏈上數據安全。
四、 區塊鏈中的數據操作:智能合約
智能合約,是由計算機程序定義並自動執行的承諾協議,說白了,就是用代碼執行的 一套交易准則,類似於現在的信用卡自動還款功能,開啟這個功能,你自己什麼都不用管, 到期銀行會自動扣除你欠的錢。
智能合約的突出優勢就是,很大程度上避免了由信任產生的一系列問題。
我們很多人,都遇到過被借錢的事情:朋友手頭緊了跟你借 2000 塊錢,承諾下個月 發了工資還錢,到了下個月他又找別的借口不還,拖來托去這事兒就沒譜了。本來沒多少 錢,還是朋友,雖然你很郁悶,這事也就算了。
那麼,有了智能合約以後,他就不能賴賬了,因為在智能合約上,一旦觸發合約中的 條款,代碼就會自動執行,不管他願不願意,只要他發了工資、賬戶上有了錢,他就得還 你。
總結一下本節內容,區塊鏈中有四項不可缺的核心技術,分別是:分布式存儲、共識 機制、密碼學原理、智能合約。
我們可以這樣理解:分布式存儲對應的是數據存儲這個階段,共識機制對應的是數據 的處理更新這個階段,密碼學對應的是數據安全,智能合約對應的是數據的操作問題。
Ⅳ 區塊鏈的組成部分
區塊鏈的組成部分如下:
開放性:區塊鏈的系統數據是公開透明的,每個人都可以參與進來,比如租房子,你可以知道這個房子以前的出租信息,有沒出現過問題,當然這里頭的一些個人私有信息是加密的。
自治性:區塊鏈採用基於協商一致的規范和協議(比如一套公開透明的演算法),然後各個節點就按照這個規范來操作,這樣就是所有的東西都有機器完成,就沒有人情成分。 使得對人的信任改成了對機器的信任,任何人為的干預不起作用。
信息不可篡改:如果信息存儲到區塊鏈中就被永久保存,是沒辦法去改變,至於 51% 攻擊,基本不可能實現。
匿名性:區塊鏈上面沒有個人的信息,因為這些都是加密的,是一堆數字字母組成的字元串,這樣就不會出現你的各種身份證信息、電話號碼被倒賣的現象。
Ⅵ 區塊鏈中數據區塊是以什麼順序相連的
時間順序。睜族區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合悉羨弊成的一種鏈式數據結構,並以密碼學方式保派喚證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本或叫分布式資料庫。
Ⅶ 什麼是區塊鏈的跨鏈技術
區塊鏈屬於分布式賬本技術的一種,每一條區塊鏈都相當於一個獨立的賬本,通常情況下不同賬本之間是無法實現價值轉移的。隨著技術以及市場的發展,加密貨幣的種類越來越多,與此同時也涌現出來大量不同的區塊鏈。不同鏈之間的協同從操作以及價值流通成為了用戶們的新需求,因此區塊鏈的「跨鏈技術」應運而生。
所謂「跨鏈」就是指原本存儲在特定區塊鏈上的資產可以轉換成為另一條鏈上的資產,從而實現價值的流通。也可以將其理解為不同資產持有人之間的一種兌換行為,這個過程實際並不改變每條區塊鏈上的價值總額。就好比交易平台提供的幣幣交易一樣,不同類型的數字貨幣之間可以進行兌換,只是交易平台的這一行為沒有發生在區塊鏈上而已。
從技術上來看區塊鏈屬於分布式賬本,而從商業層面來看,它本質上屬於一種價值網路,不同區塊鏈之間的孤立性不僅導致了數字資產不能在區塊鏈之間流通,同時也將其價值局限在了一個狹隘的范圍內,一定程度上限制了其自身的發展空間。
因此,越來越多的人開始關注跨鏈技術。2017年9月份,萊特幣創始人李啟威就曾在推特上表示,萊特幣與比特幣實現了原子級跨鏈交換;11月閃電網路實驗室完成了首筆從比特幣到萊特幣的閃電網路跨鏈交易。