(1)区块链技术介绍
1. 定义
狭义上,区块链是一种基于区块的链数据结构。区块使用数字摘要来验证以前的交易历史,适用于分布式会计场景中的防篡改和可扩展性需求。广义上,区块链还指基于区块链结构的分布式会计技术,包括分布式共识、隐私和安全保护、点对点通信技术、网络协议、智能合同等。
2. 基本概念
交易(Transaction):对账簿(数据库)的操作导致账簿状态的变化,如添加转账记录;
区块(Block):记录一段时间内发生的所有交易和状态结果;
链(Chain):区块按发生顺序串联,是整个账簿状态变化的日志记录。如果区块链系统是状态机,每笔交易意味着状态变化;生成的区块是参与者对交易导致状态变化结果的共识。
挖矿(Mining)它是指通过计算形成新块的过程,即交易支持者利用自己的计算机硬件为网络进行数学计算,以确认交易并提高安全性。以比特币为例:交易支持者(矿工)在计算机上运行比特币软件提供的复杂密码问题(哈希函数),以确保交易。作为对他们服务的奖励,矿工可以获得他们确认的交易中包含的费用和新创建的比特币。
点对点网络(Peer-to-Peer Network)它是指允许单个节点直接与其他节点交互,以实现整个系统像有组织的集体一样运行的系统。以比特币为例:网络以这种方式构建——每个用户都在传播其他用户的交易。重要的是,银行或其他金融机构不需要作为第三方。
哈希散列(Hash)它是密码学中的经典技术,通过输入任何长度的字符串Hash算法转换为由字母和数字组成的固定长度输出。输入值最轻微的变化会产生完全不同的哈希值。
数字签名(Digital Signature)数学机制可以证明其所有权。
私钥(Private Key)是通过数字签名实现的保密数据块,证明您有权从特定的钱包中消费电子货币。
3. 共识机制
i. 工作量证明Proof of Work(PoW)
典型货币:比特币、以太坊、莱特币
矿工获得一段时间的交易数据(块),猜测一个随机字符串到块,计算加上随机字符串的块的哈希值。如果哈希值的指定位数为0,那么矿工是第一个计算正确的人,可以获得上传块的权力,并获得货币作为奖励。由于输入数据的轻微变化会产生完全不同的哈希值,矿工只能逐个尝试不同的字符串。
其中,需要为零的位数是衡量计算难度的指标,以比特币为例,计算难度会随着参与记账的矿工增多而增加,从而将每个区块产出速度控制在10分钟左右。
比特币矿工组成了矿池,以增加获得奖励的机会(Mining Pool),他们团结自己的计算能力,矿池获得的奖励和计算能力贡献平分给每个人。其中,最大的矿池贡献了20%以上的全网计算能力,实际上使网络更加集中,而不是分散。此外,比特币专用矿机的出现使其普通CPU无法与之竞争,这也违背了比特币公平竞争记账的初衷。
ii. 权益证明Proof of Stake(PoS)
典型币种:EOS、Cardano
PoS本发明的初衷是让每个人都互相竞争,挖掘是一种浪费;相反,权益证明是通过选举的形式,任何节点都被随机选择来验证下一个块。这里有一些小术语区别,权益证明中没有矿工,但有验证人(validator)。不让人挖(mine)新区块 而是"铸造(mint)” 或"制造(forge)新块。为了成为验证人,节点需要在网络中存储一定数量的货币作为权益,这可以理解为存款。权益的份额决定了被选为验证人的机会,从而创建下一个块,这是线性的。如果网络发现欺诈,欺诈者将受到惩罚。
由于PoS机制不需要节点计算哈希函数来确认区块,PoS机制下的交易处理速度远高于PoW。
PoW PoS
要求,
速度,PayPal这种传统的交易平台
入侵51%以上的%以上的全网,你几乎不可能有货币数量。
高
4. 交易流程图
5. 技术特点
i. 去中心化
区块链不再依赖集中机构,实现数据的分布式记录、存储和更新。区块链网络中的所有节点都有记账权,可以记账,避免集中操作的缺点。
ii. 全球流通
区块链资产首先是基于互联网的,只要有互联网的地方,就可以进行区块链资产的转账流通。相较于中心化的方式,区块链资产在全球流通的转账手续费非常低,比如比特币早期转账手续费为0.0001BTC,与传统转账相比,区块链资产也很快到达。一般几分钟就能到。
iii. 公开透明
区块链系统是开放和透明的。除了加密交易方的私人信息外,数据对整个网络节点都是透明的,即任何人或参与节点都可以通过开放接口查询区块链数据记录或开发相关应用程序,这也是区块链系统值得信赖的基础。区块链数据记录和操作规则可以由整个网络节点进行审查和可追溯性,具有较高的透明度。
iv. 不可篡改
一旦区块链系统的信息被验证并添加到区块链中,它将被永久存储,不能更改(具有特殊变更需求的私有区块链和其他系统除外)。除非系统中的节点同时控制超过51%,否则单个节点上的数据库修改无效,因此区块链的数据稳定性和可靠性非常高。哈希算法的单向性是确保区块链网络不可篡改的基本技术之一。
v. 可追溯性
其机制是设置后块具有前块的哈希值,就像挂钩一样,只有识别前面的哈希值才能挂起来,从而形成一个完整的可追溯链。可追溯性的另一个好特点是便于数据查询,因为该块有唯一的标志。
vi. 自治性
区块链采用基于协商一致的规范和协议(如一套开放透明的算法),使整个系统中的所有节点在信任环境中自由安全地交换数据,使对人的信任转化为对机器的信任,任何人为干预都无效。
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