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什么是區塊鏈? 簡單來說,區塊鏈就是一種特殊的分布式數據庫。它的主要作用是儲存信息。任何需要保存的信息,都可以寫入區塊鏈,并且也可以從中讀取數據,因此它就是一個數據庫。任何人都可以架設服務器,加入到區塊鏈網絡中成為其中一個節點。在區塊鏈的世界里面,不存在中心節點,每個節點都是平等的,都保存這整個數據庫。節點可以是一臺服務器、一臺筆記本電腦或一部手機。你可以向任何一個節點中寫入和讀取數據,因為最終所有節點的信息都會同步,以保證區塊鏈的一致性。
區塊鏈的特點 分布式數據庫并不是最新的發明,市場上早就有類似的產品。但是,區塊鏈有幾個革命性的特點:
1. 去中心化:由于區塊鏈是分布式存儲的,并不存在中心節點,也可以說各個節點都是中心節點。因此,它可以實現直接點對點的轉賬等功能。
2. 開放性:區塊鏈的系統數據是公開透明的,每一個人都可以參與其內部運行。
3. 信息不可篡改:區塊鏈使用了密碼學技術來保證區塊鏈上的信息不被篡改。一旦信息存儲到區塊鏈上,就永久保存,并無法更改。即使是 51% 攻擊,也基本不可能實現。
4. 可追溯性:區塊鏈形式上保存了從第一個區塊開始的所有歷史數據,每個區塊擁有前一個區塊的 HASH 值,任何一條記錄都可通過鏈式結構追溯本源。
5. 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符串,這樣就不會出現各種身份證信息、電話號碼被倒賣的情況。
6. 自治性:區塊鏈采用基于協商一致的規范和協議,整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境自由安全地交換數據。由此,對用戶的信任改變成了對機器的信任,而任何人為的干預都不起作用。
區塊的結構 區塊鏈由一個個 “區塊”(block)組成。每個區塊類似于數據庫中的一條記錄,每次寫入數據就是創建了一個區塊。每個區塊包含兩個部分:
1. 區塊頭(Head):記錄當前區塊的元信息。
2. 區塊體(Body):實際儲存的數據。
區塊頭包含了當前區塊的多項元信息,例如生成時間、實際數據的 HASH 值等。在這里,你需要知道 HASH 的概念,因為它對于理解區塊鏈是必要的。HASH 是計算機可以對任意內容計算出一個長度相同的特征值。在區塊鏈中,HASH 長度為 256 位,不管原始內容是什么,最后都會計算出一個 256 位的二進制數字。值得一提的是,只要原始內容不同,對應的 HASH 一定是不同的。
因此,我們得出了兩個重要的結論:
1. 每個區塊的 HASH 都是不同的,可用于識別區塊。
2. 如果區塊的內容發生變化,或者是上一個區塊的 HASH 值發生變化,當前區塊的 HASH 值也會發生改變。
區塊鏈是如何運作的? 以轉賬為例,我們可以簡單地介紹一下區塊鏈運作的過程:
現在要進行轉賬,我們通常需要去銀行,因為銀行就是一個中心化的賬本。例如小明的賬號里有四百塊,而小紅的賬號里只有一百塊。當小明要轉 100 塊給小紅時,他要通過銀行提交轉賬申請。銀行驗證通過后,就從小明的賬戶上扣除 100 塊,小紅的賬號增加 100 塊。最后銀行計算后,小明的賬戶扣除 100 后余額為 300,小紅的賬戶加上 100 后余額為 200。
而在區塊鏈上,轉賬的過程是這樣的:小明要轉賬給小紅 100 塊,他就會在區塊鏈網絡上告訴大家這個消息。大家會去查看小明的賬戶,看他是否有足夠的錢去完成這筆轉賬。如果驗證通過后,大家就會把這個信息都同步到各自的賬本上,以保證數據的全局一致性。這樣的方式中,銀行或其他類似的機構則沒有什么作用了。
區塊鏈與比特幣的關系 比特幣是在 2009 年被中本聰提出的,之后參考了比特幣的實現,才提煉出了區塊鏈的技術。如果比特幣是類似面條的東西,那么區塊鏈就是面粉,讓大家可以嘗試不同的制作方式,例如制作饅頭、包子等