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区块链技术:区块链是怎么运作的?

2019-08-07 ·845次阅读 ·读完需要12分钟

区块链如何运作?

想象一下在整个计算机网络中重复数千次的电子表格。然后想象一下,该网络旨在定期更新此电子表格,您对区块链有了基本的了解。

区块链上的信息作为共享且不断调和的数据库存在。这是一种使用具有明显优势的网络的方式。区块链数据库不存储在任何单一位置,这意味着它保留的记录是真正公开的并且易于验证。没有集中版本的此信息可供黑客破坏。由数百万台计算机同时托管,其数据可供互联网上的任何人访问。

为了深入了解Google电子表格的类比,我希望您能从区块链专家那里阅读这篇文章。

当块存储新数据时,它将被添加到区块链中。顾名思义,区块链由多个块组成。但是,为了将块添加到区块链中,必须发生以下四件事:

  • 必须进行交易。让我们继续你的冲动亚马逊购买的例子。在匆匆点击多个结帐提示后,您违背了更好的判断并进行购买。

  • 该交易必须经过核实。完成购买后,您的交易必须经过验证。通过其他公共信息记录,如证券交易委员会,维基百科或您当地的图书馆,有人负责审查新的数据条目。但是,使用区块链,该作业可以由计算机网络完成。这些网络通常由遍布全球的数千台(或比特币,  约500万台)计算机组成。当您从亚马逊购物时,该计算机网络会以您所说的方式检查您的交易是否发生。也就是说,他们确认购买的细节,包括交易的时间,金额和参与者。(更多关于如何在一秒内发生这种情况。)

  • 该事务必须存储在一个块中。在您的交易被验证为准确之后,它将获得绿灯。交易的美元金额,您的数字签名和亚马逊的数字签名都存储在一个区块中。在那里,交易可能会加入数百或数千个其他类似的交易。

  • 必须给该块一个哈希值。与获得它的翅膀的天使不同,一旦所有块的事务都经过验证,就必须给它一个称为哈希的唯一识别代码。该块还被赋予添加到区块链的最新块的哈希值。一旦经过哈希处理,该块就可以添加到区块链中。

当新的区块被添加到区块链中时,任何人都可以公开查看 - 即使是您。如果您查看比特币的  区块链,您将看到您可以访问交易数据,以及有关何时(“时间”),何处(“高度”)以及该块(“中继”)的信息。添加到区块链。

区块链如何运作?

区块链验证:公钥和私钥

如上所述,区块链是分散的数据存储,最常见的数据类型是事务。

如果我向Gavin发送一个BTC,我告诉每个节点我正在做的事情,如果允许的话,他们都会记录交易。通过检查分类账,如果我没有足够的比特币发送,或者如果我不是账户持有人,节点可以拒绝交易。

公钥和私钥

每个事务都必须通过验证,这就是区块链技术变得有点复杂的地方。每个区块链“钱包”(将其视为区块链银行账户)都有公钥和私钥。

公钥不敏感,但私钥是。只有真正的帐户持有人才能访问私钥(如果有人抓住它,您的帐户可能会被接管)。如果你想让你的硬币保持超级安全,那么你应该查看我们对最好的加密货币冷钱包的建议。

当发送Gavin上面提到的一个BTC时,我的钱包会显示公钥以及数字签名。此数字签名是唯一的,仅使用私钥生成。通过使用签名和公钥,其他节点可以验证这是一个合法的事务,所有这些都不会泄露私钥。

这是一个简化的例子 - 公钥/私钥系统背后的密码学要复杂得多。公钥和私钥不是银行账户等数字。相反,它们使用安全散列算法256(SHA-256)和RACE完整性基元评估消息摘要160(RIPEMD-160)。

从未听说过这些算法?别担心。您无需深入了解它们以使用加密货币。只要知道这些算法就像我们所知的那样运行互联网,通过SSL和TLS加密网页等等。将来,其他加密算法可用于区块链。

只要知道所有这些加密和验证都需要付出代价。每个节点都需要大量的计算能力来验证所有发生的事务并相应地更新其分类账。

这就是采矿发挥作用的地方:用户可以获得小额交易费用作为验证付款。

付款验证

通过这种方式运行分类帐,运行节点的矿工获得报酬,每个交易都得到验证。这是一个优雅的系统。

但它并非完美无缺。

在高交易需求期间,费用可能会上升。如果没有足够的节点可供使用,用户实际上可以支付更多费用来比其他人更快地处理他们的交易,而矿工最终会支持收入较高的交易。支付较低费用的人仍然会得到处理,但速度要慢得多 - 除非费用太低,在这种情况下,没有人会费心去验证交易。

除交易费外,矿工还可以通过闪亮的新比特币获得报酬。通过在交易费用之上向矿工支付BTC的一小部分,新的比特币被滴入市场。随着时间的推移,这些未开采的比特币变得越来越难以开采,直到有一天不会有任何未开采的硬币,矿工只能获得交易费用。

定义数字信任

信任是不同方之间的风险判断,在数字世界中,确定信任通常归结为证明身份(身份验证)和证明权限(授权)。 

更简单地说,我们想知道,'你说的是你是谁?' 并且'你应该做你想做的事吗?'

在区块链技术的情况下,私钥加密提供了一个强大的所有权工具,可满足身份验证要求。拥有私钥是所有权。它还使一个人不必分享比他们交换所需的更多个人信息,使他们暴露于黑客。

身份验证是不够的。授权 - 拥有足够的资金,广播正确的交易类型等 - 需要一个分布式的对等网络作为起点。分布式网络可降低集中式损坏或故障的风险。

此分布式网络还必须致力于交易网络的记录保存和安全性。授权交易是整个网络应用其设计规则(区块链协议)的结果。 

以这种方式提供的认证和授权允许在数字世界中进行交互而不依赖于(昂贵的)信任。今天,世界各地的工业企业家已经意识到这种发展的含义 - 无法想象的,新的和强大的数字关系是可能的。区块链技术通常被描述为互联网交易层的骨干,互联网是价值互联网的基础。 

实际上,加密密钥和共享分类帐可以激励用户保护和形式化数字关系的想法具有疯狂的想象力。从政府到IT公司到银行的每个人都在寻求建立这个交易层。

由于区块链技术的配置,建立了对数字交易至关重要的认证和授权。

该想法可以应用于任何需要可信赖的记录系统。


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