BeeX区块链百科100期|第1期:区块链技术是什么

原创

2020-07-22 17:26:50

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什么是区块链技术,为什么国家、企业机构各方都非常重视技术的发展?今天就科普下区块链技术的特点及它的重要性。

一、行业概述

1.诞生

“区块链”这个概念,是2008年跟比特币一起诞生的,虽然它由中本聪率先提出,但是区块链技术可不全是中本聪发明的。区块链技术的前身是近几百年人类科学家们对密码学、传播学研究的产物。

“区块链”这个词,2011年比特币推广至中国后,由吴忌寒在2014年后翻译比特币白皮书产生,并沿用至今。(吴忌寒85后,北大毕业,心理学和经济学双学位,现为比特大陆联合创始人)

2.现状

这几年在不少高价值场景中出现了区块链的身影,浙商银行区块链应收账款平台在2019年9月就为2113家企业盘活1647亿元,杭州互联网法院上线全国首条司法区块链,深圳区块链电子发票系统发票突破1000万张,山东药监局的区块链药品流向溯源系统,海尔生物医疗采用区块链技术追溯疫苗接种全过程。这些应用场景,都因区块链而大大提升了运转效率,达到原场景下做不到的良好成果。

(图1)

随着物联网等新技术联合投入应用,减少数据上链的人为因素,行业发展带来的区块链行业规范提出和完善,以及国家更为强力的推行区块链新技术,以此带来社会良性变革,区块链一定是能够在未来构建起更美好的价值互联网,为人们提供一个互信社会。

二、区块链技术概述

 1.定义

区块链是由分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术构成的多中心化数据库技术,可为存证溯源、业务协作、数字资产、数据交换等高价值场景提供多方互信的解决方案。

1-2.举例

通俗一点说,区块链技术是指一种全民参与记账的方式。

为了方便理解,我们可以举个例子。

(图2)

甲乙发生了借贷交易之后,甲在人群中大喊“我是甲,我借给了乙1000块钱!”,乙也在人群中大喊“我是乙,甲借给了我1000块钱!”,此时路人丙丁等都听到了这些消息,因此所有人都在小本本记下了“甲借给乙1000块钱”。可以发现,在这笔交易和借贷环节中,不需要中间的担保机构,甚至不需要相互信任(假如乙耍无赖说“我不欠甲钱!”,这个时候围观群众就会站出来说“不对,我的小本本上记录了你某天借了甲1000块钱!)。

这就是一个简单的区块链模型。

2.特点

区块链技术的三大特点:去中心化、分布式账本、无法篡改。

2-1.去中心化

定义:简单理解就是区块链的数据是分散的存储在网络中许多节点上的。而传统的数据存储方式,则是存在网络中1个或几个大节点上的。

(图3)

在一个分布有众多节点的系统中,每个节点都具有高度自治的特征。节点之间彼此可以自由连接,形成新的连接单元。任何一个节点都可能成为阶段性的中心,但不具备强制性的中心控制功能。节点与节点之间的影响,会通过网络而形成非线性因果关系。这种开放式、扁平化、平等性的系统现象或结构,我们称之为去中心化。

在交易系统中,目前,不管是传统的交易系统,还是第三方交易系统,都是基于中央账簿的体系中,中央账簿就扮演着信息保管员的角色,每笔交易需要第三方中介或者信任机构背书,这属于中心化的交易网络。

2-2.分布式账本

定义:一个电子表格在一个计算机网络中被复制了数千次。这个网络被设计成定期更新这个电子表格。

(图4)

在这个表格上保存的信息作为一个共享的、持续一致的数据库存在。这就是分布式分布式记账的基本特征——共享。区块链数据库并没有存储在任何一个位置,这意味着它所保存的记录是真正公开且容易验证的。在安全方面,由数百万台计算机同时托管,互联网上的任何人都可以访问它的数据。

2-3.无法篡改

区块链网络中,通过算法的自我约束,任何恶意欺骗系统的行为都会遭到其他节点的排斥和抑制,因此,区块链系统不依赖中央权威机构支撑和信用背书。

区块链中数据的稳定性和可靠性非常高,一旦信息得到验证,将被永久存储。若是想要完成单个节点上对数据库的修改,则要同时控制系统之中超过51%的算力,在拥有众多参与者的区块链世界中,这一行为的成本和难度都是巨大的。

三、比特币与区块链的关系

比特币是一种P2P形式的数字货币,没有实体形态,也没有银行或者政府控制它的发行,而是依据特定算法,通过大量计算产生,经由整个P2P网络中多节点构成的分布式数据库来确认并记录交易行为,并使用密码学的设计来确保货币流通各环节的安全性。

比特币只是区块链的一种呈现方式,区块链并不等同于比特币。区块链是比特币的底层技术和基础架构,而比特币是区块链的一种应用,区块链是一个丰富的产业生态系统,币圈只占其中很小一部分。

区块链只是比特币的底层技术,如果把区块链比作混凝土,那么比特币就是用混凝土搭建的一幢摩天大楼。混凝土当然也有修路之类的用途,就像区块链还可以有其他的应用,所以目前比特币只是区块链技术的一个比较成功的应用而已。

四、区块链的原理

1.挖矿

矿工也被称为节点,所有的节点构成P2P(点对点)的区块链网络。这种分散的P2P网络,不需要任何第三方中央机构的信任便可完成交易。由于区块链网络没有中央服务器,即使遭遇不可抗力的事件,依然可以稳定运行。

2.记账

矿工为什么要记账呢?这里以比特币为例进行说明。

记账的过程就是挖矿的过程。挖矿可以获得奖励:一是手续费;二是新的区块奖励。

  • 转账时用户自行设置手续费,手续越高,矿工会优先打包,意味着转账速度越快;

  • 最初一个区块奖励50枚比特币,大约每4年减半一次,现在一个区块奖励6.25枚比特币。区块挖完之后,矿工只有手续费奖励。

比特币网络每10分钟会出一个区块,每一个区块只有一个矿工可以获得。为保证新块挖出的速度,比特币用难度系数调整挖矿难度。具体来说,挖的人越多(算力),难度越大,反之亦然。

3.如何确定谁获得最新区块?

比特币使用一种被称为工作量证明的算法确定。每一个区块均有一个唯一的哈希值,这个哈希值哪一个矿工先算出来,这个区块就归谁。由于哈希值计算难度非常大,只能靠计算机程序枚举进行,换言之,需要计算机通过大量的运算求解,而且能否计算出来完全看运气。显然,谁的算力越强,算出来的概率也越高,这便是工作量证明。

4.区块链是如何防伪的

每一个区块都包括前一个区块的信息,随着区块的增加,这个链条会越来越长。如果要修改其中一个区块的信息,必须把后面所有区块的信息都修改,这显然是不现实的。因为这意味着你的算力必须要超过网络上所有节点的算力,而且每一个区块都要超过全网算力,这几乎是不可能的。

(图5)

五、结语

区块链是一种非常新颖的互联网底层技术,可以利用区块链的透明、分布式、不可篡改等特性进行实际问题解决。区块链之所以能赚钱,是因为本身区块链是一种新技术,可以围绕这种技术产生很多应用,提升生产效率。

目前我国已经将区块链技术纳入“新基建”,全国各地也在大力发展相关产业。比如央行计划推出的DCEP,我国自主研发的BSN区块链设施网络,北京利用区块链技术提升政务服务效率等等,区块链的出现,必将改变一代人的生活方式。

   
发稿时主流币价 :
BTC65165.9
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