區塊鏈到底是什麼?這是區塊鏈最通俗易懂的解釋

2020-12-13 騰訊網

要回答區塊鏈是什麼,幣小寶先講幾個案例。

幣小寶買彩票,每次都是買完後30分鐘才開獎,我懷疑它有內幕,但又沒有證據;

911事件中,紐約銀行因為所有伺服器放在大樓內,導致數據全部被毀,1個月後不得不破產清算;

老王欠了幣小寶8000塊,賴著不還,走司法程序吧太麻煩,我又無可奈何。

區塊鏈可以解決上面的3個問題。

區塊鏈是什麼

區塊鏈是一個分布式的資料庫。如果把區塊鏈比作一個帳本,那麼:

帳本的每一頁就是一個區塊

頁面裡的內容就是交易記錄

頁碼就是哈希值

區塊與區塊之間通過父哈希連結在一起,構成「區塊鏈」。

區塊鏈示例

區塊鏈是一個包含所有歷史記錄的總帳本。以比特幣(比特幣用的是區塊鏈技術)為例,從比特幣發行至今的交易信息均被記錄在區塊鏈上,通過區塊鏈瀏覽器可以查詢。

每一個區塊由區塊頭和區塊體構成。區塊頭由父哈希(上一個區塊的哈希值)、時間戳、難度目標等信息構成,區塊體由交易記錄和其他信息構成。區塊頭經過兩次SHA256加密算法得到區塊哈希值,哈希值是區塊的身份標識符,與身份證號碼類似,具有唯一性。嚴格來說,區塊哈希值並不包含在區塊結構內。

區塊鏈的轉帳過程——以比特幣為例

假設幣小寶給老李轉帳0.1BTC。要分三步:

幣小寶發起交易之後,轉帳消息會首先向區塊鏈網絡廣播;

礦工(節點)對籤名進行驗證,驗證成功後進入交易池,等待打包;

礦工打包並計入區塊。礦工打包交易時優先選擇礦工費高的、佔用內存小的交易,當礦工挖礦成功時,會向全網廣播該區塊,通過驗證後,該區塊加到區塊鏈上,開始下一輪的挖礦。

當區塊成功上傳至區塊鏈網絡後,幣小寶這筆轉帳完成。

交易過程圖示

備註:平時銀行轉帳的驗證由第三方機構銀行來進行驗證,而在區塊鏈中由於沒有第三方,驗證工作由網絡中的節點進行。

實際上,比特幣區塊大小被中本聰設定為1M,由於不同的交易記錄大小不一樣,每一個區塊大約包含2000筆~3000筆交易。為了保證速度,比特幣網絡大約每10分鐘就會產生一個區塊。

區塊鏈原理

(1)礦工與挖礦

礦工也被稱為節點,所有的節點構成P2P(點對點)的區塊鏈網絡。這種分散的P2P網絡,不需要任何第三方中央機構的信任便可完成交易。由於區塊鏈網絡沒有中央伺服器,即使遭遇不可抗力的事件,依然可以穩定運行。

(2)礦工為什麼要記帳呢?這裡以比特幣為例進行說明。

記帳的過程就是挖礦的過程。挖礦可以獲得獎勵:一是手續費;二是新的區塊獎勵。

轉帳時用戶自行設置手續費,手續越高,礦工會優先打包,意味著轉帳速度越快;

最初一個區塊獎勵50枚比特幣,大約每4年減半一次,現在一個區塊獎勵6.25枚比特幣。區塊挖完之後,礦工只有手續費獎勵。

比特幣網絡每10分鐘會出一個區塊,每一個區塊只有一個礦工可以獲得。為保證新塊挖出的速度,比特幣用難度係數調整挖礦難度。具體來說,挖的人越多(算力),難度越大,反之亦然。

(3)如何確定誰獲得最新區塊?

比特幣使用一種被稱為工作量證明的算法確定。每一個區塊均有一個唯一的哈希值,這個哈希值哪一個礦工先算出來,這個區塊就歸誰。由於哈希值計算難度非常大,只能靠電腦程式枚舉進行,換言之,需要計算機通過大量的運算求解,而且能否計算出來完全看運氣。顯然,誰的算力越強,算出來的概率也越高,這便是工作量證明。

(4)區塊鏈是如何防偽的

每一個區塊都包括前一個區塊的信息,隨著區塊的增加,這個鏈條會越來越長。如果要修改其中一個區塊的信息,必須把後面所有區塊的信息都修改,這顯然是不現實的。因為這意味著你的算力必須要超過網絡上所有節點的算力,而且每一個區塊都要超過全網算力,這幾乎是不可能的。

總之,區塊鏈是一種非常新穎的技術,對於本文開頭提到的3個問題,可以利用區塊鏈的透明、分布式、不可篡改等特性進行解決。區塊鏈之所以能賺錢,是因為本身區塊鏈是一種新技術,可以圍繞這種技術產生很多應用,提升生產效率。比特幣只是區塊鏈的一個應用而已。

目前我國已經將區塊鏈技術納入「新基建」,全國各地也在大力發展相關產業。比如央行計劃推出的DCEP,我國自主研發的BSN區塊鏈設施網絡,北京利用區塊鏈技術提升政務服務效率等等,區塊鏈的出現,必將改變一代人的生活方式。

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作者:xitelemrli

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