區(qū)塊鏈技術(shù)原理是什么

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     區(qū)塊鏈?zhǔn)菍?duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通過(guò)透明可信的規(guī)則構(gòu)建不可偽造、防篡改和可追蹤的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和管理事務(wù)處理的一種模式。

     區(qū)塊鏈技術(shù)原理的來(lái)源可以概括為一個(gè)數(shù)學(xué)問題:拜占庭一般問題拜占庭一般問題延伸到互聯(lián)網(wǎng)生活，其內(nèi)涵可以概括如下:在互聯(lián)網(wǎng)的背景下，當(dāng)人們需要與陌生的對(duì)手交換價(jià)值觀時(shí)，如何才能避免被惡意破壞者欺騙和迷惑而做出錯(cuò)誤的決定？將拜占庭一般問題進(jìn)一步擴(kuò)展到技術(shù)領(lǐng)域，其內(nèi)涵可以概括為:在缺乏可信中心節(jié)點(diǎn)和可信通道的情況下，網(wǎng)絡(luò)中分布的所有節(jié)點(diǎn)應(yīng)該如何達(dá)成共識(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)解決了眾所周知的拜占庭式的普遍問題——它提供了一種無(wú)需信任單個(gè)節(jié)點(diǎn)就能創(chuàng)建共識(shí)網(wǎng)絡(luò)的方法。

什么是區(qū)塊鏈？

    “區(qū)塊鏈”技術(shù)最初是一種特殊的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，由筆名中本聰為比特幣http://www.gendan5.com/digitalcurrency/btc.html(一種數(shù)字現(xiàn)金)設(shè)計(jì)。它是基于密碼學(xué)中的橢圓曲線數(shù)字簽名算法來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式P2P系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。但是區(qū)塊鏈的角色不僅限于比特幣?，F(xiàn)在，當(dāng)人們使用“區(qū)塊鏈”這個(gè)詞時(shí)，有時(shí)它指的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有時(shí)它指的是數(shù)據(jù)庫(kù)，有時(shí)它指的是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，但不管它有什么樣的含義，它都與比特幣沒有必然的聯(lián)系。

    從數(shù)據(jù)的角度來(lái)看:區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式數(shù)據(jù)庫(kù)(或稱分布式共享分類賬)，其中“分布式”不僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)中，還體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的分布式記錄中(即由系統(tǒng)參與者共同維護(hù))。簡(jiǎn)而言之，區(qū)塊鏈可以實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)信息的分布式記錄(可以由系統(tǒng)參與者集體記錄，而不是由中央組織集中記錄)和分布式存儲(chǔ)(可以存儲(chǔ)在參與記錄數(shù)據(jù)的所有節(jié)點(diǎn)中，而不是集中存儲(chǔ)在中央組織節(jié)點(diǎn)中)。

     從效果的角度來(lái)看，區(qū)塊鏈可以生成一組時(shí)序的、防篡改的和可信的數(shù)據(jù)庫(kù)。這組數(shù)據(jù)庫(kù)是非集中式存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)安全性可以得到有效保證。

區(qū)塊鏈的核心技術(shù)

一、區(qū)塊+鏈

     區(qū)塊結(jié)構(gòu)有兩個(gè)非常重要的特征:首先，記錄在每個(gè)塊上的事務(wù)都是在前一個(gè)塊形成之后和塊創(chuàng)建之前發(fā)生的價(jià)值交換活動(dòng)，這確保了數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性其次，在大多數(shù)情況下，一旦一個(gè)新的塊在完成后被添加到區(qū)塊鏈的末端，該塊的數(shù)據(jù)記錄就不能再被改變或刪除。這個(gè)特性確保了數(shù)據(jù)庫(kù)的嚴(yán)格性，也就是說(shuō)，它不能被篡改。

  “區(qū)塊鏈”的結(jié)構(gòu)為我們提供了數(shù)據(jù)庫(kù)的完整歷史。從第一塊到新生成的塊，系統(tǒng)的所有歷史數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈為我們提供了數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)數(shù)據(jù)的搜索功能。區(qū)塊鏈的每一筆交易數(shù)據(jù)都可以通過(guò)“區(qū)塊鏈”的結(jié)構(gòu)追溯到其來(lái)源，并逐一核實(shí)。區(qū)塊鏈=時(shí)間戳，這是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)的最大創(chuàng)新。區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)允許整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的記錄器在每個(gè)數(shù)據(jù)塊上打上時(shí)間戳進(jìn)行記賬，表明該信息是在此時(shí)寫入的，從而形成一個(gè)不能被篡改或偽造的數(shù)據(jù)庫(kù)。

二、分布式結(jié)構(gòu)

    根據(jù)系統(tǒng)確定的開源和分散協(xié)議，區(qū)塊鏈構(gòu)建了一個(gè)分布式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過(guò)分布式傳輸將價(jià)值交換的信息傳輸?shù)秸麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)分布式記賬確定信息數(shù)據(jù)的內(nèi)容，時(shí)間戳后生成塊數(shù)據(jù)，然后通過(guò)分布式傳輸傳輸?shù)礁鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ)。

    1.在如何使所有節(jié)點(diǎn)都能參與記錄的問題上，區(qū)塊鏈的方法是構(gòu)造一套協(xié)議機(jī)制，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在參與記錄時(shí)都能驗(yàn)證其他節(jié)點(diǎn)記錄結(jié)果的正確性。只有當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的大多數(shù)節(jié)點(diǎn)(甚至所有節(jié)點(diǎn))同時(shí)認(rèn)為記錄是正確的，或者所有參與記錄的節(jié)點(diǎn)一致通過(guò)比較結(jié)果時(shí)，記錄的真實(shí)性才能被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所識(shí)別，并且記錄的數(shù)據(jù)才能被寫入塊中。

    2.至于如何存儲(chǔ)“區(qū)塊鏈”組嚴(yán)格的數(shù)據(jù)庫(kù)，區(qū)塊鏈的方法是構(gòu)建一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，并存儲(chǔ)在參與記錄的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中。這樣，即使一些節(jié)點(diǎn)被黑客破壞或攻擊，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)記錄和信息更新也不會(huì)受到影響。

三、非對(duì)稱加密算法

   什么是不對(duì)稱加密？簡(jiǎn)而言之，它允許我們?cè)凇凹用堋焙汀敖饷堋边^(guò)程中分別使用兩個(gè)密碼。這兩個(gè)密碼具有不對(duì)稱特征:(1)加密中使用的密碼(在區(qū)塊鏈稱為“公鑰”)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都是可見的，每個(gè)人都可以用自己的公鑰加密一條信息(信息的真實(shí)性)；(2)解密密碼(在區(qū)塊鏈稱為“私鑰”)只有信息所有人知道，只有擁有相應(yīng)私鑰的人才能解密加密信息(信息安全)。

   從信任的角度來(lái)看，區(qū)塊鏈實(shí)際上是用數(shù)學(xué)方法解決信任問題的產(chǎn)物過(guò)去，人們可能依靠熟人社會(huì)中的“老鄉(xiāng)”、黨群中的“同志”和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)交易平臺(tái)中的“支付寶”來(lái)解決信任問題。然而，在區(qū)塊鏈技術(shù)中，所有規(guī)則都是預(yù)先以算法程序的形式表達(dá)的。人們不需要知道交易對(duì)手是“紳士”還是“惡棍”，也不需要求助于中央第三方機(jī)構(gòu)來(lái)認(rèn)可交易。相反，他們只需要信任數(shù)學(xué)算法來(lái)建立相互信任。在區(qū)塊鏈技術(shù)的背后，該算法本質(zhì)上是為人們創(chuàng)造信用并達(dá)成共識(shí)。

四、腳本

    腳本可以理解為可編程的智能契約如果區(qū)塊鏈技術(shù)僅用于適應(yīng)特定的交易，則無(wú)需嵌入腳本，系統(tǒng)可以直接定義完成價(jià)值交換活動(dòng)所需的條件。然而，在分散的環(huán)境中，所有協(xié)議都需要事先達(dá)成一致，因此腳本的引入是不可或缺的。借助腳本，區(qū)塊鏈技術(shù)將為系統(tǒng)提供處理一些不可預(yù)見的交易模式的機(jī)會(huì)，確保該技術(shù)在未來(lái)應(yīng)用中不會(huì)過(guò)時(shí)，并提高該技術(shù)的實(shí)用性。

   如果我們假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)是一本賬簿，那么讀寫數(shù)據(jù)庫(kù)可以被視為簿記行為。區(qū)塊鏈技術(shù)的原則是在一段時(shí)間內(nèi)找到記賬最快、最好的人。此人將保留賬戶，然后將賬戶簿的這一頁(yè)信息發(fā)送給整個(gè)系統(tǒng)中的其他人。這相當(dāng)于更改數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有記錄，并將它們發(fā)送到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)其他節(jié)點(diǎn)，因此區(qū)塊鏈技術(shù)也被稱為分布式賬簿。

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