區(qū)塊鏈到底是什么?這是區(qū)塊鏈最通俗易懂的解釋
要回答區(qū)塊鏈是什么,幣小寶先講幾個案例。
幣小寶買彩票,每次都是買完后30分鐘才開獎,我懷疑它有內(nèi)幕,但又沒有證據(jù);
911事件中,紐約銀行因為所有服務器放在大樓內(nèi),導致數(shù)據(jù)全部被毀,1個月后不得不破產(chǎn)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(qū)塊鏈可以解決上面的3個問題。
區(qū)塊鏈是一個分布式的數(shù)據(jù)庫。如果把區(qū)塊鏈比作一個賬本,那么:
賬本的每一頁就是一個區(qū)塊,
頁面里的內(nèi)容就是交易記錄,
頁碼就是哈希值,
區(qū)塊與區(qū)塊之間通過父哈希鏈接在一起,構成“區(qū)塊鏈”。
區(qū)塊鏈示例
區(qū)塊鏈是一個包含所有歷史記錄的總賬本。以比特幣(比特幣用的是區(qū)塊鏈技術)為例,從比特幣發(fā)行至今的交易信息均被記錄在區(qū)塊鏈上,通過區(qū)塊鏈瀏覽器可以查詢。
每一個區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊體構成。區(qū)塊頭由父哈希(上一個區(qū)塊的哈希值)、時間戳、難度目標等信息構成,區(qū)塊體由交易記錄和其他信息構成。區(qū)塊頭經(jīng)過兩次SHA256加密算法得到區(qū)塊哈希值,哈希值是區(qū)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(qū)塊哈希值并不包含在區(qū)塊結構內(nèi)。
假設幣小寶給老李轉(zhuǎn)賬0.1BTC。要分三步:
幣小寶發(fā)起交易之后,轉(zhuǎn)賬消息會首先向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡廣播;
礦工(節(jié)點)對簽名進行驗證,驗證成功后進入交易池,等待打包;
礦工打包并計入?yún)^(qū)塊。礦工打包交易時優(yōu)先選擇礦工費高的、占用內(nèi)存小的交易,當?shù)V工挖礦成功時,會向全網(wǎng)廣播該區(qū)塊,通過驗證后,該區(qū)塊加到區(qū)塊鏈上,開始下一輪的挖礦。
當區(qū)塊成功上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡后,幣小寶這筆轉(zhuǎn)賬完成。
交易過程圖示
備注:平時銀行轉(zhuǎn)賬的驗證由第三方機構銀行來進行驗證,而在區(qū)塊鏈中由于沒有第三方,驗證工作由網(wǎng)絡中的節(jié)點進行。
實際上,比特幣區(qū)塊大小被中本聰設定為1M,由于不同的交易記錄大小不一樣,每一個區(qū)塊大約包含2000筆~3000筆交易。為了保證速度,比特幣網(wǎng)絡大約每10分鐘就會產(chǎn)生一個區(qū)塊。
(1)礦工與挖礦
礦工也被稱為節(jié)點,所有的節(jié)點構成P2P(點對點)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。這種分散的P2P網(wǎng)絡,不需要任何第三方中央機構的信任便可完成交易。由于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡沒有中央服務器,即使遭遇不可抗力的事件,依然可以穩(wěn)定運行。
(2)礦工為什么要記賬呢?這里以比特幣為例進行說明。
記賬的過程就是挖礦的過程。挖礦可以獲得獎勵:一是手續(xù)費;二是新的區(qū)塊獎勵。
轉(zhuǎn)賬時用戶自行設置手續(xù)費,手續(xù)越高,礦工會優(yōu)先打包,意味著轉(zhuǎn)賬速度越快;
最初一個區(qū)塊獎勵50枚比特幣,大約每4年減半一次,現(xiàn)在一個區(qū)塊獎勵6.25枚比特幣。區(qū)塊挖完之后,礦工只有手續(xù)費獎勵。
比特幣網(wǎng)絡每10分鐘會出一個區(qū)塊,每一個區(qū)塊只有一個礦工可以獲得。為保證新塊挖出的速度,比特幣用難度系數(shù)調(diào)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(qū)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(qū)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(qū)塊就歸誰。由于哈希值計算難度非常大,只能靠計算機程序枚舉進行,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(qū)塊鏈是如何防偽的
每一個區(qū)塊都包括前一個區(qū)塊的信息,隨著區(qū)塊的增加,這個鏈條會越來越長。如果要修改其中一個區(qū)塊的信息,必須把后面所有區(qū)塊的信息都修改,這顯然是不現(xiàn)實的。因為這意味著你的算力必須要超過網(wǎng)絡上所有節(jié)點的算力,而且每一個區(qū)塊都要超過全網(wǎng)算力,這幾乎是不可能的。
總之,區(qū)塊鏈是一種非常新穎的技術,對于本文開頭提到的3個問題,可以利用區(qū)塊鏈的透明、分布式、不可篡改等特性進行解決。區(qū)塊鏈之所以能賺錢,是因為本身區(qū)塊鏈是一種新技術,可以圍繞這種技術產(chǎn)生很多應用,提升生產(chǎn)效率。比特幣只是區(qū)塊鏈的一個應用而已。
目前我國已經(jīng)將區(qū)塊鏈技術納入“新基建”,全國各地也在大力發(fā)展相關產(chǎn)業(yè)。比如央行計劃推出的DCEP,我國自主研發(fā)的BSN區(qū)塊鏈設施網(wǎng)絡,北京利用區(qū)塊鏈技術提升政務服務效率等等,區(qū)塊鏈的出現(xiàn),必將改變一代人的生活方式。
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