區塊鏈簡介 1

2021-09-27 14:03:35 字數 1734 閱讀 1541

這是我第一次寫部落格,有些地方可能表示不清楚,還請見諒。

區塊鏈是位元幣的重要底層技術,在 2008 年中本聰創造位元幣時,也帶來了網際網路的一場新的革命。

區塊鏈,簡而言之就是存放在網路雲端的一條通過雜湊指標將所有區塊連線在一起的長鏈,每乙個區塊都存放著一筆區塊鏈上的交易資料。下面將以位元幣為模型介紹區塊鏈。

1 雜湊指標是什麼?

首先介紹一下雜湊函式,雜湊函式是一種將不定長的資料塊對映到定長的資料塊的函式,可以看成是這個不定長資料塊的指紋;當原資料塊發生變化(即使這個變化很小)時,雜湊值,也就是雜湊函式的輸出,都將發生很大的變化。

設 f(x) 是乙個雜湊函式,我們認為,計算

y = f(x)

是容易的,而知道 y,反推回 x,則是計算上不可能的(位元幣區塊鏈上使用的雜湊函式是 sha-256)。

而區塊鏈,就利用雜湊函式的指紋特性,在每乙個區塊的區塊頭部都存放乙個雜湊值,這個雜湊值就是上乙個區塊資料的雜湊值,這樣,就相當於有乙個指標,指向了上乙個區塊,乙個乙個的區塊,就被連線成乙個區塊鏈系統。

2 區塊究竟由什麼組成?

乙個區塊,由區塊頭和存放交易資料的區塊體組成,區塊頭的資料結構如圖所示:

3 在位元幣網路中如何進行可信的交易?

我們知道,現實世界中,紙幣利用各種防偽手段和國家機構來杜絕假幣,而在網路上,數字檔案可以被完美地複製,這就極可能出現 「雙花問題」;假設 a 向 b 轉賬 10 個位元幣,此時 a 的位元幣就將轉移到 b 中,但如果沒有防禦機制,a 就可以將這個轉賬記錄完美複製出來,並將這 10 個位元幣同時轉到 c 的賬戶上,這就是 「雙花問題」。

在位元幣區塊鏈系統中,中本聰的解決方法是:

a 向 b 轉賬 10 個位元幣,這個交易資訊由 a 進行數字簽名後,利用 b 的公鑰加密,再將交易資訊在區塊鏈網路中廣播,此時 b 還無法收到這 10 個位元幣,需要等到區塊鏈網路中其他節點的確認,並由礦工將這個交易資訊打包成新的區塊,連線到區塊鏈中後,這 10 個位元幣才被 b 所有,因為這 10 個位元幣的資訊將只能由 b 的私鑰持有者能夠使用,a 已經失去了這 10 個位元幣的所有權,也就無法再複製轉賬給 c,這就解決了 「雙花問題」。

在這個過程中,a 和 b 是兩個互不信任的節點,且沒有第三方可信機構來居中協調,而是直接以網路來擔任這個可信中介。

4 挖礦是什麼意思?礦工在做什麼工作?

位元幣網路中,任何轉賬行為都需要得到其他網路節點的確認才能成為乙個新的區塊,而生成新的區塊的過程,就是挖礦。

還記得區塊的資料結構嗎?(不清楚請回頭再看一下)在區塊頭有乙個工作量證明,礦工在將未確認的轉賬資訊打包成新的區塊時,需要計算這個雜湊的具體資訊,即知道 y,反推到 x,我們說這是計算上不可能的,因為這將消耗大量的計算量(sha-256的反函式目前的計算方法只有窮舉法)。礦工通過不斷的窮舉計算,得到最終的結果後,在工作量證明中將會記錄該礦工的窮舉工作,而要驗證這個結果的正確性,只需要進行一次雜湊計算即可。礦工在挖礦成功後,位元幣系統將會獎勵礦工 12.5 個位元幣(獎勵的位元幣數量每 4 年減半一次),這其實也算是乙個特殊的交易,即 「創幣交易」,這樣,礦工為了自己的利益,將會相互競爭(位元幣網路的礦工不止乙個,只有第乙個算出結果的礦工才能得到獎勵。而這個激勵機制也促進了礦工對位元幣網路系統的維護。

區塊鏈簡介

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