一文讀懂區塊鏈原理及位元幣交易過程

2021-10-04 22:43:07 字數 1945 閱讀 9575

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「位元幣」是一種數字貨幣。而「區塊鏈」就是位元幣的記賬系統。

雜湊值與防篡改:

採礦:向區塊鏈寫入資訊的方式

如何避免主鏈分叉?

綜合上文,那麼位元幣交易的過程是怎樣的呢?

小結一下以上的要點:

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可以把區塊鏈想象成乙個賬本,上面記錄了全球所有的位元幣交易資訊。區塊鏈是一種去中心化的分布式資料庫。

何為「區塊」何為「鏈」?「區塊」是區塊鏈的基本組成。區塊就是乙個資料塊。模擬賬本的話,區塊就相當於賬本上的一頁,這一頁上記錄了多條交易資訊。而把這些分散在整個網際網路上的「頁」串成一條鏈,就可以形成乙個完整的「賬本」。

除了位元幣交易資訊之外,區塊上還包含了這個區塊本身的一些特徵資訊。可以模擬一頁上的「頁碼」,只不過這個「頁碼」比較複雜。「頁碼」中最重要的,就是「雜湊值」,它是理解區塊鏈可靠性的關鍵。

乙個區塊中,包含了兩種雜湊值:「上乙個區塊的雜湊值」和「本區塊的雜湊值」。因為每個區塊都包含了上乙個區塊的雜湊值,所有的區塊就依次連成一條(邏輯上的)鏈。「上乙個區塊的雜湊值」就起到了「頁碼」的作用——給頁排序。

如果乙個區塊上的交易資訊被人惡意篡改的話,「本區塊的雜湊值」就會改變。由於區塊鏈中下乙個區塊包含了「上乙個區塊的雜湊值」,為了讓下乙個區塊依然能連到本區塊,需要修改下乙個區塊。而這又導致下下個、下下下個......區塊也必須修改

採礦:向區塊鏈寫入資訊的方式「採礦」,就是計算出乙個潛在區塊的雜湊值,使這個區塊正式加入整個區塊鏈的過程。乙個區塊加入區塊鏈後,其中包含的交易資訊才能成為事實。由於位元幣設計者的一些考慮,採礦的過程需要消耗大量時間和資源。前面已經提到,計算區塊的雜湊值是極其困難的。具體有多困難呢?如果位元幣網路中的計算機都參與雜湊值的計算,平均每十分鐘才能算出乙個雜湊值。

從事採礦活動的人,稱為「礦工」。網際網路上的任何人都可以加入位元幣網路,成為礦工。既然採礦需要消耗大量時間和資源,為什麼礦工會自願加入呢?這是因為位元幣協議規定,挖到新區塊的礦工會得到位元幣獎勵。這是礦工採礦的動力;也因為礦工持續得挖礦,位元幣交易資訊才能被確認,位元幣交易才能正常進行。同時,這也是位元幣總量唯一的增加方式。位元幣不像傳統貨幣,它的總量不能通過國家或機構人為印發的方式增加,只能通過挖礦獎勵的方式「自然地」增加。

既然挖礦會有位元幣獎勵,位元幣的交易方也會給礦工一些手續費作為報酬,礦工之間難免會產生大量競爭。如果兩個礦工同時挖到了某個區塊的下乙個區塊,那麼誰挖到的那個區塊有資格加入區塊鏈呢?如果都可以加入區塊鏈,區塊鏈產生了分叉,這樣如何保證區塊鏈的「唯一性」呢?

區塊鏈協議規定,如果乙個分叉上的新增區塊達到了六個(泊松分布概率),那麼它就成為區塊鏈的「正統」;而同一時刻其他沒有達到六個區塊的分叉,就會被不幸淘汰,這些區塊上的交易資訊也不會被認可。這就避免了區塊鏈的分叉。由於乙個區塊在被挖出來後,後面必須跟上六個新區塊,而平均每十分鐘才能挖到乙個新區塊,這樣,一筆交易至少需要乙個小時才能被確認(被寫進區塊鏈)。

交易無非就是一條資訊:「買方-1$,賣方+1$。」(這裡涉及到一些非對稱密碼的知識,由於不是位元幣所獨有,不作討論。)當你發起一筆位元幣交易後,這個交易資訊就會從你的裝置上,逐漸傳送到整個位元幣網路。

為了挖礦獎勵,許多礦工都會收集你的交易資訊,並拼命挖新的區塊。如果乙個礦工挖出了乙個新的區塊,他就會把你的交易資訊寫入區塊。在這之後,他還需要再挖出六個新的區塊,以保證整個區塊鏈採用了這個區塊。這時你的交易資訊才能正式寫入區塊鏈,得到確認。而那些沒有挖到六個區塊的礦工的成果則會被淘汰。

這樣,雖然是多個礦工在競爭著寫入你的交易資訊,最後只能有乙個礦工成功地寫入。這就保證了同一次交易中,你的錢不會被扣掉兩次。

旦乙個新的區塊正式加入了區塊鏈,這個區塊就會被同步到所有礦工的機器上,新的區塊只能跟在這個區塊後面。而挖到這個區塊的礦工會獲得一些位元幣作為獎勵,這也是新位元幣發行的過程。

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