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區塊鏈技術概念

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區塊鏈技術概念,現如今,區塊鏈已經成為大部分人關注的領域,很多企業也早已深入其中研究該技術情況,但是還有人對於它不是很瞭解,下面小編分享一篇關於區塊鏈技術概念的相關資訊。

區塊鏈技術概念1

區塊鏈的基本概念和工作原理

1、基本概念

區塊鏈是分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法。

區塊鏈Blockchain、是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的資料塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的資訊,用於驗證其資訊的有效性防偽、和生成下一個區塊。

狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將資料區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式資料結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分散式賬本。

廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式資料結構來驗證與儲存資料、利用分散式節點共識演算法來生成和更新資料、利用密碼學的方式保證資料傳輸和訪問的安全、利用由自動化指令碼程式碼組成的智慧合約來程式設計和操作資料的一種全新的分散式基礎架構與計算方式。

2、工作原理

區塊鏈系統由資料層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中,資料層封裝了底層資料區塊以及相關的資料加密和時間戳等基礎資料和基本演算法;網路層則包括分散式組網機制、資料傳播機制和資料驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素整合到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類指令碼、演算法和智慧合約,是區塊鏈可程式設計特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分散式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可程式設計的智慧合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。

區塊鏈技術概念

區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題,因此它針對這個問題提出了四個技術創新:

1、分散式賬本,就是交易記賬由分佈在不同地方的多個節點共同完成,而且每一個節點都記錄的是完整的賬目,因此它們都可以參與監督交易合法性,同時也可以共同為其作證。

跟傳統的分散式儲存有所不同,區塊鏈的分散式儲存的獨特性主要體現在兩個方面:一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構儲存完整的資料,傳統分散式儲存一般是將資料按照一定的規則分成多份進行儲存。二是區塊鏈每個節點儲存都是獨立的、地位等同的,依靠共識機制保證儲存的一致性,而傳統分散式儲存一般是通過中心節點往其他備份節點同步資料。 [8]

沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本資料,從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多,理論上講除非所有的節點被破壞,否則賬目就不會丟失,從而保證了賬目資料的安全性。

2、非對稱加密和授權技術,儲存在區塊鏈上的交易資訊是公開的,但是賬戶身份資訊是高度加密的,只有在資料擁有者授權的情況下才能訪問到,從而保證了資料的安全和個人的隱私。

3、共識機制,就是所有記賬節點之間怎麼達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制,適用於不同的應用場景,在效率和安全性之間取得平衡。

區塊鏈的共識機制具備“少數服從多數”以及“人人平等”的特點,其中“少數服從多數”並不完全指節點個數,也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。“人人平等”是當節點滿足條件時,所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。以比特幣為例,採用的是工作量證明,只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下,才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候,這基本上不可能,從而杜絕了造假的可能.

4、智慧合約,智慧合約是基於這些可信的不可篡改的資料,可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例,如果說每個人的資訊包括醫療資訊和風險發生的資訊、都是真實可信的,那就很容易的在一些標準化的保險產品中,去進行自動化的理賠.

區塊鏈技術概念 第2張

3、其它

網際網路交換的是資訊,區塊鏈交換的是價值。人類歷史和網際網路歷史可以用八個字理解:分久必合合久必分,到了分久必合的時代,網路資訊全部散在網際網路上面,大家要挖掘資訊非常不容易,這時會出現像谷歌和臉 書等的平臺,它做的唯一的事情就是把我們所有的資訊重新組合了一下。網際網路時代壟斷巨頭們重組的就是資訊,並不是產生自己的資訊,產生的資訊完全是我們個人。一旦資訊重組,就會出現一個新的壟斷巨人,所以就到了分久必合的時代。現在由於區塊鏈技術產生又到了合久必分時代,又是新的多中心化,新的多中心化之後賦能產生新的價值,這些資料會在我們自己的手上,個人資料產生價值是歸自己所有,這是這個時代最最激動人心的時代。

區塊鏈的價值有哪些?低成本建立信任的機制,確立數權,解決資料的產權。

目前區塊鏈技術不斷髮展,包括現在的單鏈向多鏈發展,而且技術能夠在進一步擴充套件,我想未來還是可能會出現,特別是在交易等方面出現顛覆性的,特別是對現有產業的很多顛覆性的場景。

區塊鏈的本質是在不可信的網路建立可信的資訊交換。

一帶一路+一鏈。區塊鏈更大的不是製造信任,而是讓信任產生無損的傳遞,整個降低社會的摩擦成本,從而提高整個效益。

現在區塊鏈本身還是初始階段,所以包括區塊鏈的資訊傳遞、加密,這個過程中出現量子加密和其他加密,實際上對區塊鏈本身所採用的加密演算法攻擊現象也時有發生。包括區塊鏈也是作為一種資產的認定,數字資產的一個認定,但是現在我們很多都是用密碼演算法,或者是作為我們來解密的鑰匙,但是如果密碼忘記了,很可能你現在的資產就丟掉了,你不能夠在得到你原來的這些資產,所以在資產管理,包括資訊傳遞和一些安全這些方面,應該說都還是存在著一些隱患。當然那麼從技術角度,現在我們區塊鏈本身處理的速度,或者說本身的擴充套件性,因為從工作機理的角度來看,是要把整個賬本要複製給所有的參與人員,所以在區塊鏈本身的運作效率和擴充套件性方面還是比較受限的。這些我們覺得都還是需要進一步在技術方面有進一步的發展。

區塊鏈平臺這些底層技術,又形成包括區塊鏈錢包、區塊鏈瀏覽器、節點競選、礦機、礦池、開發元件、開發模組、技術社群及專案社群等一系列的生態系統,這些生態系統的完善程度直接決定著區塊鏈底層平臺的使用效率和效果。

4、蒙代爾的不可能三角

去中心化、高效、安全,不可能實現三者全部同時達到極致。

區塊鏈技術概念2

區塊鏈的本質是一種分散式記賬技術,與之相對的是中心式記賬技術,中心式記賬技術在我們目前的生活中廣泛存在。區塊鏈是分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。

區塊鏈Blockchain、,是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的資料塊,每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的資訊,用於驗證e69da5e887aa7a6431333431343061其資訊的有效性防偽、和生成下一個區塊。

狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將資料區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式資料結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分散式賬本。

廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式資料結構來驗證與儲存資料、利用分散式節點共識演算法來生成和更新資料、利用密碼學的方式保證資料傳輸和訪問的安全、利用由自動化指令碼程式碼組成的智慧合約來程式設計和操作資料的一種全新的分散式基礎架構與計算方式。

區塊鏈技術概念 第3張

區塊鏈技術通俗的理解就是:把“物”的前、後、左、右區塊用一種技術連線成一個鏈條,但每個區塊的原始資料不可篡改,是一種物聯網範疇的、可以讓參與者信任的“各個模組鏈動”的技術。區塊鏈技術的應用,離不開互聯道網,也離不開物聯網,是建立在二者融合互動基礎上的、但又讓參與者各自保持獨回立的去中心化、、並共同擁有這套價值鏈共建共享、的技術。

區塊鏈的特徵:去中心化、開放性、自治性、資訊不可篡改,匿名性。

區塊鏈是一個能夠傳遞價值的網路,對可以傳遞價值的網路的需求是推動區塊鏈技術產生的重要原因。在對於保護帶有所有權或者其他價值的資訊需求的推動下,區塊鏈出現了。區塊鏈通過公私鑰密碼學、分散式儲存等技術手段,一方面保證了帶有價值的資訊的高效傳遞,另一方面保證了這些資訊在傳遞的過程中不會被輕易的複製篡改。

從區塊鏈誕生的必然性來理解區塊鏈的內涵,區塊鏈是解決了中心化記賬缺點、解決了分散式一致性問題的分散式記賬技術,同時也是連線網際網路升級為保證帶有價值的資訊保安高效傳遞的價值網路。

區塊鏈技術概念3

區塊鏈: 區塊鏈就像是一個全球唯一的.帳簿,或者說是資料庫,記錄了網路中所有交易歷史。

以太坊虛擬機器(EVM): 它讓你能在以太坊上寫出更強大的程式比特幣上也可以寫指令碼程式、。它有時也用來指以太坊區塊鏈,負責執行智慧合約以及一切。

節點:你可以執行節點,通過它讀寫以太坊區塊鏈,也即使用以太坊虛擬機器。完全節點需要下載整個區塊鏈。輕節點仍在開發中。

礦工:挖礦,也就是處理區塊鏈上的區塊的節點。這個網頁可以看到當前活躍的一部分以太坊礦工:。

工作量證明:礦工們總是在競爭解決一些數學問題。第一個解出答案的(算出下一個區塊)將獲得以太幣作為獎勵。然後所有節點都更新自己的區塊鏈。所有想要算出下一個區塊的礦工都有與其他節點保持同步,並且維護同一個區塊鏈的動力,因此整個網路總是能達成共識。(注意:以太坊正計劃轉向沒有礦工的權益證明系統(POS),不過那不在本文討論範圍之內。)

以太幣:縮寫ETH。一種你可以購買和使用的真正的數字貨幣。這裡是可以交易以太幣的其中一家交易所的走勢圖。在寫這篇文章的時候,1個以太幣價值65美分。

Gas:在以太坊上執行程式以及儲存資料都要消耗一定量的以太幣,Gas是以太幣轉換而成。這個機制用來保證效率。

DApp: 以太坊社群把基於智慧合約的應用稱為去中心化的應用程式(Decentralized App)。DApp的目標是(或者應該是)讓你的智慧合約有一個友好的介面,外加一些額外的東西,例如IPFS可以儲存和讀取資料的去中心化網路,不是出自以太坊團隊但有類似的精神)。DApp可以跑在一臺能與以太坊節點互動的中心化伺服器上,也可以跑在任意一個以太坊平等節點上。(花一分鐘思考一下:與一般的網站不同,DApp不能跑在普通的伺服器上。他們需要提交交易到區塊鏈並且從區塊鏈而不是中心化資料庫讀取重要資料。相對於典型的使用者登入系統,使用者有可能被表示成一個錢包地址而其它使用者資料儲存在本地。許多事情都會與目前的web應用有不同架構。)

以太坊客戶端,智慧合約語言

編寫和部署智慧合約並不要求你執行一個以太坊節點。下面有列出基於瀏覽器的IDE和API。但如果是為了學習的話,還是應該執行一個以太坊節點,以便理解其中的基本元件,何況執行節點也不難。

區塊鏈技術概念 第4張

執行以太坊節點可用的客戶端

以太坊有許多不同語言的客戶端實現即多種與以太坊網路互動的方法、,包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。為什麼需要這麼多實現?不同的實現能滿足不同的需求例如Haskell實現的目標是可以被數學驗證、,能使以太坊更加安全,能豐富整個生態系統。

在寫作本文時,我使用的是Go語言實現的客戶端geth (go-ethereum),其他時候還會使用一個叫testrpc的工具, 它使用了Python客戶端pyethereum。後面的例子會用到這些工具。

關於挖礦:挖礦很有趣,有點像精心照料你的室內盆栽,同時又是一種瞭解整個系統的方法。雖然以太幣現在的價格可能連電費都補不齊,但以後誰知道呢。人們正在創造許多酷酷的DApp, 可能會讓以太坊越來越流行。

互動式控制檯:客戶端執行起來後,你就可以同步區塊鏈,建立錢包,收發以太幣了。使用geth的一種方式是通過Javascript控制檯。此外還可以使用類似cURL的命令通過JSON RPC來與客戶端互動。本文的目標是帶大家過一邊DApp開發的流程,因此這塊就不多說了。但是我們應該記住這些命令列工具是除錯,配置節點,以及使用錢包的利器。

在測試網路執行節點: 如果你在正式網路執行geth客戶端,下載整個區塊鏈與網路同步會需要相當時間。你可以通過比較節點日誌中列印的最後一個塊號和上列出的最新塊來確定是否已經同步。) 另一個問題是在正式網路上跑智慧合約需要實實在在的以太幣。在測試網路上執行節點的話就沒有這個問題。此時也不需要同步整個區塊鏈,建立一個自己的私有鏈就勾了,對於開發來說更省時間。

Testrpc:用geth可以建立一個測試網路,另一種更快的建立測試網路的方法是使用testrpc. Testrpc可以在啟動時幫你建立一堆存有資金的測試賬戶。它的執行速度也更快因此更適合開發和測試。你可以從testrpc起步,然後隨著合約慢慢成型,轉移到geth建立的測試網路上 - 啟動方法很簡單,只需要指定一個networkid:geth --networkid "12345"。這裡是testrpc的程式碼倉庫,下文我們還會再講到它。

接下來我們來談談可用的程式語言,之後就可以開始真正的程式設計了。寫智慧合約用的程式語言用Solidity就好。

要寫智慧合約有好幾種語言可選:有點類似Javascript的Solidity, 副檔名是. 和Python接近的Serpent, 檔名以結尾。還有類似Lisp的LLL。Serpent曾經流行過一段時間,但現在最流行而且最穩定的要算是Solidity了,因此用Solidity就好。聽說你喜歡Python? 用Solidity。

solc編譯器: 用Solidity寫好智慧合約之後,需要用solc來編譯。它是一個來自C++客戶端實現的元件又一次,不同的實現產生互補、,這裡是安裝方法。如果你不想安裝solc也可以直接使用基於瀏覽器的編譯器,例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。後文有關程式設計的部分會假設你安裝了solc。

API. 當Solidity合約編譯好並且傳送到網路上之後,你可以使用以太坊的 JavaScript API來呼叫它,構建能與之互動的web應用。

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