區塊鏈基礎入門(上)

區塊鏈基礎入門(上)

區塊鏈是分佈式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密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數據庫,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數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網絡交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。

含義

狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分佈式賬本。

廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分佈式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分佈式基礎架構與計算方式

區塊鏈基礎入門(上)

基礎架構模型

一般說來,區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。

1、數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本算法;

2、網絡層則包括分佈式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;

3、共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法;

4、激勵層將經濟因素集成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;

5、合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;

6、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、分佈式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。

創世區塊

區塊鏈 – 原始區塊鏈 ,是一種去中心化的數據庫,它包含一張被稱為區塊的列表,有著持續增長並且排列整齊的記錄。每個區塊都包含一個時間戳和一個與前一區塊的鏈接:設計區塊鏈使得數據不可篡改 — 一旦記錄下來,在一個區塊中的數據將不可逆。

區塊鏈的設計是一種保護措施,比如(應用於)高容錯的分佈式計算系統。區塊鏈使混合一致性成為可能。這使區塊鏈適合記錄事件、標題、醫療記錄和其他需要收錄數據的活動、身份識別管理,交易流程管理和出處證明管理。區塊鏈對於金融脫媒有巨大的潛能,對於引導全球貿易有著巨大的影響。

2008年由中本聰第一次提出了區塊鏈的概念,在隨後的幾年中,成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分:作為所有交易的公共賬簿。通過利用點對點網絡和分佈式時間戳服務器,區塊鏈數據庫能夠進行自主管理。為比特幣而發明的區塊鏈使它成為第一個解決重複消費問題的數字貨幣。比特幣的設計已經成為其他應用程序的靈感來源。

1991年,由Stuart Haber和W. Scott Stornetta第一次提出關於區塊的加密保護鏈產品,隨後分別由Ross J. Anderson與Bruce Schneier&John Kelsey分別在在1996年和1998年發表。與此同時,Nick Szabo在1998年進行了電子貨幣分散化的機制研究,他稱此為比特金。2000年,Stefan Konst發表了加密保護鏈的統一理論,並提出了一整套實施方案。

區塊鏈格式作為一種使數據庫安全而不需要行政機構的授信的解決方案首先被應用於比特幣。2008年10月,在中本聰的原始論文中,“區塊”和“鏈”這兩個字是被分開使用的,而在被廣泛使用時被合稱為區塊-鏈,到2016年才被變成一個詞:“區塊鏈”。在2014年8月,比特幣的區塊鏈文件大小達到了20千兆字節。

到2014年,“區塊鏈2.0”成為一個關於去中心化區塊鏈數據庫的術語。對這個第二代可編程區塊鏈,經濟學家們認為它的成就是“它是一種編程語言,可以允許用戶寫出更精密和智能的協議,因此,當利潤達到一定程度的時候,就能夠從完成的貨運訂單或者共享證書的分紅中獲得收益”。區塊鏈2.0技術跳過了交易和“價值交換中擔任金錢和信息仲裁的中介機構”。它們被用來使人們遠離全球化經濟,使隱私得到保護,使人們“將掌握的信息兌換成貨幣”,並且有能力保證知識產權的所有者得到收益。第二代區塊鏈技術使存儲個人的“永久數字ID和形象”成為可能,並且對“潛在的社會財富分配”不平等提供解決方案。14 -15截至2016年,區塊鏈2.0鏈下交易仍舊需要通過Oracle,使任何“基於時間或市場條件[確實需要]的外部數據或事件與區塊鏈交互”。

該概念在中本聰的白皮書中提出,中本聰創造第一個區塊,即“創世區塊”。 2009年1月3日,比特幣的創始人中本聰在創世區塊裡留下一句永不可修改的話:

“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks(2009年1月3日,財政大臣正處於實施第二輪銀行緊急援助的邊緣)。”當時正是英國的財政大臣達林被迫考慮第二次出手紓解銀行危機的時刻,這句話是泰晤士報當天的頭版文章標題。

區塊鏈的時間戳服務和存在證明,第一個區塊鏈產生的時間和當時正發生的事件被永久性的保留了下來。

比特幣公司BTCC於2015年推出了一項服務“千年之鏈”即區塊鏈刻字服務,就是採用的以上原理。用戶可以將通過這項服務將文字刻在區塊鏈上,永久保存。


區塊鏈源起比特幣,但並不侷限在幣圈,讓我們一起來談談區塊鏈的應用。歡迎探討交流,共同進步。


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