丰评区块链 | 第3期:详解区块链的三大特性

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作为一种新型的记账技术,它的创新离不开3个最重要特性。首先是分布式账本,其次是不可篡改性,还有是去中心化。
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如果说比特币是影响力巨大的社会学实验,那么从比特币核心设计中提炼出来的区块链技术,则让大家看到了塑造更高效、更安全的未来商业模式的可能性,并进一步引发了分布式账本技术的革新浪潮。实际上人们很早就意识到,记账相关的技术对于资产的管理十分关键,而去中心化或多中心化的分布式记账,对于当前开放、多维化的商业模式意义重大。区块链的思想和结构,正是实现这种分布式记账系统的一种极具可行潜力的技术。



作为一种新型的记账技术,它的创新离不开3个最重要特性。首先是分布式账本,其次是不可篡改性,还有是去中心化,那么下面我们就一条一条的来介绍:


分布式账本是什么意思呢?区块链网络是由大量地位平等的节点组成,每一个节点在本地都会储存账本的一份拷贝,也就是说任何一笔转账,记录在你的本地账本上,同时也记录在其他人的账本上。在比特币的区块链网络中,由矿工这样的角色将一组交易打包成为区块,添加数字签名并广播到网络中的所有节点,被大家接受,然后将所有区块依次相连,形成链式账本结构。这就是所谓的共识协议,即所有节点的账本数据与网络保持同步并实时更新。



这样的一个好处就是任何一笔交易的达成,必须得到全网所有节点的认可,因此大大增加了伪造交易的难度,同时提升了系统的可靠性。


通过分布式账本还引申出了分布式记账的概念。在比特币网络中,所有节点共同参与了记账的过程。他们通过对矿工挖矿结果的验证,来判断是否需要将一个包含交易的区块添加到区块链账本中。这样保证了记账过程的透明与公开,从而省去了清算的过程,提升了记账的效率。以往你通过银行去做一笔跨国转账,这中间可能会经历十几个甚至几十个机构,他们分别都要去对这笔账目来进行清算。然而运用区块链技术,通过这样的分布式记账,那样其实就非常地便捷。


这个账本只能添加,而不能删除和修改。这也是我们接下来要提到的不可篡改的特性。这个特性也是我们分辨在网络中接收到的区块,是正确合法的区块,还是被人攻击诱导的区块的一个重要技术点。在展开这点论述之前,我们要先简单地讲解一个重要的密码学概念:哈希函数。


从技术上说,哈希函数就是将一个长度不定的数据结构映射成一个等长的字符串,作为这个数据结构独一无二的标记,你可以简单地理解为一个信息指纹。只要你这个原始信息发生了任何改动,那么这个哈希函数的值也就是指纹就一定会发生变动。区块链的账本结构中,将每一个区块的指纹信息存在下一个区块当中,成为下一个区块数据的一个组成部分。这样,当你改动任意区块中的一笔交易信息的时候,他的指纹的变动会破坏区块链的链状结构。在比特币的协议中,我们对于每一个区块的哈希指纹都设定了一个很小的取值范围,其基本原理就是,本区块的所有交易信息加上一个随机数,由矿工进行哈希运算,以满足指定的取值范围要求。


区块链通过上述对哈希函数的巧妙运用,来保证了数据的不可篡改,成为区块链的一大引人注目的特性之一。这也成了区块链能够运用于其他领域,如数字确权、专利保护、产品溯源等方面的技术基石。


当然,最后一个也是最吸引人的特性,就是它的去中心化。当前的货币系统就是一个典型的中心化系统,它的后台有一只很大的手在控制,比如说中央银行,它能通过控制货币的发行、利率和其他的一些方式,来左右我们的货币体系。但是在去中心化的网络当中呢,没有这样的一个巨无霸,所有的节点,大家都是平等的,通过所有人共同的努力来保障交易的处理,这种就是所谓的去中心化特性。


当然,因为没有了中心化系统,这个系统其实也存在很多的挑战。


比如说最大的挑战就是在网络当中设定的规则,有人可能不遵守,甚至有人可能会去作恶,哪怕在不作恶的情况下,那可能有的机器会宕机,还有网速的快慢差异,这些都可能会对这个网络造成一定的影响。那么这些问题怎么样去处理呢,怎么样可以通过一种机制,使得这个网络当中即使有部分人作恶,也能保证我这个网络公平的运行,真正地实现去中心化呢?这个问题就是密码学、区块链和比特币最有魅力的地方,也是中本聪解决了之前所有数字货币朋克没能解决的问题。


那么这就引出了我们后面将要讲到的共识机制,我们通过这种机制的合理设定,使得这个网络能够在各种各样的情况下达到我们希望看到的情景。事实也证明了中本聪给比特币设计的这一套共识机制,使得比特币在问世后长达十年的时间内没有遭受任何重大的攻击,一直安全稳定地运行着。

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