区块链四大基础概念

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从2008年,中本聪发表的《比特币:一种点对点的电子现金系统》论文开始,区块链技术一跃进入到人们的视野,得到了广大群众的关注。在线交易可以脱离中间商,进行直接的支付,听起来是不是非常高效便捷呢?那么带来这种效应的区块链,又是哪些技术组成的呢?撇开晦涩难懂的极其专业理论不说,我们就从它的基础技术讲起。
 
     简单来说,区块链技术是通过去中心化和去信任的方式,集体维护一个可靠数据库的技术,它不是一种单一的、全新的技术,而是现有多种技术的复合。我们可以理解为:包含“区块+链”的数据结构、分布式存储、加密算法、共识机制四大核心技术。乍一听,还是挺难理解,不过将他们细细拆分来说,就会简单易懂得多。

 
      一、数据结构

区块链得数据结构其实就是“区块+链”。我们也会说是块链式数据结构。指的是一段时间内发生的事务处理以区块为单位进行存储,并以密码学算法将区块按时间先后顺序连接成链条的一种数据结构。我们可以将区块链看似一个“串珠”的过程,就像在一条时间射线上不断追上新的珠子。


二、分布式存储

      我们知道传统上得分布式存储实际上是一个中心化的系统,它只是将数据分散存储到多台独立的设备上,采用可扩展的系统结构、利用多台存储服务器来分担存储负荷、利用位置服务器定位存储的信息。目的只是为了分担存储负荷,并未真正解决去中心化的问题。而区块链的分布式存储就有本质上的不同了,它是基于P2P的分布式存储,将数据存储在区块上,并通过开放节点的储存空间建立的一种分布式数据库。所以我们可以说,区块链的分布式存储核心就在于P2P存储。

      P2P又是什么呢?它是一种不存在中心化控制的存储技术。开放节点的存储空间,可以大大提高网络的运行效率,解决传统分布式存储的服务器瓶颈、带宽而带来的访问不便等问题。最终通过P2P,我们可以实现真正的“分布式”,即一个计算机系统具有在多台计算机上同时运行和维护的完整副本,像电影里的分身一般,同时没有任何人或者组织可以控制这个系统。


三、加密算法

      密码学也是区块链技术中的重头戏。作为数学与计算机学的分支,密码学涉及到的不只是保密问题,同时还涉及到信息的完整性验证和信息发布的不可抵赖性,这两者就相当于消息验证码与数字签名。除此之外,密码学还关注着所有信息安全问题。
 
      而加密算法其实是一个函数,就像是一把钥匙,将原本的明文转变成一串乱码密文。只有手持对应的解密钥匙才可以将加密信息转变成可阅读的明文。在众多加密算法中,非对称加密是一种保证区块链安全的基础技术。

      该技术下有两个密钥:即公钥与私钥。简单来理解,就是任何人都可以通过公钥向密码箱放代币,但只有私钥可以将钱取走,并且私钥只能自己拥有。这就是我们所说的“非对称加密”。因此,从本质上而言,公钥与私钥都是非对称加密算法下的产物。除了作为代币的保险箱,密钥还可以用作传递信息的工具。比如用自己私钥加密的信息传播出去,别人可以通过你的公钥来进行验证,从而确定这个信息是由你发出的。是不是特别方便又保险呢?


四、共识机制

      由于点对点的网络下存在较高的网络延迟,所以每个节点所观察到的先后顺序不可能完全一致。因此就需要设计一个方案,来对差不多时间内发生的事务顺序进行共识。这就是我们所称的“共识机制”。现在所有的区块链共识机制包括PoW(工作量证明)、PoS(权益证明)、DPoS(权益授权证明)等等。

      工作量证明其实可以理解成一份证明,证明节点做过一定量的工作。用工作结果来推导一定的工作量是高效便捷的。权益证明理解起来就更为简单,就好似银行会根据我所持有数字资产的数量与时间,来给我分配相应的收益。而权益授权证明,核心在于节点们投票选举出可以被信任的代理人,来代理他们进行检验与记账,类似于一家企业当中的董事会。这样可以大大提高区块链的处理能力与速度,从而降低维护成本。


区块链最基础的四大基础概念,你掌握了吗?


原文链接:http://www.qukuaiwang.com.cn/news/14509.html

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