区块链基础——什么是区块链技术

互联网用区块链再次让我们感到惊讶。

我们经常听到有关加密货币、比特币和其他与加密相关的话题的词汇。

如果您想知道，“什么是区块链？” 或“区块链如何运作？” 你来对地方了。

在本文中，我们将了解有关区块链的所有知识，包括它的工作原理以及我们如何在日常生活中使用它。

所以请系好安全带； 这将是颠簸的。

区块链的历史

区块链于 2008 年首次推出，作为保存比特币交易记录的公共分类账。 这种记录交易的方法是透明的。 每条记录都带有时间戳、不可变（这意味着在添加记录后没有人可以更改/删除记录）和去中心化。

它可能是一个人发明的，也可能是一群人发明的，甚至是一个名叫 *Dorian Satoshi Nakamoto[1]* 的人工智能。

那时候，区块链这个词并没有像现在这样经常被提及。 中本聪创建的这种分类账技术帮助解决了一些重大问题。 首先，它支持点对点交易，不需要中介服务来处理交易。 此外，它还解决了双花问题，这是数字货币而非实物现金通常会出现的问题。

双花是指同一种数字货币可以被花费两次。

2014年前后，区块链开始受到关注和关注。 在看到它的应用不仅仅是加密货币之后，人们开始对其进行投资。 它可用于保险和金融、医疗保健、投票、交通等各个领域。

什么是区块链？

区块链是一种分布式数据库或记录保存系统，用于将数字记录存储在难以破解的结构中。 与传统数据库不同，区块链不会将数据存储在一个集中的位置。 相反，网络上的每个节点/计算机都有区块链的完整副本。 当数据保存在系统上时，它被分发到数千个网络节点。

区块链如何运作？

区块链将数据集存储在称为块的集合中。 块就像容器。 每个容器都有它可以容纳的内容的限制或最大数量。 在块的情况下，它可以包含的数据总量称为块大小限制。

每个块的容量称为块大小，它因区块链而异（从几千字节到大约 1 兆字节不等）。

比特币的块大小约为 1MB，而以太坊的块大小约为 80KB。 .

尽管块大小看起来很小，但它们最多可以容纳 2000 笔交易。 每个块按线性和时间顺序存储，每个新块都添加到链的末尾。 当一个块达到其最大块大小时，它被关闭并使用哈希算法连接到另一个块，这是一种密码验证。 这样就形成了一条连续的区块链，由此产生了区块链这个名字。 但是，如果一个块超过块大小，网络会拒绝它并且不会将其添加到链中。

什么使区块链安全且不可变？

区块链的不变性是由于块的哈希值。 哈希值类似于指纹。 人类有不同的指纹。 在块的情况下，哈希值充当唯一标识符/指纹。 每个块都由哈希算法/哈希函数生成的唯一哈希值进行数字签名。 当前块、前一个块和时间戳用于生成这些哈希值，输入的微小变化将产生一个全新的哈希值。

哈希值通常如下所示：3a42c503953909637f78dd8c99b3b85ddde362415585afc11901bdefe8349102

将哈希函数想象成一台磨床。 研磨机只能在一个方向上工作。 它从原始物品开始，然后将其研磨成小块。 哈希函数执行类似的工作，将原始数据转换为无法进行逆向工程的加密格式。 无法恢复生成散列的原始值，就像碎肉在经过绞肉机后无法恢复其原始形式一样。

假设黑客想要更改区块链记录。 首先，黑客必须运行他的节点并找到他想要修改的区块。 如果他成功地更改了区块/进行了此更改，则新生成的哈希值将与原始哈希值不匹配，从而使链上的区块无效。

请记住，此修改目前仅在他的节点上可用。 更重要的是，一条记录在添加到主公链之前，必须经过其他节点的验证。 如果大多数节点（至少 51%）确认新修改的有效性，则可以将其添加到链中； 否则，视为无效并被拒绝。 因此，要做到这一点，黑客需要在大多数节点/计算机上进行精确的更改，这需要大量资源并且实际上是不可能的。

区块链特性 区块链术语

众所周知，每项技术都有其术语。 区块链也不例外。

加密货币

当我们听到加密货币时，想到的第一个词就是比特币。 加密货币是数字货币/代币。 与实物现金一样，它们可用于购买和支付服务费用。 加密货币建立在区块链之上，利用区块链技术作为安全系统和记录所有交易的公共账本。 每种加密货币都有一个唯一且不可更改的识别码，可以由一个人拥有并且不能以任何方式复制，从而减少欺诈。

矿业

挖矿是区块链和加密货币社区的一种趋势，尤其是在比特币生态系统中。 挖矿是在区块链上验证交易并创建新区块。 开采黄金和钻石等矿物通常需要大型机器和资源。 在挖掘区块链时，需要相当一部分算力来解决复杂的数学问题。

挖矿不仅对区块链有利，而且有利可图。 矿工因他们在验证交易方面的努力而获得加密货币奖励。 任何人都可以成为矿工。 您需要做的就是为您最喜欢的区块链下载并运行挖矿软件，您就完成了！ 挖矿类型有：

挖矿共识

挖矿共识是区块链用来做决策的一种容错机制。 当多数人在这样的协议中获胜时，少数人会支持它。 这确保了公平和更快的决策制定。 区块链的两个主要共识机制是：

1.工作量证明（P0W）

2.权益证明（PoS）

就业证明

共识机制要求矿工竞争并证明他们的工作（解决计算和创建新区块）使他们有资格向区块链添加新交易。

谁以最快的速度解决了数学难题，谁就赢得了比赛，并与网络的其余部分共享新区块。 获胜者将获得加密货币作为他们努力的奖励。

比特币、以太坊和莱特币区块链网络使用这种机制。

权益证明

在这种共识机制中，矿工必须抵押/保留一定数量的加密货币，以随机选择来验证交易。 与工作量证明一样，矿工与网络共享区块并赚取加密货币。

与工作证明相比，股权证明更便宜并且消耗更少的能源。 以太坊等区块链计划很快升级到 PoS 共识协议。

节点

区块链节点是运行区块链客户端软件的计算机或设备，具有完整的区块链数据副本，可以验证区块链上的交易、消息和区块。

节点类型

区块链节点主要有两种类型； 轻量节点和全节点。 有各种类型的节点。 他们是：

全节点 vs 轻量级节点

全节点通过下载区块链上的所有交易来验证交易。 相反，轻量级节点保留区块链交易的部分/基本列表（主要是区块头），而不是整个交易历史。 一个完整的节点可以在云端设置或在本地运行。

如何运行节点

运行您自己的节点非常简单：

选择区块链（例如，比特币、以太坊等）。 下载您最喜欢的区块链的客户端软件。 客户端将连接到运行相同客户端软件的所有其他对等点/节点/计算机，并将从它们复制区块链。区块链类型

区块链分为两种主要类型：许可型和非许可型。 但是，有几种变体，每种都有特定的功能。 让我们仔细看看它们中的每一个：

公共区块链（无许可区块链）

公共区块链，也称为无许可区块链，完全去中心化并向公众开放。 任何随机的人都可以添加数据并作为节点加入网络，参与交易验证等。

公共区块链的优势

公共区块链的缺点

私有区块链（许可区块链）

提供服务的公司经常与第三方服务交互，导致处理时间延长。 因此，这些企业需要区块链来：

这就是私有区块链发挥作用的地方。

与允许任何人成为节点并与网络交互的公共区块链不同，私有区块链是完全许可的，并且要求每个节点在加入网络之前都经过验证，只允许少数经过身份验证的个人成为节点并与区块链交互.

这些类型的区块链通常由称为可信中介的机构运行，该机构有权更改区块链的内容。

私有区块链的例子是：

私有区块链的优点 私有区块链的缺点 混合区块链

混合区块链很奇特。 尽管获得许可或受控，但它们提供了自由。 如果你曾经将狼和人杂交创造出狼人，你应该对混合区块链有很好的了解。

混合区块链结合了私有和公共区块链的特性。 你必须有一个特别的邀请才能访问这个数据库，有时区块链成员决定谁被添加到区块链中。 尽管如此，它确保了透明度、自由和安全。 有些活动是保密的； 而其他的则向公众开放（仅供区块链成员访问）。

混合区块链联盟链（Associated Blockchain）的优势

联盟链和混合链一样，是公有链和私有链的混合体。 唯一的区别是来自多个组织的成员可以在网络上协作，而不是一个人。

联盟区块链本质上是私有区块链，对组织的访问权限有限。 这消除了对集中控制结构的需要，适合银行合作验证交易。

一个明星的诞生 - 以太坊区块链

拥有利用区块链的力量、安全性和透明度的改变游戏规则的想法的公司和个人的数量与日俱增。 新平台不断涌现，每个平台都有需要解决的具体问题。

Vitalik Buterin 是一位年轻的俄裔加拿大开发者，他于 2013 年出道，并发表了一份白皮书，其中有一个非常好的想法。 他提出了一种能够运行计算机代码的区块链。 你疯了吗？ ！ 于是比特币生成一个区块的时间，以太坊项目诞生了。

与与比特币加密货币联系更紧密的比特币链不同，以太坊区块链具有额外的酷炫功能。 让我们看看其中的几个：

智能合约[2]

以太坊区块链就像传统区块链一样工作，但它使开发人员能够编写可以根据区块链上预定义的规则或事件执行的计算机程序。 这些计算机程序在以太坊区块链上运行，被称为智能合约。 智能合约主要是用一种称为 Solidity 的面向对象的编程语言编写的。

Solidity 的语法类似于 C++ 或 JavaScript。

代币和 NFT

尽管以太坊区块链有其加密货币以太 (ETH)，但它允许开发人员创建功能类似于加密货币的代币。 它们可以交易等。

有一种独特的代币类型，称为不可替代代币 (NFT)。 这些代币代表现实生活中的数字资产，例如音乐、视频和照片。 NFT 为创作者提供了合法拥有和销售内容并获得公平利润和版税的能力。

区块链的实际应用

尽管区块链被设计为用于存储记录的分类账，并且经常用于比特币等加密货币，但它也有从金融到数据所有权的实际应用。

汇款

资金可能需要几天时间才能转入其他账户。 在进行跨境交易时，所需时间要长得多。 然而，区块链传输可能需要几分钟甚至几秒钟，因为没有中介服务，交易直接发生在相关各方之间。

投票

在选举期间，我们排长队投票。 然而，这可以在区块链技术的帮助下得到简化。 有了能够保存我们记录的区块链，平台可以利用这项技术来构建区块链驱动的服务，以确定一个人是否有资格投票。 一个人投了两次票，还是一票有效。 这样的解决方案将加快投票过程并降低进行选举的成本。

物联网 (IoT)

物联网是指包含传感器并可以处理来自周围环境的数据的物理设备。 你还记得 Jarvis 和 Alexa 吗？ 这些设备可以管理家庭安全系统、监控我们的健康、操作工厂设备等等。 我们经常听说这些小工具被黑客入侵以监视人们并远程控制其他设备。 但由于数据的开放性和不变性/不可破坏性，区块链提供了更高级别的安全性以防止数据泄漏。

以下是利用区块链技术使物联网更智能、更安全的公司名单：

版税和盗版

区块链可以跟踪电影、音乐和其他艺术家/创作者内容在流媒体平台和互联网上的分布。 通过自动化的智能合约，创作者可以在他们的内容被使用时获得报酬。

不可替代代币 (NFT)

NFT 是代表物理对象的不可转让数字资产。 NFT 可以是任何数字形式的东西，例如音乐、图像或视频。 此外比特币生成一个区块的时间，创作者可以声明对其内容的完全所有权，因为区块链确保数字项目只有一个实例。

医疗保险

医疗保健组织还可以使用区块链技术来保存患者记录并与研究人员和药物供应商共享文件。