揭秘区块链:从诞生到应用,一文读懂虚拟货币背后的神秘技术!

七颜财经 来源:互联网 °C 栏目:币圈
揭秘区块链:从诞生到应用,一文读懂虚拟货币背后的神秘技术!

在虚拟货币的世界里,区块链技术就像一座神秘而强大的城堡。欧易交易所 app 号称是全球排名第一的虚拟货币交易所,还能注册领取 6 万元盲盒礼包呢。不过咱们今天重点聊聊区块链。

区块链技术背景

比特币诞生之后,人们才发现它背后的区块链技术十分先进。比特币和区块链技术就像是一对双胞胎,是同时被发现的。比特币诞生主要有两个目的,一是让货币交易有记录,就像有个账本一样;二是解决中心化机构记账的弊端,中心化记账可以被篡改,还容易超发货币。而比特币通过 hash 函数解决了防篡改的问题。

hash 函数

hash 函数就像是一个神奇的魔法盒,它能把任意长度的字符串,变成固定长度(sha256)的输出,这个输出就是 hash 值。而且很难找到两个不同的字符串,让它们的 hash 值一样。就像每个人都有独一无二的指纹,每个字符串的 hash 值也是独一无二的。它还经常被用在 md5 文件加密上。

区块链的定义和防篡改原理

区块链是把总账本拆分成一个个区块来存储,每个区块都有一个区块头,里面记录着父区块的 hash 值。通过这种方式,所有的区块就像链条一样按顺序连接起来,形成了区块链。一旦有人想篡改交易记录,就会导致该交易区块的 hash 值和子区块的不一样,很容易就被发现。就算继续篡改子区块头的 hash 值,还是会和孙区块的对不上,所以根本藏不住。

区块链的本质

比特币和区块链本质上就是一个大家都能看到的大账本,只记录交易。它的核心技术是通过密码学 hash 函数和数据结构,保证账本记录不能被篡改。它的核心功能是创造信任,法币靠的是政府公信力,而比特币靠的是技术。

如何交易

在比特币世界里交易,得有账号和密码,也就是公钥和私钥。私钥就是一串 256 位的二进制数字,你甚至不用电脑,自己抛 256 次硬币就能生成。地址是由私钥转化来的,而且地址不能反推出私钥。地址就像是你在比特币世界的身份证。一个地址只有进入区块链账本,大家才能知道。交易的时候,会用到数字签名技术。比如张三转 10 元给李四,张三用自己的私钥对这次转账信息进行签名,其他人可以通过张三的地址和转账信息来验证这个签名是不是张三本人发出来的。只要账户有余额,验证签名是真的,这笔交易就会被记录到区块链账本里,张三的账户就会少 10 元,李四的账户就会多 10 元。而且支持一对一、一对多、多对一、多对多的交易方式。在比特币世界里,私钥可太重要了,有了它就有了一切。

中心化记账和去中心化记账

中心化记账有优点也有缺点。优点是不管哪个中心记账,大家不用太担心,而且效率高。但缺点也不少,比如可能会遭受拒绝服务攻击,记账的人可能会厌倦后停止服务,中心机构也容易被攻击,像破坏服务器、网络,监守自盗、法律终止、政府干预等。历史上所有有中心化机构的机密货币尝试都失败了。而比特币实现了去中心化记账,人人都可以记账,每个人都能保留完整的账本。有人发起交易后,会向全网广播,每个记账节点都会监听和验证交易,把验证过的交易放到交易池里再传播给其他节点。每隔 10 分钟,会从所有记账节点里选一个,把它的交易池作为下一个区块广播出去。其他节点会根据这个新区块删除自己交易池里已经记录的交易,继续等待下一次被选中。获得记账权的节点会得到 50 个比特币的奖励,每 21 万个区块(大概 4 年)后,奖励会减半,总量大概 2100 万枚,预计 2040 年开采完。记账权是通过 POW(工作量证明)方式分配的,就是记账节点要算一道数学题,谁先算对谁就得到记账权,这个过程也叫挖矿。随着比特币发展,全网算力不断提升,每隔 2016 个区块(大约 2 周),会调整挖矿难度,让每个区块产生的平均时间保持在 10 分钟。

区块验证和共识机制

每个区块的验证有两个环节,提议区块和证明区块。验证者是从一个大的集合里随机选出来的,组成一个委员会。这里要说说 POA 共识机制,它不是独立的共识算法,是 POW 和 POS 混合的算法,像唯链、欧链等就用了这种机制。POA 算法里,活跃节点会不断进行哈希计算,找到符合条件的区块头就广播出去。其他节点验证通过后,会选出 N 个随机的股权所有者。前面 N - 1 个幸运股权人要用私钥对区块头签名并广播,第 N 个幸运股权持有者用这个区块头构建新的区块,再广播出去。其他节点验证通过后,就把这个新区块加入区块链。如果这个区块属于最长链,就接着继续算;如果不是,就丢弃。POA 算法要求 N 个幸运者都在线,不然区块就会被丢弃。它会根据丢弃区块的数量调整 N 的数值。POA 算法能防止非厉害攻击者,幸运股权人能靠资本获利,有利于数字资产保值和减少波动,但也有缺点,POW 部分会消耗电力,POS 部分会导致区块头丢失,造成算力浪费。

区块链的应用领域

金融领域

把区块链技术用在金融行业,能省去第三方中介,实现点对点直接对接,成本大大降低,交易支付也更快。

物联网和物流领域

区块链和物联网、物流能天然结合,降低物流成本,追溯物品生产和运送过程,提高供应链管理效率。

公共服务领域

在公共管理、能源、交通等领域,区块链能解决中心化带来的问题。

数字版权领域

能对作品进行鉴权,证明作品存在,保证权属真实、唯一。

保险领域

通过智能合约,触发理赔条件就能自动理赔,省去投保人申请和保险公司批准的环节。

公益领域

区块链上的数据可靠且不能篡改,适合用在公益场景,捐赠项目、资金流向等信息都能公开,方便社会监督。

区块链入门 108 知识点

文章还列举了 108 个区块链入门知识点,包括套牢、解套、踏空等交易术语,NFT、元宇宙、DeFi 等概念,以及矿机、量化交易、场外交易等相关知识。还对比了比特币和 Q 币的不同,介绍了区块链的类型,如公有区块链、联合(行业)区块链、私有区块链等。

区块链技术就像一个不断发展的宝藏,未来还有很多可能性等待我们去探索。希望大家通过这篇文章,能对区块链有更深入的了解。