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blockchain区块链是什么?

2019-07-13 16:33发布

不仅仅是允许将数字信息分布式存储,请注意不是简单的复制信息,区块链技术创造了新一代互联网的骨干中枢。 区块链原本是为比特币(Bitcoin),这个数字货币而设计发明的。而如今区块链技术社区正在发现他拥有越来越强大的潜能,几乎可以应用到社会的各个方面。
区块链是一个公开透明的、无法恶意篡改的数字账本。在这个账本上记录的经济往来,不仅局限于金融交易,而是几乎涵盖具备价值的一切往来。——Don & Alex Tapscott, 《区块链革命》作者
区块链的物理外形 blockchain network 区块链是由一个网状的计算节点组成的,我们称为Node,如何成为节点呢?
任何一台计算机连接上区块链网络,使用区块链的客户端程序,并且验证和传布各种区块链上发生的交易,这样就成为一个Node 在连接区块链网络的过程中,Node会自动下载或者同步这个完整的数字账本,或者说每一个Node上都有一个唯一的正确的账本,因此谁都无法作弊。 每个节点都是区块链的“主人”,并且完全自愿加入或者离开这个网络,所以是去中心化的peer-to-peer network。最为重要的是,每节点都为了私利而共同维护这个账本的公开透明和完整,不被恶意篡改。在比特币(bitcoin)的世界里面,这个私利就是挖到比特币。 下面我们通过回答这5个问题,来逐步带领大家揭开区块链blockchain的神秘面纱:
  1. 谁来维护这个数字账本和账本中的交易?
  2. 谁拥有权力来决定哪一个交易是有效的,真实发生的,符合商业准则的?
  3. 谁来发行数字货币?
  4. 谁来决定这个系统的进化准则?
  5. 数字货币如何与现实货币交易?
第一问:谁来维护这个数字账本和账本中的交易?
这个问题的答案类似于谷歌的搜索排名算法,说白了就是我们老祖宗告诉我们的少数服从多数,并且我们相信大部分人都是诚实的可信的。这里区块链引入了一种新的机制叫做Distributed consensus协议 在bitcoin中,有一个协议 distributed consensus protocol, 请看如下定义:
区块链网络中有n个节点,并且每个拥有一个值。部分节点是恶意的,或者他的值是错误的。distributed consensus protocol 保证了这个网络具有如下两个特性:
  • 这个网络必须最终让所有诚实节点达成这个值得共识。
  • 并且这个值是由一个诚实节点产生的。
我们举个例子,假如令狐冲要从盈盈那里买一把琴,他需要支付2个比特币,那么他就发起了一个支付交易,并且向整个区块链的网络广播了这个交易: broadcasting a transaction 此时区块链技术并不要求任盈盈在这个网络中,很快这个transaction渗透到peer-to-peer的网络中,那么这些节点是如何达成一致的呢?达成一致包括哪个交易在广播以及这些交易发生的先后顺序。如此这般,区块链的网络才能拥有全局的唯一的账本。 为了系统的优化,bitcoin系统将多个transaction嵌入一个block中,因此consensus是以block为最小单位的。任何时刻,点对点网络中的所有节点都有一个全局账本,其中包含了一系列的block区块,每个区块又包含很多个达成共识的交易。同时,每个节点还拥有一个正在验证的,未达成共识的交易存贮池。因此大家也发现了,在这个池子里面的内容,各个节点是不同的。由于peer-to-peer网络并不完美,因此部分节点听不到令狐冲发起的交易。 但是不用担心,区块链网络每隔一个时间周期(10分钟),所有节点都试图将自己交易池里面的transaction写入block,其中存在恶意的内容或者叛徒。但是其他大部分是诚实的。consensus protocol此时发挥功能,唯一有效的block会被选中,即使令狐冲的交易在这次行动中没被包含,他也只需要等待下次。 在bitcoin中这个consensus是如何成功的呢:
  1. 他引入了私利来引导节点做出正确的行为,去除恶意
  2. bitcoin充分实现和应用了随机性的数学法则