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什么是区块链?

关于区块链(Blockchain)技术的讨论似乎无处不在,关于区块链的新闻也让人眼花缭乱。 但是区块链究竟是什么? 更具体地说,关于区块链你究竟需要了解哪些核心知识?

现在就让我们来一起探究一下区块链的本质。

什么是区块链?

区块链是一种防篡改的分布式公共总帐,用于管理交易。

你可以把它就想像成一个存在云端的 Google 电子表格(Google spreadsheet),或更具体地讲,存在于网络上。

简单地说,区块链基本上是一个公正廉洁而且坚不可摧的分布式数据账簿,可用于存储管理密码合同到转移价值等信息资产。

在区块链上最被认可的应用是比特币交易。 将价值从一个人转移到另一个,没有中介,并且不允许一个人或一方把一笔钱花费两次(“双花费规则”)。

这是什么意思?

这意味着“价值”可以将所有权和所有权从一个人/一方改为另一方,而不需要受信任的第三方来验证/管理交易。

这是如何实现的?

是这样的,这个系统的管理是通过协议完成的,你会在后文读到更多信息。

除了是“价值数据”或加密货币的分类账,区块链技术还在P2P服务,(智能)合约管理,医疗保健数据,股票转移甚至选举中找到更广泛的应用。

像任何新兴和颠覆性的技术一样,没有人能够预测区块链技术的未来。 但有一件事是肯定的:它不(只)是用于购买黑市商品和非法服务!

事实上,区块链技术正在进入大型公司,如IBM,微软和大型银行。

人们对区块链技术之所以感兴趣,除了担心技术落伍以外,更由于它可以在价值转移过程中排除对可信第三方(银行和结算所)的依赖,带来更为快速、私密和廉价的金融交易。

区块链可以促进对等传输任何有价值的东西。 这可以包括资产,房地产和合同等。目前区块链最重要和最深远的应用是比特币(价值转移)和以太坊(智能合约)。

让我们进一步了解一下区块链的历史背景和其核心属性。

比特币

正如我们许多人知道的那样,一个自称中本聪的人(或一群人)于2008年发表了一篇关于对等网络电子货的白皮书,从此以后比特币(Bitcoin)这种货币一直存在至今。

比特币带来的主要创新是在于它实现金钱或“价值”在网络上任何两点之间的直接而安全的转移。 比特币货币网络是分散的——没有中央权威,作为基础的区块链技术用于存储信息,而所有这些交易信息都要经过网络上那些的“矿工”的验证。

该如何理解比特币?

比特币只是一个虚拟货币系统,类似于现实世界的现金系统。

自2008年发布以来,比特币经历了繁荣和萧条,至今仍继续以指数速率增长,而且已经更被主流接受。

以太坊 - 区块链2.0

以太坊(Ethereum)是基于比特币概念的区块链系统。 它被认为是第二代区块链技术,旨在让任何拥有基本计算机技能的人可以在区块链上开发和部署自己的分布式应用程序。

就像比特币一样,以太坊是分布式的 - 没有人控制或拥有它 - 它有自己的加密货币或“燃料”称为“以太币”(Ether),其运行方式与比特币相同。 然而,以太坊有一些值得注意的革新 。 首先,以太坊在其区块链基础设施上增加了一种称为“智能合约”(Smart Contract)的应用程序,而且增加了一个“以太坊虚拟机”来支持其网络上的内存和应用程序。此外,以太坊还发明了一种专门编程语言称为“Solidity”。

以太坊就像一个进阶版的比特币。

它是由一个名叫 Vitalik Buterin 的俄罗斯/加拿大人于2013年开发的,此人当年才19岁,开发的目的是创造出一种区块链2.0(下一代区块链)技术,让它能够编程和执行任意和复杂的计算。

比特币仅为用户提供一组预定义的操作(如比特币交易),而以太坊则让用户可以根据自己的意愿开发更复杂的操作。

智能合约

什么是“智能”合约?

其实内,智能合约也不是特别“智能”。

你可以把它想象成一个在分布式网络上生活和工作的的忠于职守的、呆头呆脑的软件机器人。

智能合约是用代码编写的自主计算机系统,其代码部署于以太坊区块链上的指定地址。 这些合约由以太坊虚拟机(EVM)和以太币支持。 作为一种小引擎,它可以使所有的智能合约按时运行,并与其余的网络协调。

为了提供额外的定制机制和安全系统,以太坊创建了一些高级语言,用于为EVM创建智能合约,这些语言包括:Solidity,Serpent 和LLL。

以上这些是以太坊为区块链技术带来的主要创新,它让许多令人惊叹的自主程序得以实现。

接下来,让我们探讨区块链中的共识机制。

5.共识机制

“当你与多方交往时,你需要某种共识机制,以确保每个人都有正确的记录” --- Dy O'Prey,Hyperledger的联合创始人。

比特币和以太坊使用去中心化的系统来确认交易,而不依赖于可信第三方。

因此,协商一致或达成统一协议,有助于避免冲突、保证自主程序和计算机网络达到共识状态。

事实上,共识是区块链和任何其他去中心化和分布式技术的支柱。

工作量证明,利益证明和封闭共识是区块链技术中最常用的机制。

A:工作量证明

用于区块链技术的最常见的共识机制是所谓的“工作量证明”(Poof of Work)。比特币使用的正是这种机制。

当一笔交易开始时, 交易信息存储在候选区块中。加密信标被发送到挖矿着的网络,告知该候选块已经被创建,矿工需要开动运算来解决一道密码谜题,获胜者会得到新产生的币作为奖赏。

矿工们大多拥有超级计算机,比一般的人的Macbook pro强大很多。 这些机器具有“散列率”或计算能力,有实力在竞争中最先解决谜题已获得新币。

我知道环保主义者会说:

这不需要很多电力和运算能力吗?

简单的答案是肯定的,采矿的成本主要与硬件、电费、以及在一定程度和温度有关。

工作量证明共识的问题是,它需要矿工使用他们的超级计算机每秒尝试百万量的计算,与世界上其他超级计算机竞争,以确定是否可以更新区块链。

B:权益证明

权益证明(Proof of Stake)机制的主要目的是让区块链上的利益相关者——那些投资最多人或拥有财富最多的人——获得最强的激励,以领导区块链的共识达成。

简单来说——

作为一种共识机制,权益证明让那些有更多币或投资更多的矿工有更大的机会挖矿,也有更大的决策权。

可以这么理解 :一个矿工拥有的越多,他就可以得到越多,而他的决定权就越大。

这种机制的一个好处是,通过允许利益相关者激励承担更多责任,机制降低了共识所需的计算能力。

这种机制的主要问题是:只有“富人”才拥有决定权。

C:封闭共识

在封闭共识(Closed Consensus)机制中,某些节点需要先支付安全押金才能参与区块链的更新。

这种共识机制不需要挖矿,并且在一些银行和保险部门越来越受欢迎。

封闭共识通过使用安全押金来激励验证者。 “仲裁人” ——负责管理冲突的节点——是区块链上的执法者,当出现不当或不公平的情况时负责仲裁。

使用仲裁器协议的主要目的是在块链中的自治节点之间实现共识。

如果验证者认证了仲裁人认为非法的交易,则验证人丢失其保证金,并且他们也将丧失在将来在区块链网络中提供共识的特权。

结论

现在你了解了区块链技术的基本要素,你应该已经搞懂:

什么是区块链?

比特币如何工作?

以太坊区块链带来的主要创新是什么?

什么是智能合约?

驱动区块链的不同类型的共识机制是什么?

希望本文能激发你对区块链的兴趣和进一步的探索!

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