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区块链的基本概念和运行原理

区块链概念和技术充分展现了人类集群智慧的力量,基于区块链技术的自组织、自复制、自循环、自运行系统既融合和传承了人类历史知识的结晶,又深深灌注了新时代科技创新的原创性思想。在过去十年中,区块链在商业中的使用已经产生了广泛影响,远超基本金融交易的范畴。

如今,区块链技术已经应用于各个领域,提高了业务效率,减少了重复工作,降低了成本,那么究竟什么是区块链呢?其基本运行原理是什么呢?

一、什么是区块链

简而言之,区块链是一种不可变的数字分类账,可以记录托管交易并通过去中心化网络跟踪资产,几乎所有独具价值的物品都能用区块链进行交易、转移和跟踪,降低风险和成本。当然,资产可以是有形的,例如财产;也可以是无形的,例如身份。

区块链通过计算机网络分布式存储信息,任何人都可以共享却无法独自拥有该系统,你可以很方便地使用并操作它,甚至参与区块链公链的优化,尤其是终端的应用编程,但任何人都不可能破坏区块、破坏其记录的信息,更不可能破坏区块链本身。

不同于传统商业交易由一个中央数据库存储和处理所有交易数据,区块链技术要求所有数据都存储在区块链的每台计算机上。通过构建点对点的网络架构,区块链以一种自主、去中心化的方式运作,让信息存储变得更加安全和可靠。

区块链架构允许所有参与者在每次交易发生时共享一个通过点对点同步的区块信息,网络中的参与者既是信息的贡献者,也是信息的订阅者。各参与者都可以通过添加区块,接收其他人发送的交易信息或给其他人发送交易信息;同时,该信息在传输时,还会自动同步给区块链的所有参与者。

区块链并不高深,其实就是一个多方参与的加密分布式记账本,涉及三个关键词:记账本、加密和分布式。搞清楚这三个词,就能清晰地了解区块链技术。

第一个关键词:记账本

这个账本像银行账户一样,你在某银行里有多少钱、今天花了多少钱等,都是有记账的。

该账本不是普通的账本,前面有一个定语,叫多方参与。也就是说,该账本不是一个人记录的,也不是由一个中心化机构记录的,而是由分散在全球各角落的人一起记录的,甚至借助于卫星系统,可能还会分布在星空中。

第二个关键词:加密

通过一个密码学的手段,可以保证你的账户不被任何人篡改。就像我们去银行转账,银行会给你一个U盾一样,该U盾相当于账户的一把钥匙,只有拥有钥匙的人才能操作这个账户,才能转账。

在区块链里也有这个概念。在区块链开户时,系统会自动创建一把钥匙,然后借助该钥匙操作区块链上的账户。这把钥匙和使用钥匙进行账户操作的判断,都来源于这一加密学手段。这加密钥匙(密钥)一旦产生就是唯一的,一旦遗忘或丢失,按目前的技术条件,任何方法都无法破译或恢复。

第三个关键词:分布式

区块链这个多方参与的节点分布在全球任何一个网络节点里,不归属于一个特定的机构。像现在网站的一些系统里存在很多服务器,该服务器是多方参与的,但我们不能说它是分布式的。因为分布式有两个原则:一是它在物理位置上是分布式的,二是它在规则上也是分布式的。但网站服务器是归属于一个特定机构或个体的,不能称之为分布式。

如此,就将整个区块链串起来了:区块链就是分散在所有离散的点上的多个机器,可以维护一个特定的账户系统,而这种系统可以通过一种密码学的手段,保证操作的规矩性。

二、区块链的运行原理

区块链的“区块”,类似于储存数据用的硬盘,该区块就是保存区块链上信息的地方。通过密码学技术加密,可以保证这些被保存的信息数据无法被篡改。

区块链系统会对期间产生的所有数据进行检测,比如,交易记录以及该区块何时被编辑或创建的记录等,并将这些数据储存在一个新的区块上。该区块与前一个区块连接,各区块想要生效,都必须包括前一区块的相关信息,形成一根链条,因此称为“区块链”。

从本质上来说,区块链是一个去中心化的数据库,真正能发挥其所长的场景允许用户在无第三方中介参与的情况下进行协作,且不必彼此信任。在区块链网络中,任何一方都无法篡改区块链上的数据。用户如果想运行和独立验证区块链的状态,必须下载特定的钱包软件。只要启动相关软件,就能接入区块链网络中的其他计算设备,上传或下载信息。

软件会下载多个区块数据,对其真实性进行检查,然后将检验过的相关信息传递给其他计算设备。如此,就能得到一个由成百上千、上万个计算设备组成的区块链生态系统。这些计算设备被称为“节点”,全部运行在同一软件上,并同步更新、广播交易数据,实现了区块链的数据真实而去中心化的特性。 ybL9uCzCM8RS1eLUTw20jnDEa+mpBsOCxyX7BAZ4zJk+s6Z4iZ/nN4EuxcvzFATF

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