區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)原理是什么？
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笑對(duì)一切（曉6星評(píng)價(jià)
2020-09-24 13:43:53
區(qū)塊鏈的原理：去中心化的分布式記賬系統(tǒng)
區(qū)塊鏈技術(shù)的核心是所有當(dāng)前參與的節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)交易及數(shù)據(jù)庫，它使交易基于密碼學(xué)原理而不基于信任，使得任何達(dá)成一致的雙方，能夠直接進(jìn)行支付交易，不需第三方的參與。
從技術(shù)上來講，區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，反映了一筆交易的資金流向。系統(tǒng)中已經(jīng)達(dá)成的交易的區(qū)塊連接在一起形成了一條主鏈，所有參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)都記錄了主鏈或主鏈的一部分。一個(gè)區(qū)塊包含以下三部分：交易信息、前一個(gè)區(qū)塊形成的哈希散列、隨機(jī)數(shù)。交易信息是區(qū)塊所承載的任務(wù)數(shù)據(jù)，具體包括交易雙方的私鑰、交易的數(shù)量、電子貨幣的數(shù)字簽名等;前一個(gè)區(qū)塊形成的哈希散列用來將區(qū)塊連接起來，實(shí)現(xiàn)過往交易的順序排列;隨機(jī)數(shù)是交易達(dá)成的核心，所有礦工節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算隨機(jī)數(shù)的答案，最快得到答案的節(jié)點(diǎn)生成一個(gè)新的區(qū)塊，并廣播到所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新，如此完成一筆交易。
區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個(gè)去中心化的巨大賬本數(shù)據(jù)庫，作為比特幣的底層技術(shù)，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯梢淮褂妹艽a學(xué)相關(guān)聯(lián)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊組成，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含了多次比特幣網(wǎng)絡(luò)有效確認(rèn)(一次有效交易檢驗(yàn)被稱為一次確認(rèn))的信息。隨著交易不斷產(chǎn)生，礦工不斷驗(yàn)證交易創(chuàng)造新的區(qū)塊來記錄最新的交易，這個(gè)帳本會(huì)一直增長(zhǎng)延長(zhǎng)。這些區(qū)塊按照時(shí)間順序線性補(bǔ)充到原有的區(qū)塊鏈上。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)(每臺(tái)通過錢包的客戶端口連接到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的電腦)都有一份完整的已有區(qū)塊鏈備份記錄，而這些都是通過進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證算法解密的礦工網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)完成。區(qū)塊鏈上保留有所有關(guān)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)上比特幣余額的信息，這些信息也被記錄在完整的區(qū)塊鏈上。公共式區(qū)塊鏈帳本完全對(duì)外公開，這意味著區(qū)塊鏈信息可以通過特定地址在區(qū)塊鏈瀏覽器上(例如www.blockchain.info)進(jìn)行查詢。
新區(qū)塊的生成將獎(jiǎng)勵(lì)礦工新的電子貨幣，還可以通過設(shè)置交易費(fèi)用來獎(jiǎng)勵(lì)挖礦這種提供算力的行為，系統(tǒng)通過這樣的方式完成電子貨幣的發(fā)行，這也讓礦工有利可圖，成為了礦工挖礦的主要?jiǎng)訖C(jī)。
有了區(qū)塊鏈之后，當(dāng)一個(gè)用戶想要進(jìn)行歷史交易的驗(yàn)證時(shí)，可以通過一系列基于密碼學(xué)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)的運(yùn)算追蹤交易所屬的區(qū)塊，從而完成驗(yàn)證。此外，對(duì)于隨機(jī)數(shù)答案難度的調(diào)整可以控制新區(qū)塊的生成速度;私鑰的保密性可以保證和實(shí)現(xiàn)匿名交易;對(duì)于歷史交易數(shù)據(jù)的剪枝可以實(shí)現(xiàn)硬盤空間的回收：經(jīng)過中本聰?shù)臏y(cè)算，經(jīng)過完全剪枝的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)一年只生成4.2MB的數(shù)據(jù)量。
幸運(yùn)老頑童2星評(píng)價(jià)
2020-08-24 13:49:20
區(qū)塊鏈原理最近被很多人談起，區(qū)塊鏈(Blockchain)顯然已經(jīng)被許多人神化，好像各行各業(yè)都可以用區(qū)塊鏈技術(shù)，不過某種程度上，它卻像個(gè)黑盒子，大家都知道區(qū)塊鏈具有許多特性跟好處，卻不清楚它到底怎么做到。其實(shí)，只要你了解了區(qū)塊鏈原理就不用這么躊躇了。
區(qū)塊鏈并非單一創(chuàng)新技術(shù)，而是將許多跨領(lǐng)域技術(shù)湊在一起，包括密碼學(xué)、數(shù)學(xué)、演算法與經(jīng)濟(jì)模型，并結(jié)合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)路關(guān)系，利用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)就能建立信任效果，成為一個(gè)不需基于彼此信任基礎(chǔ)、也不需仰賴單一中心化機(jī)構(gòu)就能夠運(yùn)作的分散式系統(tǒng)，而比特幣便是第一個(gè)采用區(qū)塊鏈技術(shù)而打造出的一套P2P電子現(xiàn)金系統(tǒng)，用來實(shí)現(xiàn)一個(gè)可去中心化，并確保交易安全性、可追蹤性的數(shù)位貨幣體系。
不過，區(qū)塊鏈究竟是如何運(yùn)作，其中又包含了哪些關(guān)鍵技術(shù)，使其被稱作信任機(jī)器(Trust Machine)，一筆交易到底要如何在一個(gè)彼此互不信任的P2P網(wǎng)路中，不經(jīng)由傳統(tǒng)的信任機(jī)構(gòu)(如銀行、證券交易所、第三方機(jī)構(gòu)等中心化機(jī)構(gòu))，就能完成交易驗(yàn)證?
要搞懂區(qū)塊鏈運(yùn)作原理，可先區(qū)分出交易(Transaction)與區(qū)塊(Block)兩個(gè)部分，這里我們分別從區(qū)塊鏈中一筆交易產(chǎn)生到完成驗(yàn)證的流程，以及圖解一個(gè)區(qū)塊，來了解區(qū)塊鏈的運(yùn)作原理，并進(jìn)一步拆解5大區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)，看它到底怎么做到大家口中的基于零信任基礎(chǔ)、去中心化、可追蹤又不可竄改。
從一筆交易看區(qū)塊鏈運(yùn)作流程
在比特幣區(qū)塊鏈中，當(dāng)一筆交易經(jīng)由某個(gè)節(jié)點(diǎn)或錢包產(chǎn)生時(shí)，這筆交易需要被傳送給其它節(jié)點(diǎn)來作驗(yàn)證。做法是將交易資料經(jīng)由數(shù)位簽章加密并經(jīng)由Hash函數(shù)得出一串代表此交易的唯一Hash值后，再將這個(gè)Hash值廣播(Broadcast)給比特幣區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的其它參與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。
產(chǎn)生一筆新交易
一筆新交易產(chǎn)生時(shí)，會(huì)先被廣播到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的其它參與節(jié)點(diǎn)
各節(jié)點(diǎn)將數(shù)筆新交易放進(jìn)區(qū)塊
每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)將數(shù)筆未驗(yàn)證的交易Hash值收集到區(qū)塊中，每個(gè)區(qū)塊可以包含數(shù)百筆或上千筆交易
決定由誰來驗(yàn)證這些交易
各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行工作量證明的計(jì)算來決定誰可以驗(yàn)證交易，由最快算出結(jié)果的節(jié)點(diǎn)來驗(yàn)證交易，這就是取得共識(shí)的做法。
取得驗(yàn)證權(quán)的節(jié)點(diǎn)將區(qū)塊廣播給所有節(jié)點(diǎn)
最快完成POW的節(jié)點(diǎn)，會(huì)將自己的區(qū)塊廣播給其他節(jié)點(diǎn)
各節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證并接上新區(qū)塊
其他節(jié)點(diǎn)會(huì)確認(rèn)這個(gè)區(qū)塊所包含的交易是否有效，確認(rèn)沒被重復(fù)花費(fèi)且具有效數(shù)位簽章后，接受該區(qū)塊，此時(shí)區(qū)塊才正式接上區(qū)塊鏈，無法再竄改資料。
交易驗(yàn)證完成
所有節(jié)點(diǎn)一旦接受該區(qū)塊后，先前沒算完P(guān)OW工作的區(qū)塊會(huì)失效，各節(jié)點(diǎn)會(huì)重新建立一個(gè)區(qū)塊，繼續(xù)下一回POW計(jì)算工作。
由此可見，區(qū)塊鏈原理并不復(fù)雜，它的廣泛應(yīng)用也是理所當(dāng)然。有很多公司在把區(qū)塊鏈原理應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的過程中得到豐碩的成果，布比公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的區(qū)塊鏈服務(wù)商，在區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)方面取得多項(xiàng)突破，能夠滿足數(shù)千萬級(jí)用戶規(guī)模的場(chǎng)景，并且具備快速構(gòu)建上層應(yīng)用業(yè)務(wù)的能力。布比區(qū)塊鏈平臺(tái)分為基礎(chǔ)框架層(BubiChain)和應(yīng)用適配層(Bubi Application Adaptors)。