区块链入门教程第一期:区块链

区块链(blockchain)是眼下的大热门,新闻媒体大量报道,宣称它将创造未来。可是,很多人都是为了炒币来的。对于区块链到底是什么,有何特别之处根本不知道,也没兴趣了解。那么区块链到底是什么呢?

区块链入门教程第一期:区块链

一、区块链的本质

区块链的本质是什么?一句话,区块链本质上是一个去中心化的分布式账本数据库。

首先,区块链的主要作用是储存信息。你可以将你需要保存的信息,都可以写入区块链,也可以从里面读取。

其次,任何人都可以架设服务器,加入区块链网络,成为一个节点。一旦加入,该节点享有同其他所有节点完全一样的权利与义务,也就是说每一个节点都是平等的。你可以在任意的节点进行读写操作,最后全世界所有节点会根据某种机制的完成一次又依次的同步,从而实现在区块链网络中所有节点的数据完全一致。

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二、区块链的特点——去中心化

区块链最大的特点就是去中心化。想要了解去中心化,就先得知道什么是中心化。

什么是中心化呢?打个比方,就比如你在淘宝买东西,就算你付款了,资金不是去了卖家那里而是在支付宝那里,只有当你确认收货了,资金才会从支付宝转到卖家账户里面。也就是说,本来是买卖双方之间的交易,中间却多了个支付宝这个第三方,这就是中心化,支付宝就是那个中心。

这样,去中心化就很明显了,就是不需要第三方,买卖双方直接进行的交易。

区块链就是这样,区块链没有管理员,它是去中心化的。其他的数据库都有管理员,区块链没有。但是,没有了管理员,人人都可以往里面写入数据,怎么才能保证数据是可信的呢?被坏人改了怎么办?请接着往下读。

三、区块链的组成

区块链由一个个区块(block)组成。区块很像数据库的记录,每次写入数据,就是创建一个区块。每一个区块包含了两个内容:区块头和区块体。

区块头:记录这个区块的特征,包括时间戳、上一个区块的Hash(哈希)、区块体的Hash等等。

区块体:储存的信息,也就是实际数据。

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这里,就又有问题来了,什么又是哈希?

所谓"哈希"就是计算机可以对任意内容,计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位,这就是说,不管原始内容是什么,最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证,只要原始内容不同,对应的哈希一定是不同的。

举例来说,字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0(十六进制),转成二进制就是256位,而且只有123能得到这个哈希。(理论上,其他字符串也有可能得到这个哈希,但是概率极低,可以近似认为不可能发生。)。

也可以这么说,每一个区块的Hash都是不一样的,每一个Hash对应一个区块,如果区块发生改变,区块对应的Hash也将发生变化。

四、 Hash 的不可修改性

区块与哈希是一一对应的,每个区块的哈希都是针对"区块头"(Head)计算的。也就是说,把区块头的各项特征值,按照顺序连接在一起,组成一个很长的字符串,再对这个字符串计算哈希。

Hash = SHA256 (区块头)

上面就是区块哈希的计算公式,

SHA256是区块链的哈希算法。注意,这个公式里面只包含区块头,不包含区块体,也就是说,哈希由区块头唯一决定,

前面说过,区块头包含很多内容,其中有当前区块体的哈希,还有上一个区块的哈希。这意味着,如果当前区块体的内容变了,或者上一个区块的哈希变了,一定会引起当前区块的哈希改变。

这一点对区块链很重要。如果有人修改了一个区块,该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它(因为下一个区块包含上一个区块的哈希),该人必须依次修改后面所有的区块,否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因,哈希的计算很耗时,短时间内修改多个区块几乎不可能发生,除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。

正是通过这种联动机制,区块链保证了自身的可靠性,数据一旦写入,就无法被篡改。这就像历史一样,发生了就是发生了,从此再无法改变。这样保证了安全性。

区块链入门教程第一期:区块链

五、总结

区块链作为无人管理的分布式数据库,从2009年开始已经运行到现在,没有出现大的问题。这证明它是可行的。

但是,为了保证数据的可靠性,区块链也有自己的代价。一是效率,数据写入区块链,最少要等待十分钟,所有节点都同步数据,则需要更多的时间;二是能耗,区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算,这是非常耗费能源的。

因此,区块链的适用场景,到现在为止其实非常有限。

但区块链是互联网金融的底层技术架构。区块链在未来的发展,才能够带来互联网金融的发展。

所以让我们期待区块链给我们带来更智能、更实时、更惠普的未来金融!

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