什么是区块链?

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要点总结
公有区块链是一种类似于数据库的分布式账本,具有不同的关键属性:
— 去中心化:无第三方参与
— 分布式:账本遍布整个网络,难以篡改
— 加密
— 匿名
— 数据一旦记入账本,就无法删除或更改

我们看到,所有人都在谈论区块链。 但是区块链到底是什么?


大多数人提到区块链时,他们指的是类似于比特币的去中心化区块链或公有区块链。 但值得注意的是,这项技术也可以用于构建中心化区块链,对于企业,这比公有区块链更有优势。

但究竟什么是区块链?

区块链是一种类似于数据库的分布式账本,但不由中央机构(即类似 Google 这样的大企业、小公司或个人)控制,账本分布于多台计算机,这些计算机可以分布在世界各地,由任何人通过任何联网设备运行。 区块链的核心是账本,通过在这个网络中运行软件的不同节点的共识,将数据实时添加和更新到账本中。

但是,数据一旦记入账本,就无法像在数据库中一样删除或编辑。 这是区块链整体设计的产物。

为什么是链?

总体而言,区块是由一系列数据组成的,而“链”是在特定时间段内不断增加的数据块的堆栈。如果交易嵌入到区块链的深处(即区块链历史的早期),那么更改数据就会极其困难,因此区块链成为了存储宝贵数据的独特媒介。

想象有一个数字区块塔,每隔 10 分钟就有一个新的数据块从塔底的原始“创世”区块添加到塔顶。 这就是比特币中发生的情况,每个区块中的数据都包括由区块链网络用户播送的金融交易以及证实这些交易有效的加密证明。

为何要创建区块链?

区块链使用共识机制是区块链得以实现的核心要素之一。 但要理解共识,我们需要大概了解比特币的匿名创造者中本聪当初为什么要创建区块链。顺便提一下,中本聪创建区块链的故事也很好地说明了区块链解决了一个重要问题。

在传统金融世界里,银行和交易结算所在基于账户的金融霸权中扮演最终裁决者的角色。 如果 Alice 向 Bob 转账 100 美元,那么这 100 美元将从 Alice 的银行账户中扣除并记入 Bob 的账户。 但是,在后端完成交易的实际结算(银行确认交易有效)可能需要数天时间。

结算由交易结算所和一系列其他金融机构完成,这些机构需要核实交易的真实性并且 Alice 有足够资金转给 Bob。 但是,交易结算所是受政府或其他组织外部影响的中心化实体。

21 世纪初,刚刚兴起的密码朋克(cypherpunks)和数字货币世界面临着一个重要问题:如何利用纯数字货币绕过中央结算所。 这也称为“双重支付问题”,我们没有办法保证的是,Alice 在向 Bob 发送 100 美元之后,不会转过头再花同一笔 100 美元。 如果 Alice 给 Bob 100 美元现金,那么 Alice 就不能再花同一笔 100 美元,但在不存在交易结算所的数字世界中,这一过程会更加复杂。 区块链应运而生。

点对点网络

比特币区块链是点对点 (P2P) 网络,因此不存在中央实体。 这个网络中的所有“点”都是平等的,扮演着账本状态验证者的角色, 而在传统金融中,中央结算所负责确定账本状态。中本聪意识到,要在 P2P 网络中汇集区块链账本的准确状态,需要一种不损害网络去中心化本质的创新方法 — 即共识。

请记住,在比特币中,每隔 10 分钟就会创建一个新区块并添加到区块链中。 比特币网络中没有交易结算所,而是由分布式节点确定这些区块的有效性并将其添加到区块链中。 这些节点通过 Nakamoto 共识发挥这一功能,Nakamoto 共识也称为“工作量证明”,相当于分布式计算中“拜占庭容错”的概念。

通过一系列巧妙的博弈论激励方式、密码学和分布式共识,区块链可以就账本状态达成安全、准确的共识,就像在没有单一实体控制的去中心化网络上建立的中央结算所。

区块链的密码学使数据(即交易)验证问题迎刃而解,几乎杜绝了伪造的可能性。 验证任务由运行节点的网络运营者执行,他们通过一套共识规则自动验证网络中的区块和交易,任何人都可以在比特币等无需许可的公有区块链上使用计算机进行验证。

区块链的应用

自比特币问世以来,区块链的概念得到了进一步拓展。 区块链的用途不再仅限于金融数据,很多项目开始将区块链作为存储和验证任意数据的媒介,包括社交媒体应用程序和游戏数据等等。 这就是以太坊等类似平台所强调的概念,使用覆盖在区块链上的“虚拟机”作为其核心结算层。

总体而言,区块链是一种新的协议架构,也是一个不受恶意方控制或破坏的价值转移媒介,它消除了在无需许可的网络中对个体信任的需求,也促进了社会可扩张性。

在区块链网络中,存储和数据不复存在,这意味着只要有人运行节点(即软件客户端),就不存在中心点故障。 因此,很多人开始关注区块链,也大肆炒作它的各种用途,其中一些是有望成功的,另外很多则是虚假宣传。

除了名声大噪,区块链也实现了技术和货币史上的一个重要目标——创造了比特币。

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