什么是数据区块链(BlockChain)?怎么解释让人更容易理解?
想了解区块链应用,可以多参考很多书籍和观点,有《图说区块链》《区块链:重塑经济与世界》《新经济蓝图与导读》,还有币安社区的文章,包括对币安社区这个平台也详细了解,实力牛X。
一、区块链是什么
区块链(Blockchain),顾名思义,是由区块(Block)和链(chain)组成,它是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造、安全可信的分布式账本。
2008年,中本聪发表的论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》中第一次提出区块链和加密数字货币的构想。从比特币开始,区块链成为各种各样数字货币的底层技术。
二、区块链的工作原理:
1、基本概念包括:(1)交易(Transaction):操作一次,会使账本状态改变一次,如添加一条记录;(2)区块(Block):记录规定时间内发生的交易和状态数据,是对当前账本状态的一次共识和保存;(3)链(Chain):由一个个区块按照时间顺序串联而成,是整个状态变化的日志记录。理解了区块链的工作概念也就不难理解其工作原理,假设存在一个分布式的数据记录本,这个记录本只允许添加、不允许删除和更改,其结构是由一个个“区块”串联而成的线性的链(这也是“区块链”名字的来源),新的数据要加入,必须放到一个新的区块中,维护节点可以提议一个新的区块,但是必须经过一定的共识机制来对最终选择的区块达成一致。
2、以比特币为例来看区块链的工作原理。
比特币的区块分为区块头和区块体两部分。
三.区块链的核心优势和特点
1、去中心化区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。2、开放透明系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。3、安全性区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。4、信息不可篡改一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%(几乎不可能)的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。5、匿名性由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。
四、区块链的分类
目前来说,区块链最主流的分类是根据参与者的不同,把区块链分为公有链(PublicBlockchain)、私有链(PrivateBlockchain)和联盟链(ConsortiumBlockchain)。
1、公有链:任何人都可以参与使用和维护,并且能够获得该区块链的有效确认,公有链是最早的区块链,也是目前应用最广泛的区块链,典型的如比特币区块链,信息是完全公开的。
如果引入许可机制,包括私有链和联盟链两种。2、私有链:一个公司或者个人,仅使用区块链的技术,独享该区块链的写入权限,信息不公开。目前保守的巨头(传统金融)都是想实验尝试私有区块链,私链的应用产品还在摸索当中。3、联盟链:是介于公有链和似有链之间,由多个组织共同控制的区块链,该链的使用是有权限的管理,可以受制于管理者,也根据管理者的意愿开放给他人。除此之外,根据区块链使用场景和目的的不同,分为以数字货币为目的的货币链,以记录产权为目的的产权链,以众筹为目的的众筹链等。
五、区块链的具体应用场景分析
1、信息防伪
5月28日,腾讯CEO马化腾在贵阳数博会上就茅台酒打假问题提出了:基于云端的综合区块链技术的防伪方法,其效率将远高于传统防伪方式。未来的防伪验证场景可能只需用户使用手机进行简单的扫描,就可以得到大量的基于不同的维度的完整信息。
以茅台酒为例:
酒厂地址,制作车间,操作员工,检验员,出厂时间,运输车辆信息及驾驶人员信息,
酒的年份原料来源,原料提供商,保存仓库编号,原料运输车辆及驾驶人员信息,
所有的信息都能够精准溯源,被永久记录且不可篡改。
综合以上信息即可轻易验证真伪。
2、食品安全问题
早在去年11月份沃尔玛就已经和IBM进行合作,通过使用区块链技术来追踪食品来源,以此来确保食品的安全性及增加食品的而流通性以降低成本,对于沃尔玛等大型超市来说,以往出现食品安全问题需要几天时间进行问题食品的来源调查,使用了此项技术之后,只需要产品的一项信息就能够做到精准溯源,食品产地、检验者、供应商、物流运输等重要信息,几分钟之内就能快速发现问题。目前来说使用区块链追踪的产品有包括美国的包装产品和中国的猪肉。
3、信息安全
区块链技术正在推动一场信息安全技术变革。中间人攻击、数据篡改、DDoS三大安全威胁
(1)身份保护
PKI是电子邮件、消息应用、网站等各种通讯应用中常见的公钥加密技术。但是由于大多数PKI的实现以来集中式的可信第三方认证机构(CA)来发放、激活和存储用户证书,黑客可攻击PKI假冒用户身份或破解加密信息。
CertCoin是首个区块链PKI实现,来自MIT,去除了中心化的认证中心,以区块链作为于域名和公钥的分布式账本。
Pomcor公司:区块链PKI实现路径:保留认证中心,用区块链存储已经发放和激活的证书的hash值。用户通过去中心化和透明的来源鉴别证书的真实性,同时还能通过本地基于区块链拷贝进行秘钥和签名的认证来提高网络访问性能。
(2)数据完整性保护
GuardTime开发了基于区块链技术的无秘钥签名架构(KSI),取代基于秘钥的数据认证技术。KSI在区块链上存储原始数据和文件的哈希表,运行哈希算法来验证其他拷贝,将结果与区块链存储的数据对比。任何数据的篡改都会被迅速发现,因为原始哈希表存储在数以百万计的节点。
(3)关键基础设施保护
互联网的“阿喀琉斯之踵”,DDoS进入TB时代,DDoS仍然是黑客低成本搞垮大目标的最简单的武器,DNS服务是黑客进行大规模破坏的首要目标,但区块链技术有望从根本上解决。
区块链的分布式存储,使黑客攻击失去焦点,Nebulis正在开发一种分布式DNS系统,使用以太坊区块链和星际互联文件系统(IPFS,HTTP的分布式替代品)来注册和解析域名。DNS最大弱点是缓存,缓存使DDoS攻击成为可能,也是集权政府审查社交网络,操纵DNS注册的祸根。一个高度透明的、分布式的DNS系统能够有效杜绝任何实体,包括政府恣意操纵记录。
四、金融行业
(1)数字货币:提高货币发行及使用的便利性
如国外的比特币、以太币,我国目前有果仁宝等等。
从使用实物交易,到物理货币和信用货币,再到比特币网络的崛起,让更多的人意识到其背后的分布式账本区块链技术,逐步在数字货币外的许多场景进行应用。
(2)跨境支付与结算:实现点到点交易,减少中间费用
转账与支付。目前,区块链技术最成熟的应用便是支付与转账,区块链技术能够避免繁杂的系统,省却银行间对账和审查的流程,加速结算速度;用虚拟货币无需清算所的介入,减少交易费用。各国家的清算程序不同,单笔汇款需2、3天才到帐,效率低,在途资金占比极大。不再通过第三方,通过区块链技术形成点对点的支付。省去第三方机构的环节,即可全天支付、实时到账、提现快捷及降低隐形成本,有助于规避资金风险。具有及时性便利性。
(3)票据与供应链金融业务:减少人为介入,降低成本及操作风险
点对点之间的价值传递,实物票据或中心系统进行控制验证;中介将被消除,减少人为介入。效率的提升,融资渠道更畅通,风险更低,多方受益。
(4)证券发行与交易:实现准实时资产转移,加速交易清算速度
区块链技术的应用可使证券交易的流程更简洁、透明、快速,减少重复功能的IT系统,提高市场运转的效率。对于股票,区块链可以消除纸笔或电子表格记录,减少交易的人为差错,提高交易平台的透明度和可追踪性。花旗与纳斯达克合作推进区块链应用。
(5)客户征信与反欺诈:降低法律合规成本,防止金融犯罪
记载于区块链中的客户信息与交易纪录有助于银行识别异常交易并有效防止欺诈。区块链的技术特性可以改变现有的征信体系,在银行进行“认识你的客户”(KYC)时,将不良纪录客户的数据储存在区块链中。
股权众筹:建立在区块链技术上的股权众筹可以实现去中心化信任,投资者的回报也得到保证。
5、供应链管理
分布式分类帐系统,参与者全程跟踪资产的所有权,可应用于国家和工厂之间移动时跟踪汽车零件。
丰田为其核心零部件供应链运营,研发区块链技术解决方案的前提。通过大量的数据帮助丰田更高效地确保记录数据准确性,也能帮助管理供应链。同时,区块链供应链能够通过智能合同来控制保修,维修货物相关成本和规格,整个产品生命周期内的交易不可撤销。
航运业的第一个公共解决方案解决方案由海运国际(MTI)部署,使用区块链供应链技术共享运输集装箱的验证总量(VGM)信息。有关集装箱VGM的信息对于确保船舶正确存放,防止在海上和港口事故发生是非常重要的。VGM数据存储在区块链供应链上,为港口官员,运输公司,托运人和货主提供永久记录。这取代了麻烦的日志,电子表格,数据中介和私人数据库。
物流诚信体系货车帮货车帮推出基于区块链的物流企业金融解决方案,旨在为企业提供可靠的金融服务。不仅能帮助司机解决贷款难的问题,亦能改变行业诚信缺失的现状,助力打造物流诚信体系。帮助构建物流企业身份链,打造物流企业可信数据生态。以透明、可监督、可追溯的算法模型,筛选需要资金支持且可靠的企业,为其提供金融服务。另一方面,在技术层面将各执法部门链接起来,对失信企业进行联合处罚。
6、政务管理
(1)选举
基于区块链技术特征,联想到现在选举技术的弊端,我们将搭建一个开源的、针对选举、投票和彩票的区块链应用,我们称之为选举链(ElectionChain)。我们希望优化选举和投票技术,使得投票更加公开透明,减少人为操控,让选民可验证自己的选举结果。
包括身份认证、多链体系、闪投协议、共识算法EDPOS、隐私保护、选票机制设计、去中心化ELC租借市场、存贮方案、智能合约等。
(2)政务服务
旨在实现基于区块链技术的电子政务数字生态系统,向公民提供政务服务和政府各部门业务的自动化机制,必须将国家政务所有领域结合在一起,形成一个共有的信息空间,包含政府机构、经济数据、金融交易和社会领域。这个生态系统还应包括注册管理部门机构和对应软件,用于构建基于智能合约的政府机构、企业和公共用户的应用程序和平台。
浅谈区块链存储和流量技术积累—真正WEB3的时代即将来临
现代社会对存储和流量技术有哪些突破进步呢?下面简单给大家梳理一下。
目前的互联网都是中心化的流量和存储。随着世界发展,诞生了bt网络,bt网络是一套分布式的存储和流量系统。但是也有它的局限性,第一,bt网络只能对单个文件进行传输和分享。第二,bt网络并没有激励机制,简单来说就是大家加入bt网络,但是并没有主动去保存,分发文件的意愿,因为这对于参与者来说是没有好处的。
随着bt网络缺陷的暴露,诞生了IPFS。也就是Filecoin项目方协议实验室研发的IPFS系统。IPFS是bt网络的升级版。它于bt网络的基础上加入了文件夹系统。在IPFS系统中,可以直接传输和分享文件夹。其他人也可以直接从文件夹里浏览相关数据和文件等等。
但是IPFS和bt网络一样,存在几个方面的问题。第一:没有激励体系。第二:文件在传输的初期,由于存储文件的节点非常少,效率非常低下。比如A上传一个文件,B需要检索,只能从A检索。因此效率很低,如果C要检索,只能从A,B这两个节点检索。如果A,B都关机的话,文件将不会被检索到。这就是IPFS和bt网络存在的问题,它们初期传输效率及其低下,只有文件被无数次检索,在节点中广泛分布的时候,传输速度才会变得非常快速。所以bt网络和IPFS系统,它们都是一个由慢到快的过程。如果检索一个在节点中分布比较少的文件的话,检索能力是非常弱的,传输速度也很慢。为了解决这个激励机制的问题,协议实验室他们开发了Filecoin这一条供应链。
Filecoin和IPFS是两个概念,Filecoin其实是将现实中的IPFS搬上区块链。而区块链特点是去中心化,节点之间是互不信任的,节点间传输的数据,都要重新验算一遍。这导致区块链的性能非常低下。IPFS上链以后就形成了Filecoin。因此Filecoin也受制于区块链性能的影响,导致无法对有效数据进行撮合,也没有办法实行高效检索。而Filecoin实现了数据在区块链上的存储,这个是一个非常重大的贡献。随后又出现了SWARM和BZZ,但BZZ由于没有爆块激励机制,只有一个流量的结算系统,目前看来是失败的。但是BZZ相对比IPFS和Filecoin,也做出了一定改进:一套主动分发的机制。举个例子:当我上传一个视频,该视频会被节点主动分发。视频就会迅速缓存到多个节点。因此BZZ在流量的结算以及高效的检索上都有非常突出的贡献。虽然它留下了技术贡献,但它仍然是一个失败的项目。
从目前来看,流量和存储在区块链领域都已经解决了大部分的问题。其次就是区块链性能的问题。经过多年的进化,Layer0,Layer1,Layer2也经过不断的实验。近几年在Layer1领域的研究已经取得了非常多的成果与包括专利。相信高性能公链的突破很快就会出现。
因此,想要建立一套真正类似于web3这样的区块链网络,应该实现三个方面的突破:第一:高效的检索。第二:对存储和流量分别进行激励。第三则是一定要有授权的访问体系。授权的访问体系就类似于大家在看视频网站时需要支付费用才能获得数据。在传统互联网的世界有很多变现的渠道。而区块链的互联网世界刚刚成型。因此生态建设者能够直接获得一定的收益。这样才能够促进生态的繁荣,也能够让生态的建设者能够持续贡献更多有用的应用,最后,高性能公链的突破也是必不可缺的一环。因此具备了以上的四个条件,web3也就离我们越来越近了。
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区块链是什么概念区块链是一个可以共同记账的数字账本,会记录所有曾经发生并经过系统一致认可的交易。相当于全家总动员的方式记账,你在记账,你爸爸和妈妈也在记账,他们都能看到总账,但是已经被保存的信息就无法再被篡改。
区块链具有去中心化、开放性、安全性特征。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制;区块链技术基础是开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人开放;只要不能掌控全部数据节点的51%,就无法肆意操控修改网络数据,保证了区块链的安全。
2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念。随后区块链成为了电子货币比特币的核心组成部分,是作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器,区块链数据库能够进行自主管理。
扩展资料:
区块链的类型
1、公有区块链
世界上任何个体或者团体都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链,也是应用最广泛的区块链,各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链,世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。
2、联合(行业)区块链
行业区块链(ConsortiumBlockChains):由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定(预选节点参与共识过程),其他接入节点可以参与交易,但不过问记账过程(本质上还是托管记账,只是变成分布式记账,预选节点的多少,如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点),其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。
3、私有区块链
仅仅使用区块链的总账技术进行记账,可以是一个公司,也可以是个人,独享该区块链的写入权限,本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。
参考资料来源:百度百科-区块链
区块链是通过哪种方式传输数据的区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
以太坊如何解决跨链交易的问题?
随着数百种加密货币的兴起,跨链交易成为了区块链世界中的一个热门话题。跨链交易允许用户在不同的区块链之间移动数字资产,为用户带来更多选择,同时也有可能成为未来数字金融世界的基石。然而,跨链交易也面临着一些挑战,例如互操作性、安全和合规等。以太坊是目前最具代表性的智能合约平台,也在积极探索解决跨链交易问题的方案。
传统上,跨链交易主要通过第三方中介来实现。这种方式存在一些问题,例如中心化风险、效率低下、高昂的手续费等。以太坊致力于解决这些问题,即通过开发更多的技术和标准,以便实现更加安全和高效的去中心化跨链交易。
第一个解决方案是原子交换协议(AtomicSwapProtocol)。AtomicSwap是一种无信托机制的跨链交易协议,能够确保参与者之间的数字资产在跨链交易中不会被恶意攻击。以太坊用户可以使用该协议来实现与其他区块链的交易,在此过程中,他们不必依赖第三方和中介。由于该协议无需信托机制,因此可以更安全,并可在强验证条件下完成交易。
第二个解决方案是中继链/侧链(RelayChain/Sidechain)。中继链是一种超级链,可以连接多个单独的区块链。虽然每个区块链之间没有直接交互,但是它们都有可以互通的中继链。以太坊基金会正在开发的中继链是Polkadot,它作为一个单独的区块链,可以处理其他区块链的信息,并将其传递回原始区块链。在这种架构中,以太坊可以将交易发送到Polkadot,然后Polkadot将交易发送到目标区块链,并在该区块链中处理交易。
第三个解决方案是桥接协议(BridgingProtocol)。桥接协议旨在建立区块链和传统金融市场之间的桥梁。以太坊已经开发出一种名为WrappedBitcoin(WBTC)的加密货币,它是以太坊ERC-20标准代币,其价值与比特币等价。通过WBTC,比特币持有者可以将其转换为加密货币ERC-20标准代币,然后将其交换到以太坊上,以实现比特币在以太坊上的使用。这种方法使得比特币能够在以太坊的智能合约上进行,从而获得更多应用场景。
总之,以太坊正在努力解决跨链交易问题,并提供了多种解决方案来实现安全、高效、互操作的跨链交易。这些解决方案将推动区块链和数字资产市场的进一步发展和应用,为用户带来更便捷、更安全、更多样化的数字资产体验。
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拓展:
1、以太坊(Ethereum)并不是一个机构,而是一款能够在区块链上实现智能合约、开源的底层系统,以太坊从诞生到2017年5月,短短3年半时间,全球已有200多个以太坊应用诞生。以太坊是一个平台和一种编程语言,使开发人员能够建立和发布下一代分布式应用。
2、以太坊可以用来编程,分散,担保和交易任何事物:投票,域名,金融交易所,众筹,公司管理,合同和大部分的协议,知识产权,还有得益于硬件集成的智能资产。2017年6月12日,以太币价格突破400美元,创下历史新高,从2017年2月份的8美元到6月15日的400美元,以太币的价格已经增长了50倍。与此同时,比特币的价格却出现了松动,相比此前的最高点已经降低了10%,以太币大有"接棒"比特币继续大涨的势头。
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