解读区块链基础知识

如果你是因为对 web3 和区块链感到困惑而来到这里，别担心，我曾经也在互联网上经历过同样的困惑，试图理解这项新的热门技术，它有一些花哨的术语，以及一些非技术人员甚至技术人员都难以理解的术语。因此，在这篇博客中，我将分享我对区块链技术的基础理解。

这个话题非常有趣和广泛，你必须不断研究它。

我只会让你了解区块链的由来以及它是什么。

好吧，首先，让我们看看我们在研究这项技术时都必须看到的定义。

区块链

所以，区块链是一个去中心化的、分布式的、数字化的交易账本，它被复制并分发到全球区块链上的所有计算机系统（这些系统被称为节点），而不是存储在单一的中心化组织或服务器中。

这到底是什么意思？

为此，你必须知道什么是中心化和去中心化，以及为什么需要去中心化。

中心化和去中心化

我们都知道银行、政府和各种组织都centralized由中央权威机构控制。这仅仅意味着这个特定的组织正在访问和控制我们的数据，而且对于任何人来说，修改或操纵我们的任何数据都非常简单，因为它存储在一个地方或服务器中。

攻击这个单一服务器也太容易了。

就像这样，互联网也被一些著名的公司给中心化了。你可能认为互联网是去中心化的，是的，它曾经是，但现在大部分互联网都被一些科技巨头控制着。

现在再回到金融方面，因为区块链技术主要围绕金融展开。

目前，一个国家或世界的整个金融都依赖于这些中心化机构，这使得它非常关键，并且很容易被篡改。

你可能知道委内瑞拉的恶性通货膨胀，这是阿根廷、玻利维亚、巴西、尼加拉瓜和秘鲁在 20 世纪 80 年代和 90 年代以及 津巴布韦 在 2000 年代后期的最大通货膨胀。

现在我们都可以同意，这是中央权威机构在管理资金流动和货币铸造率方面的失败。

2007-08 年也发生了类似的事情，当时整个世界都面临着金融危机，不仅如此，在此次危机之前，20 世纪 1929-39 年间也发生了类似严重的事情，被称为 “大萧条”。这些都是需要讨论的完整话题，我不会过多关注这些，所以我在这里放下链接，你可以对此进行一些研究。

2007-2008 年金融危机 — 维基百科

谈论这些的主要原因是区块链的兴起。为什么有人会想到如此具有革命性的一步，即去中心化？

好吧，在 2009 年，也就是金融危机席卷全球的同一年，一位匿名开发者或一组开发者发布了一份长达八页的白皮书，提出：“一种纯粹的点对点电子现金版本将允许在线支付直接从一方发送到另一方，而无需通过金融机构。” 这就是众所周知的比特币。

这是什么意思？这怎么可能？

这要归功于区块链。现在这里引出了主要话题“区块链技术”。

现在如果你认为比特币是区块链的发明，那就错了。区块链的提出比比特币早得多。那么为什么比特币这么火呢？因为到那时为止，比特币是区块链迄今为止最好的实施，而且人们因为比特币才了解了区块链。

区块链不是由一个人或一个组织发明的。它本身就是一个全新的想法。人们不断试验，并将这个想法提升到一个新的水平。

区块链的历史

现在，区块链的历史大致如下：

1991

Stuart Haber 和 W Scott Stornetta 首次描述了一种密码学保护的区块链。

1998

计算机科学家 Nick Szabo 研究“比特黄金”，一种去中心化的数字货币。

2000

Stefan Konst 发布了他的密码学保护链理论，以及实施方案。

2008

以中本聪为笔名的开发者发布了一份白皮书，确立了区块链的模型。

2009

中本聪实施了第一个区块链，作为使用比特币进行的交易的公共账本。

2014

区块链技术与货币分离，探索其在其他金融和组织间交易中的潜力。区块链 2.0 诞生（以太坊），指的是货币以外的应用。

正如你所看到的，1991 年是引入区块链概念的时间，这比比特币早得多。

现在，Stuart Haber 和 W Scott Stornetta 是如何完成这一切的，这本身就是一个完整的故事。我将只关注那些能让你理解区块链工作原理的要点。

如果你想了解整个故事，可以参考这篇文章：

https://www.forbes.com/sites/vipinbharathan/2020/06/01/the-blockchain-was-born-20-years-before-bitcoin/?sh=374e01c65d71

Stornetta 担心数据保存问题，因为他目睹了一些数据操纵丑闻。他也意识到数据存储的未来将是数字化的，所以他担心数据的保护问题。

由于他是一名理论物理学家，所以他对数字文档以及如何保护它们不太了解。但后来他遇到了密码学家 Haber，他们都同意致力于解决这个问题，即保护数据免受操纵。

他们使用了现有的技术，即密码学，对数据进行哈希处理，以及 DLT（分布式账本技术），将相同的数据存储在不同的系统中。

然后将数据缩减并以哈希的形式存储，哈希是通过密码学获得的，只有几个字节长，然后不是发送数据，而是将哈希发送到 TIMESTAMP SERVICE 以获得时间戳和认证。

所以这就是区块链的想法。尽管当时甚至没有被命名为区块链。如果你想研究这个实验或研究，可以访问上面的链接。

在此之后，Nick Szabo 在 1998 年试图创建一种名为“比特黄金”的数字货币，是的，与比特币类似，这也是人们怀疑 Szabo 是中本聪的原因，但他否认了。

比特黄金与比特币类似，但它们之间存在细微的差别：

• Szabo 说比特黄金的挖矿会存在波动，但从未明确说明它会变得更容易还是更困难。另一方面，比特币挖矿会随着时间的推移变得更加困难，而且比特币的铸造数量也有限制，即 2100 万枚。
• 第二个区别是，比特黄金不应该是一种电子货币，相反，它应该是一种储备，一种可以支持电子货币的储备，类似于在这个法定货币时代之前支持货币的实物资源。

Nick Szabo 当时还提出了智能合约的想法，尽管当时智能合约并不存在。而现在智能合约已经存在，我们将在以太坊的后续博客中讨论这个问题。

经过所有这些实验和科学家的辛勤工作，在 2008-09 年，比特币被发明了。

它是一种货币，一种去中心化的货币，一个人可以将比特币与另一个人分享，而无需信任任何中间人，交易将存储在分布式账本中，即区块链。

现在让我描述一下区块链的工作原理和概念。

首先，要清楚区块链和加密货币之间的区别。

加密货币是在区块链技术之上构建的，这意味着区块链不仅限于加密货币，它们还有许多其他的用例，我们将在本博客后面讨论。

顾名思义，区块链是由区块组成的链，这些区块包含加密形式的数据（哈希）。

区块链中的每个区块都通过包含前一个区块的哈希值连接到前一个区块，这就是它如何被链接和连接，并使其安全的。

这里可能会出现一个问题，正如我所说，每个区块都包含其前一个区块的哈希值，那么第一个区块呢？它包含什么作为前一个区块的哈希值？

答案是第一个区块包含零作为前一个区块的哈希值，这个第一个区块被称为创世区块，它不包含任何交易。

那么，接下来呢？如何将新区块添加到链中？

新区块通过挖矿添加，即将数据转换为哈希并证明或满足所需的难度。为了确保这些数据是真实的，区块必须通过共识机制由所有节点验证，共识机制是在添加区块时必须满足的一组协议。

有不同的共识算法，其中比特币使用 PoW（工作量证明）。其他的有：

权益证明 (PoS)

燃烧证明 (PoB)

容量证明

流逝时间证明

你可以在互联网上了解更多关于共识机制的信息，但就目前而言，这足以理解区块链。

这就是区块链的工作原理。

现在，不同的区块链中可以存储不同类型的数据。例如，比特币区块链将只包含交易数据，而以太坊区块链将包含更多内容，即交易以及部署在该区块链上的智能合约。

现在让我们更深入地研究单个区块的结构。例如，让我们看看一个比特币区块

区块链中区块的结构

现在区块内部是什么很有趣。单个区块包含一个区块头，即该区块的元数据，以及要存储的数据（在比特币的情况下是交易）。

区块头包含

1. 前一个哈希
2. 难度目标
3. 时间戳
4. Merkle 根
5. Nonce

现在哈希是什么，它是一个密码学获得的很长的字符串，大小为 256 位，并且更改数据中的任何小东西都会大大改变哈希。这就像一个数字签名。并且有不同的算法来生成哈希，但是加密货币基于 SHA256 工作。

现在让我们看看区块头的不同组成部分。

1. 前一个哈希 — 你应该知道，在区块链中，每个区块都连接到前一个区块，这使得更改数据变得更加困难。因此，每个区块都有前一个区块的哈希，并且如果你更改链中的任何数据，那么你必须更改每个区块的哈希。
2. 难度目标 — 这是确保 PoW 共识所需的字段。有不同类型的共识机制，其中 PoW 更著名，因为它在比特币中使用。矿工必须使用高计算能力和时间才能获得目标。第一个达到目标的矿工获胜并且他的区块被验证，这是矿工之间的竞争。
3. 时间戳 — 此字段说明了创建区块的时间，正如从名称本身可以清楚地看出的那样。
4. Merkle 根 — 这是所有交易的组合哈希。该方法被称为 Merkle 树，其中每个交易数据都转换为哈希，然后它们的哈希被组合以产生一个公共哈希，一遍又一遍地执行此操作会给我们一个哈希，即根哈希，从而减少了区块中的空间。
5. Nonce — 这是矿工用来生成与难度匹配的哈希的随机数。矿工不断向满足难度级别的哈希添加一个随机数。此计算由他们的高功率计算机完成。并且满足难度级别的数字作为 Nonce 存储在区块中。

同样，这些主题本身就是一个完整的学科。我不会深入研究这些主题。

区块中还有一个版本号，用于标识正在使用的区块链版本。

正如我已经说过的，这项技术是一个完整的学科。我只会给你基本的理解

现在你了解了区块内部的内容以及矿工如何执行计算以将该区块添加到链中。

区块链的安全性

你还了解了区块链如何保护数据免受操纵。由于每个区块都连接到前一个区块，如果任何人更改了任何数据，那么他们必须更改每个后续区块的哈希，这将需要大量的时间和精力。即使他们设法做到这一点，挑战还没有结束。在使用大量计算能力并花费大量时间之后，假设他们更改了每个后续区块的哈希。由于区块链存储在网络上的每台计算机上，其他节点会将该链识别为已更改并且不会向其添加任何区块，这意味着该链没有用处，因为每个人都有区块链的真实副本。为了克服这个问题，该人需要获得网络 51% 的信任，你知道，这几乎是不可能的。

这就是区块链在公众拥有所有控制权后仍然安全的原因。

现在让我们谈谈区块链的类型。

区块链的类型

主要我们可以说有两种类型的区块链，即 公共区块链和私有区块链， 但还有两种变体，即 联盟区块链和混合区块链。

我不会深入研究联盟和混合区块链，而是我们将了解公共和私有区块链，因为它们被广泛使用且更受欢迎。

私有区块链

这可能很奇怪，但是私有区块链是中心化的。因为它们是许可的并且由单个权威机构控制。没有向任何随机人员授予访问区块链的权限。只有授权节点才能访问和执行挖矿，这使得它比公共区块链更快，因为由于节点数量较少，网络中的流量较少。

Linux 基金会的 Hyperledger 是著名的私有区块链之一。

公共区块链

公共区块链是无需许可的区块链，这意味着任何人都可以加入网络并执行网络的维护并获得奖励。没有单个权威机构可以控制网络。整个区块链网络在共识协议上运行，任何人都可以参与其中。目前，比特币是最大的公共区块链。以太坊是另一个非常受欢迎且大型的公共区块链。

公共和私有区块链的一些关键点

• 这两种区块链都是仅附加的账本，即数据只能添加到网络中，以后不能更改。
• 这两种区块链都依赖于大量用户来对网络进行一些编辑。
• 网络中的每个参与者都拥有两个区块链中账本的完整副本。
• 私有区块链比公共区块链更具可扩展性。
• 公共区块链比私有区块链使用更多的能量。

最后，你已经完全了解了区块链，并且可能正在考虑它的用例，正如我之前所说，除了加密货币之外，还有其他的用例。

区块链的用例

1. 国际支付 - 实施区块链后，国际支付的成本更低，因为它减少了中介机构的数量，并且提高了流程的效率。
2. 供应链 — 供应链包括公司或组织为向消费者提供任何产品而进行的所有活动。它包括制造产品的所有流程，然后运输产品，最后到达消费者。在现代，供应链机制是不充分且不兼容的。这非常缓慢且容易出错。因此，区块链可以在此过程中实施，从而加快流程，而且区块链是不可变的和透明的，因此不存在数据操纵的威胁。
3. 医疗保健 sector — 区块链可以用于医疗保健领域，具有如此巨大的意义。因为它可以存储患者的健康信息，并且不同的医院也可以共享信息以进行更好的治疗。而且，数据将是安全且不可变的。爱沙尼亚是第一个在医疗保健领域完全实施区块链技术的国家。一些公司在这个领域做得很好，例如 Chronicled、Medical chain、Block Pharma 等
4. 公共身份记录 - 由于身份盗窃现在令人震惊，这正在成为我们所有人的问题。区块链可以通过存储所有公共数据来解决这个问题，例如他们的身份、健康信息、出生证明、死亡证明、婚姻状况、营业执照、犯罪活动等等。这将使数据比以前更安全，因为将有一个人网络验证这些数据，并且每次更改都需要来自网络的许可
5. 投票系统 — 目前，投票是通过电子机器进行的，这些机器容易受到任何类型的威胁、攻击和崩溃。通过区块链，我们可以保护此投票数据，因为它将分布在网络中，并且无法更改或篡改。

这还不是全部。

区块链还有更多的用例。人们仍在探索和创新区块链的新想法，因为这项技术是整个世界中新兴的革命。

总结:-因此，区块链是由一群人而不是任何单个机构维护的分布式数字数据账本。数据存储在网络的每个系统中，而不是仅在一个服务器中。区块链是一个无需信任且仅附加的账本。维护网络的人员将自动获得奖励。所有这些流程都基于应用共识机制的原则，该机制可防止数据篡改并使其安全。

因此，现在你已经了解了什么是区块链？区块链何时以及为何出现？区块链如何运作？区块链如何受到保护？以及区块链的一些用例。

• 原文链接： decipherclub.com/what-ex...
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