区块链技术大白话:什么是区块链

区块链是什么

我们先来看一个区块链网络工作的形象化图示:

《区块链技术大白话:什么是区块链》

区块链网络概念图

左侧部分:由计算机相互连接而成的对等网络(P2P网络)

这里的计算机是广义上的计算机,指的是一切拥有计算能力的设备。如果条件允许,甚至可以将你的小天才儿童手表当作该网络的一个节点。但实际情况是在区块链网络中节点选取是有一定要求的,并不是所有的计算设备都适用,这里就不一一展开了。

为什么要叫对等网络呢?

该网络中没有绝对的“中心”,也就是没有我们所俗称的服务器。在对等网络中,任何一个节点同时充当客户端与服务器两种角色。也就是它可以向外寻求计算协助,也可以对外提供计算服务。

任何两个节点之间的交流都是直接的通信,不经过任何中心点。

这就是区块链技术的第一个特点:去中心化(或者叫弱中心化,因为有些区块链还是会行使弱中心和的职能)。

右侧部分:每个节点中以区块作为存储单元的链式数据结构

这里需要注意几点:

  1. “区块链”这个名字就是从这儿来的
  2. 每个节点上存储的数据都是一样的
  3. 区块之间存在联系,而不是独立的
  4. 第0号区块我们称之为“创世区块”,里面记录了链网络的一些初始化信息

看到这里可能有人会提出疑惑:区块是怎么连起来的?这样做有什么好处?

第一个问题,每个区块本身是可以提取出一个特征码(专业点叫Hash值),无论区块里的数据有多长,这个特征码的长度都是固定的。
区块之间就是通过这个特征码连接起来的!每一个区块都会记录自己上一个区块的特征码,这样一个区块接一个区块连成一条链。

此外这个特征码还有一个特点,只要区块里面的内容稍微改动一点,重新计算出来的特征码都会与之前的截然不同!

第二个问题,这样连接起来的好处是,防止最新区块之前的旧区块被修改。因为特征码是特别敏感的,而且每个区块都会记录上一个区块的特征码,当某个区块内容被修改后,记录就和重新计算的结果不一致!

这就是区块链技术的第二个特点:防篡改。

区块链网络的工作原理


接下来的描述是一种简单化的比喻,真正的区块链网络工作原理比这个过程更多细节、更加复杂。

按照惯例先看图:

《区块链技术大白话:什么是区块链》

区块链网络的工作原理

这个图要表示的内容很简单:就是节点A想在区块链网络上给节点D转账100元。

按照我们日常生活经验,如果用微信/支付宝的话,直接扫码就可以转账了,而且对方马上到账。但在区块链网络中没那么简单。

我们先解说一下为什么微信/支付宝转账会那么快:因为我们转账的数据会经过微信/支付宝中心服务器,它们觉得我们这笔转账没有异常,那就直接汇入对方账户。

而在区块链网络中,要执行转账操作的话,由于没有中心点帮我们确认信息,所以前后需要经过“
发出操作信息
全网确认
开始操作
全网记录”这四步。

随机选中一个节点帮我们确认不可以么?

也不是不可以,但从利益角度看的话,选中的那个节点可能会把信息改为是对自己转账。所以最公正的做法是全网都要确认一遍。

而新的区块就是在最后一步“
全网记录”中生成的。值得注意的是,这个区块里记录的数据不仅仅是最后的结果,也把操作历史给记录下来了——即D节点那100块是从哪儿来的。

所以我们可以根据这个来源记录追溯到最原始的来源。这就是区块链技术的第三个特点:可溯源。

上面介绍完了区块链技术的基本概念和它的三个特点后,接下来我们看看区块链技术有哪几种类型。

第一种:公有链

我们常常听说的比特币、以太坊就是公有链。他们的特点就是:

  1. 任何人都可以加入成为其中的节点
  2. 整个区块链网络共用一套规则
  3. 开放性在所有的区块链网络类型中最高
  4. 由于完全对外开放形式,升级维护难度大

第二种:联盟链

联盟链更加符合我国的“区块链+”模式,与社会上的各行业结合更亲近。它具有以下的特点:

  1. 允许链网络里有多种规则,各个团体只遵循自己的规则
  2. 不同的规则之间可以相互通信,进行数据交换
  3. 只有受到邀请的人才允许加入,不对外开放
  4. 技术上设计开发难度更大,维护相对容易

第三种:私有链

私有链是面向小众用户的“公有链”,是三种类型中应用面最狭窄的。比如说一个公司、一个学校、或者一个社区里使用。它的特点如下:

  1. 整个区块链网络共用一套规则
  2. 只有收到邀请的人才允许加入,不对外开放
  3. 开发相对容易,维护也相对容易
  4. 很多时候传统的IT平台都可以胜任私有链的工作,没必要多此一举
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