区块链解释
区块链是分布式（即没有单一存储库）和去中心化的数字账本，具有防篡改和防篡改功能。从最基本的层面上讲，它们允许用户在该组内的共享账本中记录交易。结果是，一旦在标准区块链网络功能下发布，任何交易都无法修改。
2008 年，区块链概念与众多其他技术和计算机概念相结合，创造了现代加密货币：受加密过程而非中央存储库或权威机构保护的电子现金。
区块链实现通常是为了实现特定目标或功能而创建的。加密货币、智能合约和企业分布式账本系统都是功能的示例。
比特币是第一个基于区块链的加密货币，允许用户公开分享数据，以便参与者可以独立验证交易的有效性。加密货币建立在区块链技术之上，该技术因大量使用加密函数而得名。
为了在系统内进行数字签名和安全交易，用户使用公钥和私钥。用户可以使用加密哈希函数解决难题，希望在涉及挖矿的基于加密货币的区块链网络中获得固定数量的金钱报酬。
区块链技术领域不断取得进展，新平台不断推出——环境在不断变化。除了加密货币，区块链技术还可用于建立永久、公开、透明的账本系统，用于收集销售数据、跟踪数字使用情况以及向音乐家等内容创作者付款。
本文解释了区块链技术并概述了其工作原理。
区块链如何运作？
区块链的基本目标是让人们——特别是那些互不信任的人——以安全、防篡改的方式传递重要数据。
哈希函数、区块、节点、矿工、钱包、数字签名和协议是区块链中的各种主要概念。
哈希函数
假设一个房间里有 10 个人决定创造一种新货币。他们必须跟踪资金流，以确保新货币生态系统中货币的有效性。一个人（我们称他为鲍勃）决定在日记中记录所有行动。然而，另一个人（我们称他为杰克）决定窃取资金。为了掩盖这一点，他更改了日记中的条目。
后来有一天，鲍勃发现有人篡改了他的日记。他决定改变日记的格式，以防止将来被篡改。他使用了一种称为哈希函数的程序，该程序将文本转换为一组数字和字母，如下表所示。
此过程利用安全哈希算法 (SHA) 将字母转换为字符串。Bob 可以选择不同类型的 SHA，每种类型的 SHA 复杂度不同，可满足不同的需求。
哈希是由哈希函数生成的数字和字母字符串。哈希函数是一种数学函数，可将可变数量的字符转换为具有固定数量字符的字符串。
只需对字符串进行微小更改，即可创建一个全新的哈希值。在每篇日记之后，Bob 都会插入一个哈希值。但随后 Jack 决定再次更改条目。他找到了日记，更改了记录并生成了一个新的哈希值。
Bob 注意到有人又仔细查看了日记。他决定将每笔交易的记录复杂化。在每条记录之后，他都会插入一个由记录的最后一个哈希生成的新哈希。因此，每条记录都依赖于前一条记录。
如果杰克试图更改记录，他将不得不更改所有先前条目中的哈希值。然而，杰克是一个决心坚定的小偷，所以他花了一整晚的时间计算所有的哈希值。
Bob 不想放弃，所以他在每条记录后都添加了一个不同的随机数。这个数字称为“随机数”。随机数的选择方式应使生成的哈希值以两个零结尾。
为了使用鲍勃更新的输入系统伪造记录，杰克现在必须花费数小时来确定每一行的随机数。
即使对于计算机来说，随机数也很难计算出来，但这项任务是可以实现的，因为矿工们在区块链挖掘过程中相互竞争以发现它们。
区块
Bob 的初始电子表格包含 5,000 笔交易，被称为创世区块 — — 这条区块链的起点。这种货币的采用范围很广，因此交易来得很快也很频繁。新的区块被创建，这些区块也可以容纳多达 5,000 笔交易，并且具有与以前的区块相关的代码，使其无法伪造。
我们假设这个区块链每 10 分钟更新一次新区块。它会自动更新。没有主计算机或中央计算机指示计算机执行此操作。
一旦电子表格、账本或注册表更新，就无法再更改。因此，不可能伪造它。您只能向其中添加新条目。注册表会同时在网络上的所有计算机上更新。对区块链的更改需要网络大多数参与者的共识。
区块链的一个潜在风险是“51% 攻击”，即某一方控制了区块链的大多数哈希率，从而可以控制网络。
一般来说，一个区块包含一个时间戳、对前一个区块的引用、交易以及该区块进入区块链之前必须解决的计算问题。必须达成共识的分布式节点网络使得区块链内的欺诈几乎不可能发生。
节点
鲍勃用这种方式记日记的时间不长。然而，随着新交易不断发生，他很快就被记录的数量压得喘不过气来，认为他目前的系统难以为继。因此，当他的日记达到 5,000 笔交易时，他将其转换为一页电子表格。玛丽检查了所有交易的准确性。
随后，鲍勃将他的电子表格日记交给了 3,000 台不同的计算机，每台计算机都位于全球不同的地区。这些计算机被称为节点。每次发生交易时，都必须得到这些节点的批准，每个节点都会检查交易的有效性。一旦每个节点都检查了交易，就会发生一种电子投票。一些节点可能认为交易有效，而其他节点可能认为它是欺诈性的。
每个节点都有一份电子表格日记的副本。每个节点都会检查每笔交易的有效性。如果大多数节点认为某笔交易有效，那么它就会被写入区块。
现在，如果杰克想更改电子表格日记中的一个条目，所有其他计算机都会有原始哈希值。它们不会允许发生更改。
矿工
挖矿是矿工将新区块添加到链中的过程。区块链中的每个区块都有其唯一的随机数和哈希值，但它也引用了链中前一个区块的哈希值，这使得挖掘区块变得困难，尤其是在大型链上。
矿工利用专门的软件来解决使用随机数生成可接受哈希这一极其困难的数学问题。由于随机数只有 32 位长，而哈希有 256 位长，因此在找到合适的组合之前，需要挖掘大约 40 亿个随机数-哈希组合。
当这种情况发生时，矿工被认为已经发现了“黄金随机数”，他们的区块被添加到链中。对链中较早的任何区块进行更改不仅需要重新挖掘受影响的区块，还需要重新挖掘所有后续区块。
这就是操纵区块链技术如此困难的原因。将其视为“数学上的安全性”，因为识别黄金随机数需要很长时间和大量计算资源。当一个区块成功开采时，网络中的所有节点都会确认这一变化，矿工将获得经济补偿。
钱包、数字签名和协议
继续使用同样的例子，Bob 召集了 10 个人（最初召集的 10 个人是新货币的一部分）。他需要向他们解释新的数字货币和账本系统。
杰克向大家坦白了自己的罪行并道了歉。为了证明自己的诚意，他把硬币还给了安和玛丽。
整理好所有这一切后，鲍勃解释了为什么这种情况绝不会再发生。他决定实施一种称为数字签名的方法来确认每笔交易。但首先，他给每个人一个钱包。
什么是钱包？
如果您拥有数字货币，那么您需要一个数字钱包或一个在线平台或交易所进行存储。
钱包是一串数字和字母，例如：18c177926650e5550973303c300e136f22673b74。这是在交易发生时出现在区块链内各个区块中的地址。不包含任何姓名或个人身份信息 - 仅包含钱包号码。
公共钱包地址是可以向其发送特定资产的字符串。每个特定钱包的地址均由公钥生成。
数字签名
要进行交易，您需要两样东西：一个钱包（地址）和一个私钥。私钥是一串随机数。然而，与地址不同，私钥必须保密。私钥控制其相关钱包中持有的资金。
当某人决定向其他人发送货币时，他们必须使用自己的私钥对包含交易的消息进行签名。双密钥系统（私钥和公钥）是加密和密码学的核心，其使用时间远早于区块链的出现。区块链最早是在 1970 年代提出的。
消息发送后，会广播到区块链网络。然后，节点网络会对消息进行处理，以确保其中包含的交易有效。如果确认有效，则将交易放入区块中。此后，有关该交易的任何信息都无法更改。
什么是加密密钥？
加密密钥是一串数字和字母。加密密钥由密钥生成器或密钥生成器生成。这些密钥生成器使用涉及素数的非常先进的数学来创建密钥。此类密钥可用于加密或解密信息。
协议
区块链技术由个人行为规范组成，这是一整套被编入其中的规则。这些规范被称为协议。特定协议的实施从本质上决定了区块链的本质——一个分布式、点对点、安全的信息数据库。
区块链协议确保网络按照其创建者的意图运行，即使它是完全自主的并且不受任何人控制。
以下是区块链中实现的一些协议示例：
每个哈希数的输入信息必须包含前一个块的哈希数。
成功挖出一个区块的奖励在挖出 210,000 个区块后会减少一半。对于比特币来说，这被称为减半。以每 10 分钟挖出一个区块计算，挖出 210,000 个区块大约需要四年时间；因此，比特币每四年就会发生一次减半事件。
为了将挖一个区块所需的时间控制在大约 10 分钟，每 2,016 个区块重新计算一次挖矿难度。挖矿难度本质上是平衡网络以考虑矿工的数量。矿工越多意味着竞争氛围越激烈，使区块更难挖出。矿工越少意味着挖矿相对容易，从而吸引矿工参与。
区块链技术：优点和缺点
大多数区块链都是以去中心化数据库的形式构建的，充当分布式账本。这些区块链账本跟踪和存储按时间顺序排列并通过加密证明链接的区块中的数据。
区块链技术的发展为各行各业带来了诸多好处，包括在无信任情况下增强安全性。然而，区块链的去中心化特性也存在重大缺陷。例如，与典型的中心化数据库相比，区块链的效率有限，而且需要更多的存储空间。
区块链的各种优点和缺点包括：
区块链中的去中心化是什么？为什么它很重要？
区块链本质上是一种分布式数据库。数据库就是区块链，区块链上的每个节点都可以访问整个链。没有任何一个节点或计算机可以控制其中包含的信息。每个节点都可以验证区块链的记录。这一切都是在没有一个或多个中介控制一切的情况下完成的。
区块链在架构上是去中心化的，不存在会导致区块链瘫痪的单点故障，这使得区块链成为区块链系统的关键组成部分。然而，区块链的节点在逻辑上是中心化的，因为整个区块链是一个执行某些程序化操作的分布式网络。
点对点传输
在去中心化的点对点（P2P）传输中，通信总是直接发生在对等节点之间，而不是通过中心节点。区块链上发生的事情的信息存储在每个节点上，然后传递给相邻节点。通过这种方式，信息在整个网络中传播。
区块链技术的透明度
任何检查区块链的人都可以看到每笔交易及其哈希值。使用区块链的人可以根据自己的意愿匿名行事，也可以将自己的身份透露给他人。区块链上看到的只是钱包地址之间的交易记录。
一旦交易被记录在区块链上，并且区块链更新，更改此交易的记录就变得不可能了。为什么？该特定交易记录与之前的每个记录相关联，使其不可改变。区块链记录是永久性的，按时间顺序排列，并且可供所有其他节点使用。
关闭网络几乎是不可能的。由于存在大量节点并在全球范围内运行，因此单一一方无法接管整个网络。
伪造区块也几乎不可能，因为每个区块的有效性以及其是否被纳入区块链取决于节点的电子共识。这些节点有数千个，遍布世界各地。因此，要想攻占网络，需要一台拥有几乎不可能强大计算能力的计算机。
然而，将区块链技术用作普通数据库会很困难。你能像使用 Microsoft Access、FileMaker 或 MySQL 等数据库平台一样在区块链上存储 3 GB 的文件吗？这不是一个好主意。大多数区块链在设计上不适合这样做，或者只是缺乏所需的容量。
传统的在线数据库通常使用客户端-服务器网络架构。这意味着具有访问权限的用户可以更改存储在数据库中的条目，但总体控制权仍由管理员掌握。对于区块链数据库，每个用户都负责维护、计算和更新每个新条目。每个节点都必须协同工作，以确保它们都得出相同的结论。
区块链技术架构还意味着每个节点必须独立工作，并将其工作结果与网络的其余部分进行比较，因此达成共识可能非常耗时。正因为如此，与传统数字交易技术相比，区块链网络历来被认为是缓慢的。在某些情况下，区块链相关的交易速度有所提高，就像一些加密资产、项目和解决方案所见的那样。
尽管如此，也有人尝试使用区块链技术制作数据库。这些平台旨在采用企业级分布式数据库，并在其基础上进行构建，同时添加区块链的三个关键属性：去中心化、不变性以及注册和转移资产的能力。
区块链技术有多安全？
尽管区块链无法免受黑客攻击，但其去中心化的特性为其提供了更强的安全保障。黑客或犯罪分子需要控制分布式账本中一半以上的机器才能更改它。
最知名、规模最大的区块链网络（如比特币和以太坊）向所有拥有计算机和互联网连接的人开放。区块链网络上的参与者越多，安全性就越高，而不会带来安全隐患。更多节点参与意味着更多人会审查彼此的工作并举报不良行为者。这就是为什么与直觉相反，需要邀请才能加入的私有区块链网络更容易受到黑客攻击和操纵的原因之一。
此外，区块链有利于打击支付和转账中的“双重支付”攻击。加密货币攻击是一个值得关注的重要问题。在双重支付攻击中，用户会多次使用加密货币。而使用现金则不存在这个问题。
如果你花 3 美元买了一杯咖啡，你就没有 3 美元可以花在其他任何东西上了。然而，当涉及到加密货币时，用户有可能在网络注意到之前多次使用加密货币。
区块链可以解决这个问题。在加密货币的区块链中，整个网络必须就交易顺序达成一致，确认最近的交易，并将其公开发布，这有助于维护网络的安全。
比特币与区块链
让我们了解一下比特币和区块链是两个不同的东西：
区块链技术可以运用在哪些地方？
本文的最后一部分将讨论区块链的众多应用。区块链技术特别适合所谓的“智能合约”。那么，智能合约到底是什么呢？
智能合约定义了围绕特定协议的规则和惩罚，类似于传统合约的功能。然而，最大的区别在于，智能合约会自动执行这些义务。得益于其编码，智能合约会在满足特定标准时解除合同。
去中心化金融
去中心化金融（DeFi）是利用区块链技术，允许参与者以去中心化的方式访问与主流金融世界类似的功能。使用不同的 DeFi 解决方案，参与者可以借入和借入资金，以及获得其他机会，这些机会在区块链上进行管理，不受中心化机构的控制。
非同质化代币
非同质化代币（NFT）是区块链技术的一种应用，在多种不同用例中具有巨大潜力。此类代币具有可验证的唯一性，不能以相同价值与其他代币一对一兑换。NFT 的一个潜在用例是艺术品的认证，艺术品与 NFT 绑定，可以验证其真实性和所有权。
供应链
将区块链技术应用于供应链可以提供追踪成分、食品、材料等到源头以证明其来源的能力，以及提供有关任何给定供应链的其他相关信息。
保修索赔
解决保修索赔可能成本高昂、耗时长，而且对于索赔者来说往往很困难。使用区块链技术可以实现智能合约，这无疑将使这一过程变得更容易。
保险索赔
有了智能合约，就可以为特定的保险相关情况建立一套特定的标准。理论上，随着区块链技术的实施，您只需在线提交保险索赔，即可立即获得自动赔付——当然，前提是您的索赔符合所有必需的标准。
身份验证
借助区块链及其去中心化特性，在线身份验证可以更快、更安全。使用区块链后，将在线身份数据集中保存可能成为过去的做法，这意味着计算机黑客将不再有集中的攻击点。
物联网 (IoT)
物联网是一个由软件友好型项目（如车辆和设备）组成的生态系统，通过互联网连接在一起以实现交互，其中包括使这种交互成为可能的某些技术规格。
区块链技术可以在物联网的未来中发挥作用，部分原因是它提供了防范黑客的潜在方法。由于区块链是为分散控制而构建的，因此基于它的安全方案应该具有足够的可扩展性，以覆盖物联网的扩展。
归档和文件存储
Google Drive、Dropbox 等公司已经彻底开发了使用集中式方法的电子文档存档。集中式网站对黑客来说很有诱惑力。区块链及其智能合约提供了大幅减少这种威胁的方法。
打击犯罪
随着这项技术越来越受到主流关注，区块链及其智能合约有可能帮助打击洗钱手段。
区块链不仅监控入口点和出口点，还能提供更全面的系统分析。区块链是一种去中心化网络，每个用户或节点负责验证更新，因此它增强了网络的安全性。
表决
智能合约和区块链可以大大改善选举投票和类似流程。随着时间的推移，各种相关应用已经出现。
区块链技术的未来
区块链技术的潜力几乎是无限的，最近的进步使我们更接近去中心化、无需信任的互联网、交易透明度等等。
随着我们走出疫情时期，进入“新常态”时代，区块链可能会成为我们应对这些新的社会挑战和重新定义数字货币新世界中财富的真正含义的先锋。
区块链技术的未来看起来一片光明，而且鉴于它已经在几乎所有领域展现出潜力，似乎最好的还在后头。
同时，区块链技术未来的发展也十分令人好奇，特别是在银行服务、汇款、分散市场和其他领域。
