区块链技术解释：简介，含义和应用

Psyche ·

更新时间:2024-11-11

· 964 次阅读

大家好，我是柒星

今天带领大家了解当下比较热门的话题—区块链，让大家对其了解，认知。以下文章来自公众号【Honker】，在这里，我们一起学习新技术！

21世纪是关于技术的。随着我们日常生活中对现代化日益增长的需求，人们愿意接受新技术。从使用遥控器控制设备到使用语音发出命令，现代技术为我们的日常生活增添了许多乐趣。在过去的十年中，诸如增强现实和物联网之类的技术得到了发展，现在，软件包中又增加了一个新功能，即区块链技术。

在这里插入图片描述
区块链—奇迹般地影响着不同行业的革命性技术以其首个现代应用比特币被引入市场。比特币不过是一种数字货币（加密货币），可以用来代替法定货币进行交易。加密货币成功背后的基础技术被称为区块链。

人们之间普遍存在误解，认为比特币和区块链是一模一样的，但是事实并非如此。创建加密货币是区块链技术的一种应用，除了比特币以外，还有很多正在基于区块链技术开发的应用程序。

什么是区块链？

在这里插入图片描述

用最简单的术语来说，区块链可以描述为一种数据结构，该数据结构包含交易记录并确保安全性、透明度和去中心化。你也可以将其视为链条或以块形式存储的记录，这些块不受单个权限的控制。区块链是一种分布式分类帐，对网络上的任何人都是完全开放的。一旦信息存储在区块链上，就很难更改它。

区块链上的每笔交易都通过数字签名加以保护，以证明其真实性。由于使用了加密和数字签名，因此存储在区块链上的数据是防篡改的，即无法更改。

区块链技术允许所有网络参与者达成协议，通常称为共识。存储在区块链上的所有数据均以数字方式记录，并具有共同的历史记录，可供所有网络参与者使用。这样，无需第三方即可消除任何欺诈活动或重复交易的机会。

区块链如何运作？

区块链是包含数据或信息的区块链。尽管被较早发现，但区块链技术的第一个成功且流行的应用是中本聪于2009年创世的。他通过使用区块链技术创建了第一个数字加密货币，称为比特币。让我们了解一下区块链实际上是如何工作的。

区块链网络中的每个区块都存储一些信息以及其先前区块的哈希值。哈希是属于特定块的唯一数学代码。如果块内的信息被修改，则块的哈希也将被修改。通过唯一的哈希键进行区块连接是使区块链安全的原因。
在这里插入图片描述
虽然交易在区块链上进行，但网络上有一些节点可以验证这些交易。在比特币区块链中，这些节点称为矿工，它们使用工作量证明的概念来处理和验证网络上的交易。为了使交易有效，每个块必须引用其前一个块的哈希。仅当哈希正确时，交易才会发生。如果黑客试图攻击网络并更改任何特定块的信息，则附加在该块上的哈希也会被修改。

由于修改后的哈希值与原始哈希值不匹配，因此将检测到该违规行为。这确保了区块链不可更改，就好像对区块链所做的任何更改都将反映在整个网络中并且很容易被检测到。

在这里插入图片描述
简而言之，这是区块链允许交易发生的方式：

区块链网络利用公钥和私钥来形成确保安全和同意的数字签名。

通过这些密钥确保身份验证后，就需要进行授权。

区块链允许网络参与者执行数学验证，并就任何特定价值达成共识。

在进行传输时，发送方使用其私钥并通过网络宣布交易信息。创建一个包含诸如数字签名，时间戳和接收者的公钥之类的信息的块。

该信息块通过网络广播，验证过程开始。

网络上的矿工开始解决与交易有关的数学难题，以便对其进行处理。解决这个难题需要矿工们投入他们的计算能力。

在首先解决难题后，矿工会以比特币的形式获得奖励。这类问题称为工作量证明数学问题。

一旦网络中的大多数节点达成共识并同意一个通用解决方案，该块就会被加上时间戳并添加到现有的区块链中。该块可以包含从金钱到数据再到消息的任何内容。

在将新块添加到链中之后，将为网络上的所有节点更新现有区块链副本。

区块链功能

在这里插入图片描述
以下功能使区块链的革命性技术脱颖而出：

去中心化

区块链本质上是去中心化的，这意味着没有任何个人或团体拥有整个网络的权力。虽然网络中的每个人都拥有分布式分类帐的副本，但是没有人可以自己修改它。区块链的这一独特功能可在提高透明度和安全性的同时为用户提供动力。

对等网络

通过使用区块链，可以轻松实现通过对等模型进行的两方之间的交互，而无需任何第三方的要求。区块链使用P2P协议，该协议允许所有网络参与者持有相同的交易副本，从而允许通过机器共识进行批准。例如，如果你希望从世界某个地方进行交易到另一地方，则可以在几秒钟内使用区块链自行完成所有交易。此外，任何中断或额外费用都不会在转账中扣除。

一成不变

区块链的不变性是指以下事实：一旦写入区块链，任何数据都无法更改。要了解不变性，请考虑以发送电子邮件为例。将电子邮件发送给一群人后，你将无法撤回它。为了找到解决方法，你必须要求所有收件人删除你的电子邮件，这非常繁琐。不变性就是这样工作的。

数据一旦处理完毕，就无法更改。在区块链的情况下，如果你尝试更改一个区块的数据，则必须更改其后的整个区块链，因为每个区块都存储其前一个区块的哈希值。一个哈希值的更改将导致以下所有哈希值的更改。更改所有哈希值非常复杂，因为这样做需要大量的计算能力。因此，由于不可变性，存储在区块链中的数据不易受到更改或黑客攻击的影响。
在这里插入图片描述

防篡改

凭借嵌入在区块链中的不变性的特性，检测任何数据的篡改变得更加容易。区块链被认为是防篡改的，因为即使单个区块中的任何变化都可以被检测到并被平稳地解决。有两种检测篡改的关键方法，即哈希和块。

如前所述，与块关联的每个哈希函数都是唯一的。你可以将其视为块的指纹。数据中的任何更改都将导致哈希函数发生更改。由于一个块的哈希函数链接到下一个块，因此黑客要进行任何更改，他将不得不更改该块之后所有块的哈希，这很难做到。

区块链的类型

尽管自成立以来，区块链已发展到许多层次，但可以将区块链主要分为两大类，即公共和私有区块链。

在这里插入图片描述
在探讨两者之间的差异之前，让我们检查一下公共和私有区块链具有的相似之处：

公共和私有区块链都具有对等去中心化网络。

网络的所有参与者都与他们一起维护共享分类帐的副本。

网络维护分类帐的副本，并在共识的帮助下同步最新更新。

确定分类帐的不变性和安全性规则并将其应用到网络上，以避免恶意攻击。

现在我们知道了这两个区块链的相似元素，下面让我们详细了解它们中的每一个以及它们之间的区别。

公共区块链-顾名思义，公共区块链是一种未经许可的分类帐，任何人都可以访问。有权访问互联网的任何人都可以下载和访问它。此外，人们还可以检查区块链的整体历史以及通过它进行任何交易。公共区块链通常会奖励其网络参与者执行挖掘过程并维护分类帐的不变性。公共区块链的一个例子是比特币区块链。

公共区块链使世界各地的社区能够公开安全地交换信息。但是，这种类型的区块链的一个明显的缺点是，如果不严格执行围绕它的规则，则会受到损害。此外，最初确定和应用的规则在后期阶段的修改范围很小。

私有区块链-与公共区块链相反，私有区块链是仅在受信参与者之间共享的区块链。网络的总体控制权掌握在所有者手中。此外，可以根据权限，公开程度，成员数量，授权等的不同级别来更改私有区块链的规则。

私有区块链可以独立运行，也可以与其他区块链集成。这些通常由企业和组织使用。因此，参与者在私有区块链中所需的信任度更高。

区块链技术的流行应用

尽管比特币和加密货币是区块链技术的首个流行应用，但它们并不是唯一的应用。区块链技术的本质引导着来自世界各地的企业，行业和企业家探索技术的潜力，并在不同领域做出革命性的改变。
在这里插入图片描述
尽管值得信赖的记录和将权力掌握在用户手中的基本思想具有巨大的潜力，但它的确在市场上引起了很多炒作。鉴于实际使用中的使用计划和可执行，这项技术的魔力必定能够改变行业。让我们从谷壳中脱颖而出，找出区块链在实际实施中如何有用。

智能合约

不同的企业相互交易以交换服务或产品。所有赠送和接受的条款和条件均由相关各方以协议或合同的形式签署。然而，这些基于纸质的合同容易出错和欺诈，这挑战了双方之间的信任因素并增加了风险。区块链通过智能合约为这个问题提出了一个惊人的解决方案。

智能合约执行与纸质协议相似的功能。关于智能合约的差异化因素是，这些合约本质上是数字的并且可以自我执行。可自我执行的意思是，当满足这些合同代码中的某些条件时，将自动部署它们。以太坊是一个开源区块链平台，已在区块链生态系统中引入了智能合约。智能合约可用于不同情况或行业，例如财务协议，健康保险，房地产物业文件，众筹等。
在这里插入图片描述
例如，可以在医疗保健中使用区块链智能合约来管理药品供应。

一旦药品的名称和数量从制造公司运出并提前交付给药剂师，就可以创建包含所有有效数据（如药品信息，供应量等）的智能合约。该智能合约将负责管理不同中介之间整个供应链中的条目。由于智能合约可在某些定义的条件下运行，因此任何人都无法更改它们或对合约进行任何更改，从而确保药品的信任和真实性。

身份管理

日新月异的世界变得越来越数字化。例如，考虑在线进行的金融交易，你可以轻松地使用凭据和安全密码登录以访问资金。但是，如果你的用户名和密码被某人入侵，则无法确保你的资金安全。

一个小时的需求是拥有一个管理网络上个人身份的系统。区块链中使用的分布式分类帐技术为你提供了公私加密的高级方法，你可以使用这些方法来证明你的身份并将文档数字化。在共享经济上进行任何金融交易或任何在线互动时，这种独特的安全身份可以为你充当救星。此外，可以通过区块链可以提供的通用在线身份解决方案来填补不同政府机构与私人组织之间的空白。

知识产权保护

借助互联网，可以轻松地复制和分发数字内容或信息。因此，来自世界各地的人们拥有复制，复制和使用它的权力，而无需对内容的实际产生者给予任何认可。有保护这些问题的版权法，但是在当前情况下，这些法律没有根据通用的全球标准适当定义。
在这里插入图片描述
即使将任何版权应用于任何知识产权，人们也很容易失去对数据的控制权，并在财务方面遭受损失。借助区块链技术，所有版权都可以以智能合约的形式存储，这将使企业实现自动化，并增加在线销售，从而消除了重新分配的风险。