如何查询网站被百度收录,简单的旅游网站代码,关键词优化时间,网站从哪里找的区块链#xff08;英文名#xff1a;blockchain或block chain#xff09;是一种块链式存储、不可篡改、安全可信的去中心化分布式账本#xff0c;它结合了分布式存储、点对点传输、共识机制、密码学等技术#xff0c;通过不断增长的数据块链#xff08;Blocks#xff09…区块链英文名blockchain或block chain是一种块链式存储、不可篡改、安全可信的去中心化分布式账本它结合了分布式存储、点对点传输、共识机制、密码学等技术通过不断增长的数据块链Blocks记录交易和信息确保数据的安全和透明性。区块链起源于比特币Bitcoin最初由中本聪Satoshi Nakamoto在2008年提出作为比特币的底层技术。
区块链的定义与结构
广义来讲区块链技术是利用区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。狭义来讲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分布式数据库。
区块链的结构与特征如下
-一个分布式的链接账本每个账本就是一个“区块”基于分布式的共识算法来决定记账者。
-账本内交易由密码学签名和哈希算法保证不可篡改账本按产生的时间顺序链接当前账本含有上一个账本的哈希值账本间的链接保证不可篡改。
-所有交易在账本中可追溯区块链是一种共享的分布式数据库技术具有去中心化、去信任、集体维护、可靠数据库等特点。
从参与方分类区块链可以分为公有链、联盟链和私有链从链与链的关系来分可以分为主链和侧链。
-公有链通常也称为非许可链Permissionless Blockchain无官方组织及管理机构无中心服务器参与的节点按照系统规格自由接入网络、不受控制节点间基于共识机制开展工作。公有链一般适合于虚拟货币、面向大众的电子商务、互联网金融等B2C、C2C或C2B等应用场景比特币和以太坊等就是典型的公有链。
-联盟链一种需要注册许可的区块链也称为许可链Permissioned Blockchain。联盟链仅限于联盟成员参与区块链上的读写权限、参与记账权限按联盟规则来制定。整个网络由成员机构共同维护网络接入一般通过成员机构的网关节点接入共识过程由预先选好的节点控制。一般来说联盟链适合于机构间的交易、结算或清算等B2B场景。例如在银行间进行支付、结算、清算的系统就可以采用联盟链的形式将各家银行的网关节点作为记账节点当网络上有超过2/3的节点确认一个区块该区块记录的交易将得到全网确认。由40多家银行参与的区块链联盟R3和Linux基金会支持的超级账本Hyperleder项目都属于联盟链架构。
-私有链建立在某个企业内部系统的运作规则根据企业要求进行设定。私有链的应用场景一般是企业内部的应用如数据库管理、审计等。
-侧链用于确认来自于其它区块链的数据的区块链通过双向挂钩TwoWay Peg机制使比特币、Ripple币等多种资产在不同区块链上以一定的汇率实现转移。侧链进一步扩展了区块链技术的应用范围和创新空间使区块链支持包括股票、债券、金融衍生品等在内的多种资产类型以及小微支付、智能合约、安全处理机制、真实世界财产注册等侧链还可以增强区块链的隐私保护。
区块链的技术原理
区块链产业链主要包括基础网络层、中间协议层及应用服务层。基础网络层由数据层、网络层组成其中数据层包括了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等。中间协议层由共识层、激励层、合约层组成其中共识层主要包括网络节点的各类共识算法激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来主要包括经济激励的发行机制和分配机制等合约层主要包括各类脚本、算法和智能合约是区块链可编程特性的基础。应用服务层作为区块链产业链中最重要的环节则包括区块链的各种应用场景和案例包括可编程货币、可编程金融和可编程社会。
从技术上来讲区块是一种记录交易的数据结构反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。每个区块由区块头和区块体组成区块体只负责记录前一段时间内的所有交易信息主要包括交易数量和交易详情区块头则封装了当前的版本号、前一区块地址、时间戳记录该区块产生的时间精确到秒、随机数记录解密该区块相关数学题的答案的值、当前区块的目标哈希值、Merkle数的根值等信息。从结构来看区块链的大部分功能都由区块头实现。
概括来看一个区块包含以下三部分交易信息、前一个区块形成的哈希散列、随机数。
-哈希函数可将任意长度的资料经由Hash算法转换为一组固定长度的代码原理是基于一种密码学上的单向哈希函数这种函数很容易被验证但是却很难破解。通常业界使用yhash(x)的方式进行表示该哈希函数实现对x进行运算计算出一个哈希值y。常使用的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。
-Merkle树是一种哈希二叉树使用它可以快速校验大规模数据的完整性。在区块链网络中Merkle树被用来归纳一个区块中的所有交易信息最终生成这个区块所有交易信息的一个统一的哈希值区块中任何一笔交易信息的改变都会使得Merkle树改变。
-非对称加密算法是一种密钥的保密方法需要两个密钥公钥和私钥。公钥与私钥是一对如果用公钥对数据进行加密只有用对应的私钥才能解密从而获取对应的数据价值如果用私钥对数据进行签名那么只有用对应的公钥才能验证签名验证信息的发出者是私钥持有者。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥所以这种算法叫做非对称加密算法而对称加密在加密与解密的过程中使用的是同一把密钥。
-P2P网络对等网络又称点对点技术是没有中心服务器、依靠用户群交换信息的互联网体系。与有中心服务器的中央网络系统不同对等网络的每个用户端既是一个节点也有服务器的功能。P2P网络其具有去中心化与健壮性等特点。
-共识机制就是所有记账节点之间如何达成共识去认定一个记录的有效性这既是认定的手段也是防止篡改的手段。目前主要有四大类共识机制PoW、PoS、DPoS和分布式一致性算法。
PoW机制工作量证明即像比特币的挖矿机制矿工通过把网络尚未记录的现有交易打包到一个区块然后不断遍历尝试来寻找一个随机数使得新区块加上随机数的哈希值满足一定的难度条件。找到满足条件的随机数就相当于确定了区块链最新的一个区块也相当于获得了区块链的本轮记账权。矿工把满足挖矿难度条件的区块在网络中广播出去全网其他节点在验证该区块满足挖矿难度条件同时区块里的交易数据符合协议规范后将各自把该区块链接到自己版本的区块链上从而在全网形成对当前网络状态的共识。
PoW机制优点在于完全去中心化节点自由进出避免了建立和维护中心化信用机构的成本。只要网络破坏者的算力不超过网络总算力的50%网络的交易状态就能达成一致。但缺点在于目前比特币挖矿造成大量的资源浪费另外挖矿的激励机制也造成矿池算力的高度集中背离了当初去中心化设计的初衷。
区块链的特点
-分布式区块链是一个基于P2P网络的分布式系统所有节点共同维护区块链网络没有中心化的控制机构。
-去中心化区块链不依赖中心化的机构和中心化的存储方式可以实现去中心化的数据存储和交易。
-不可篡改每个区块链节点都保存着完整的历史记录对于已经写入区块链的数据在不得到网络共识的情况下不可篡改。
-匿名性通过使用公钥加密和私钥解密的方式区块链可以实现匿名性的交易。
-开放性任何人都可以加入区块链网络参与到共同维护区块链中去推动区块链的发展和应用。
-高安全性区块链采用密码学算法等安全技术保证数据的安全性和完整性同时区块链本身的设计也是非常安全的。
区块链的应用领域
-金融领域区块链在国际汇兑、信用证、股权登记和证券交易所等金融领域有着潜在的巨大应用价值。将区块链技术应用在金融行业中能够省去第三方中介环节实现点对点的直接对接从而在大大降低成本的同时快速完成交易支付。比如Visa推出基于区块链技术的Visa B2B Connect它能为机构提供一种费用更低、更快速和安全的跨境支付方式来处理全球范围的企业对企业的交易。传统的跨境支付需要等3-5天并为此支付1-3%的交易费用。此外Visa还联合Coinbase推出了首张比特币借记卡花旗银行则在区块链上测试运行加密货币“花旗币”。
-物联网和物流领域区块链技术可以提高物联网设备之间的通信和数据交换的安全性和可信度通过智能合约实现自动化的交易和流程管理。
-公共管理领域区块链可以用于政府服务的透明度提升、投票系统的安全性增强以及公共数据的共享和管理。
区块链的发展与挑战
-技术挑战区块链技术仍然处于发展阶段存在性能瓶颈和扩展性问题。例如比特币等加密货币的区块链网络在处理大量交易时会出现拥堵和延迟导致交易费用上涨和用户体验下降。此外区块链技术的安全性和隐私保护也需要进一步加强。
-监管挑战区块链技术的去中心化和匿名性特点使得其监管变得复杂和困难。如何在保护用户隐私和确保交易安全的同时实现对区块链的有效监管是一个亟待解决的问题。目前各国政府和监管机构正在积极探索区块链的监管方式和方法以平衡技术创新和监管需求。
-市场挑战区块链市场的不确定性和波动性也给其发展带来了一定的挑战。加密货币市场的价格波动较大投资者情绪反复影响了市场对区块链技术的信任度和稳定性。此外区块链技术的应用场景和商业模式还需要进一步拓展和创新以吸引更多的用户和投资者。
区块链的未来展望
-跨链技术的发展跨链技术将实现不同区块链平台之间的互通和协作从而打破信息孤岛和碎片化现象推动区块链技术的普及和应用。这将为区块链技术在金融、供应链管理、医疗健康等领域的广泛应用提供有力支持。
-智能合约的升级智能合约是区块链技术的一项重要功能它将实现自动化的交易和流程管理。随着以太坊2.0和其他区块链平台的升级智能合约的执行效率和成本将得到大幅优化去中心化应用在金融、供应链、游戏、社交等领域将迎来大规模普及。
-区块链与新兴技术的融合区块链将与人工智能、大数据、物联网等新兴技术进行深度融合和创新推动数字化转型和产业升级。例如通过区块链技术可以实现数据的安全共享和高效利用为数字经济的高质量发展提供有力支撑。
-区块链在元宇宙和Web3.0中的应用元宇宙和Web3.0作为当前的热点领域与区块链技术有着天然的契合性。区块链将为元宇宙和Web3.0提供去中心化的基础设施确保数字资产的确权和流通保护用户的隐私和数据安全。未来区块链技术将加速推动元宇宙和Web3.0的发展促进虚拟世界和现实世界的深度融合创造新的经济和社交模式。
