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区块链技术原理解析

admin 2018-11-8 16:00

区块链技术是指通过去中心化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让区块通过密码学方法相关联起来,每个数据块包含了一定时间内的系统全部数据信息,并且生成数字签名以验证信息的有效性并链接到下一个数据块形成一条主链。

区块链技术原理解析

区块链技术

从数据的角度来看:区块链是一种分布式数据库或称为分布式共享总账,这里的“分布式”不仅体现为数据的分布式存储,也体现为数据的分布式记录(即由系统参与者来集体维护)。简单的说,区块链能实现全球数据信息的分布式记录(可以由系统参与者集体记录,而非由一个中心化的机构集中记录)与分布式存储(可以存储在所有参与记录数据的节点中,而非集中存储于中心化的机构节点中)。

从效果的角度来看:区块链可以生成一套记录时间先后的、不可篡改的、可信任的数据库,这套数据库是去中心化存储且数据安全能够得到有效保证的。

三个亟待解决的问题

设想一下,如果现在我们想要在互联网世界中建立一套全球通用的数据库,那么我们会面临三个亟待解决的问题,这三个问题也是设计区块链技术的核心所在:

问题一:如何建立一个严谨的数据库,使得该数据库能够存储下海量的信息,同时又能在没有中心化结构的体系下保证数据库的完整性?

问题二:如何记录并存储下这个严谨的数据库,使得即便参与数据记录的某些节点崩溃,我们仍然能保证整个数据库系统的正常运行与信息完备?

问题三:如何使这个严谨且完整e存储下来的数据库变得可信赖,使得我们可以在互联网无实名背景下成功防止诈骗?

四大区块链的核心技术

针对这三个核心问题,区块链构建了一整套完整的、连贯的数据库技术来达成目的,解决这三个问题的技术也成为了区块链最核心的三大技术。此外,为了保证区块链技术的可进化性与可扩展性,区块链系统设计者还引入了“脚本”的概念来实现数据库的可编程性。我们认为,这四大技术构成了区块链的核心技术。

核心技术1:区块+链

关于如何建立一个严谨数据库的问题,区块链的办法是:将数据库的结构进行创新,把数据分成不同的区块,每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面,前后顺连来呈现一套完整的数据,这也是“区块链”这三个字的来源。

区块:在区块链技术中,数据以电子记录的形式被永久储存下来,存放这些电子记录的文件我们就称之为“区块”。区块是按时间顺序一个一个先后生成的,每一个区块记录下它在被创建期间发生的所有价值交换活动,所有区块汇总起来形成一个记录合集。

区块结构:区块中会记录下区块生成时间段内的交易数据,区块主体实际上就是交易信息的合集。每一种区块链的结构设计可能不完全相同,但大结构上分为块头(header)和块身(body)两部分。块头用于链接到前面的块并且为区块链数据库提供完整性的保证,块身则包含了经过验证的、块创建过程中发生的价值交换的所有记录。

核心技术2:分布式结构

我们有了区块+链的数据之后,接下来就要考虑记录和存储的问题了。我们应该让谁来参与数据的记录,又应该把这些盖了时间戳的数据存储在哪里呢?在现如今中心化的体系中,数据都是集中记录并存储于中央电脑上。但是区块链结构设计精妙的地方就在这里,它并不赞同把数据记录并存储在中心化的一台或几台电脑上,而是让每一个参与数据交易的节点都记录并存储下所有的数据。

核心技术3:非对称加密算法

什么是非对称加密?简单来说,它让我们在“加密”和“解密”的过程中分别使用两个密码,两个密码具有非对称的特点:(1)加密时的密码(在区块链中被称为“公钥”)是公开全网可见的,所有人都可以用自己的公钥来加密一段信息(信息的真实性);(2)解密时的密码(在区块链中被称为“私钥”)是只有信息拥有者才知道的,被加密过的信息只有拥有相应私钥的人才能够解密(信息的安全性)。

核心技术4:脚本

脚本可以理解为一种可编程的智能合约。如果区块链技术只是为了适应某种特定的交易,那脚本的嵌入就没有必要了,系统可以直接定义完成价值交换活动需要满足的条件。然而,在一个去中心化的环境下,所有的协议都需要提前取得共识,那脚本的引入就显得不可或缺了。有了脚本之后,区块链技术就会使系统有机会去处理一些无法预见到的交易模式,保证了这一技术在未来的应用中不会过时,增加了技术的实用性。

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文章点评
  • admin 2018-11-8 16:00
    区块链根本不是数据库概念!简单的说,它就是一个拥有众多特解的复杂数学公式。每个计算得出的特解被称为一个快,在共识机制下可以用于加载你所需要记录的数据。
  • admin 2018-11-8 16:00
    是账本,不是数据库。
  • admin 2018-11-8 16:00
    每一个参与数据交易的节点都记录并存储下所有的数据。个人那得多大的硬盘啊……

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