边看边学。 什么是区块链？

区块链是在计算机网络的节点之间共享的分布式数据库或分类帐。 作为数据库，区块链以数字格式以电子方式存储信息。 区块链以其在比特币等加密货币系统中的关键作用而闻名，以维护安全和分散的交易记录。 区块链的创新之处在于，它保证了数据记录的真实性和安全性，无需可信第三方即可产生信任。

典型数据库和区块链之间的一个关键区别是数据的结构方式。 区块链以组的形式收集信息，称为块，其中包含信息集。 块具有一定的存储容量，当填充时它们将关闭并链接到先前填充的块，形成称为区块链的数据链。 新添加块之后的所有新信息都被编译成一个新形成的块，一旦填充，它也被添加到链中。

数据库通常将它们的数据结构化为表，而区块链，顾名思义，将它们的数据结构化为串在一起的块（块）。 当以去中心化的方式实施时，这种数据结构本质上形成了不可逆转的数据时间线。 当一个块被填充时，它被固定并成为该时间线的一部分。 链中的每个块在添加到链中时都被赋予了一个准确的时间戳。

要点 区块链如何运作？

区块链的目标是允许记录和分发数字信息，但不能编辑。 通过这种方式，区块链是不可更改的分类帐或无法更改、删除或销毁的交易记录的基础。 这就是区块链也被称为分布式账本技术（DLT）的原因。

区块链概念于 1991 年作为研究项目首次提出，2009 年首次广泛应用：比特币。 从那以后的几年里，通过创建各种加密货币、去中心化金融 (DeFi) 应用程序、不可替代代币 (NFT) 和智能合约，区块链的使用呈爆炸式增长。

交易流程

区块链去中心化

想象一家拥有 10,000 台计算机的服务器场的公司，它维护着一个包含所有客户帐户信息的数据库。 这家公司有一座仓库大楼，将所有这些计算机都集中在一个屋檐下，并且可以完全控制每台计算机及其包含的所有信息。 但是，这提供了单点故障。 如果那个地方停电了怎么办？ 如果它的互联网连接被切断怎么办？ 如果一个有趣的员工一键删除所有内容怎么办？ 在任何情况下，数据都将丢失或损坏。

区块链所做的是让这个数据库中保存的数据分布在不同位置的多个网络节点中。 这不仅创造了冗余，而且还保持了存储在其中的数据的保真度——如果有人试图更改数据库的一个实例中的记录，其他节点将不会更改，从而防止不良行为者这样做。 如果一个用户篡改了比特币的交易记录，所有其他节点将相互交叉引用，很容易识别出信息不正确的节点。 该系统有助于建立准确和透明的事件序列。 这样，网络中的任何单个节点都无法更改其中保存的信息。

因此，信息和历史（例如加密货币的交易）是不可逆的。 这样的记录可以是交易列表（例如使用加密货币），但区块链还可以保存各种其他信息，例如法律合同、状态标识或公司的产品库存。

为了验证块的新条目或记录，去中心化网络的大多数计算能力需要同意它。 为了防止不良行为者验证不良交易或双重支出，区块链通过工作量证明 (PoW) 或股权证明 (PoS) 等共识机制得到保护。 即使没有单个节点负责，这些机制也可以达成共识。

透明度

由于比特币区块链的去中心化性质，所有交易都可以通过拥有个人节点或使用允许任何人实时查看交易的区块链浏览器透明地查看。 每个节点都有自己的链副本，随着新块的确认和添加而更新。 这意味着您可以随时随地跟踪比特币。

例如，交易所过去曾遭到黑客攻击，那些将比特币留在交易所的人失去了一切。 虽然黑客可能完全匿名，但他们提取的比特币很容易追踪。 如果在其中一些黑客攻击中被盗的比特币被转移或花在了某个地方，就会为人所知。

当然，存储在比特币区块链（以及大多数其他区块链）中的记录是加密的。 这意味着只有记录的所有者才能解密它以揭示他们的身份（使用公私密钥对）。 因此，区块链用户可以在保持透明度的同时保持匿名。

区块链安全吗？

区块链技术以多种方式实现分散式安全和信任。 首先，新块总是按时间顺序线性存储。 也就是说，它们总是被添加到区块链的“末端”。 将区块添加到区块链末端后，除非大多数网络达成共识，否则很难返回并更改该区块的内容。 这是因为每个块都包含自己的哈希值，以及前一个块的哈希值和上述时间戳。 哈希码由将数字信息转换为数字和字母字符串的数学函数创建。 如果以任何方式编辑信息，哈希码也会发生变化。

假设在区块链网络上运行节点的黑客想要更改区块链并从其他人那里窃取加密货币。 如果他们要更改他们的单一副本，它将不再与其他人的副本一致。 当其他人相互交叉引用他们的副本时，他们会看到这个副本脱颖而出，而那个黑客版本的链将被视为非法而被丢弃。

像这样的成功黑客需要黑客同时控制和更改 51% 或更多的区块链副本，以便他们的新副本成为多数，从而成为商定的链。 这种攻击还需要大量资金和资源，因为他们需要重做所有块，因为它们现在具有不同的时间戳和哈希码。

由于许多加密货币网络的规模及其增长率，实现这一壮举的成本可能无法克服。 这不仅非常昂贵，而且可能毫无结果。 这样做不会被忽视，因为网络成员会看到区块链发生如此剧烈的变化。 然后网络成员硬分叉到不受影响的链的新版本。 这将导致被攻击版本的代币价值暴跌，使攻击最终变得毫无意义，因为不良行为者控制了毫无价值的资产。 如果不良行为者要攻击比特币的新分叉，也会发生同样的情况。 它的结构使得参与网络比攻击它具有更大的经济动机。

比特币和区块链

区块链技术最早由 Stuart Haber 和 W. Scott Stornetta 于 1991 年提出，这两位研究人员希望实现一个文档时间戳不可篡改的系统。 但直到将近 20 年后，随着 2009 年 1 月比特币的推出，区块链才有了它的第一个实际应用。 1个

比特币协议建立在区块链之上。 在一篇介绍数字货币的研究论文中，比特币创始人中本聪（化名）称其为“一种完全点对点的新型电子现金系统”，没有可信任的第三方。 “ 2

这里要理解的关键是，比特币仅使用区块链作为透明记录支付账本的手段，但理论上，区块链可用于不可变地记录任意数量的数据点。 如上所述，这可以是交易、选举投票、产品库存、国家身份证明、房屋契约等形式。

目前，数以万计的项目正在寻求实施区块链，以各种方式帮助社会，而不仅仅是记录交易。

区块链和银行业

区块链被认为是金融业的颠覆性力量，尤其是在支付和银行业。 然而，银行和去中心化区块链是非常不同的。

要了解银行与区块链的不同之处，让我们将银行系统与比特币的区块链实施进行比较。

区块链是如何使用的？

正如我们现在所知，比​​特币区块链上的区块存储有关货币交易的数据。 今天，有超过 10,000 个其他加密货币系统在区块链上运行。 但事实证明，区块链实际上也是一种存储其他类型交易数据的可靠方式。

一些已经采用区块链的公司包括沃尔玛、辉瑞、AIG、西门子、联合利华等。 例如，IBM 创建了 Food Trust 区块链来跟踪食物到达其位置的旅程。 3个

你为什么要这样做？ 食品行业已经发生过多次大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌的爆发，以及意外引入食品中的有害物质。 过去，需要数周时间才能找到这些疾病暴发的源头或人们饮食中的致病原因。 使用区块链使品牌能够跟踪食品从原产地到制造的每一站以及最终交付的路线。 如果发现食品受到污染，可以通过每个站点一直追溯到其源头。 不仅如此，该公司现在还可以看到它可能接触到的所有其他东西，从而可以更快地发现问题并有可能挽救生命。 这是区块链在实践中的一个例子，但还有许多其他形式的区块链实现。

银行和金融

也许没有哪个行业比银行业更能从将区块链整合到其业务运营中获益。 金融机构只在营业时间营业区块链起源于比特币?，通常是每周五天。 这意味着如果您尝试在周五下午 6 点存入支票区块链起源于比特币?，您可能必须等到周一早上才能看到钱打入您的账户。 即使您确实在营业时间存款，由于银行需要清算的交易量很大，交易验证可能仍需要一到三天的时间。 另一方面，区块链从不休息。

通过将区块链集成到银行中，消费者可以在短短 10 分钟内看到他们的交易得到处理——基本上是将区块添加到区块链所花费的时间，无论是假期、一天还是一周的时间。 银行也有机会在区块链的帮助下更快、更安全地在机构之间交换资金。 例如，在股票交易业务中，结算和清算过程最多可能需要三天（如果是国际交易，则可能需要更长的时间），这意味着资金和股票在此期间会被冻结。

考虑到涉及的金额，即使是几天的运输时间也会给银行带来巨大的成本和风险。

货币

区块链构成了比特币等加密货币的基石。 美元由美联储控制。 在这种中央权威体系下，用户的数据和货币在技术上完全取决于他们的银行或政府。 如果用户的银行遭到黑客攻击，则客户的私人信息将面临风险。 如果客户的银行倒闭或客户居住在政府不稳定的国家，他们的货币价值可能会面临风险。 2008 年，数家倒闭的银行获得救助——部分资金来自纳税人的资金。 这些是比特币最初构思和开发时所考虑的问题。

通过将其操作分散在计算机网络中，区块链允许比特币和其他加密货币在不需要中央机构的情况下运行。 这不仅降低了风险，还消除了许多处理和交易费用。 它还可以为货币不稳定或金融基础设施国家的人们提供更稳定的货币，更多的应用程序以及更广泛的个人和机构网络，他们可以与之在国内和国际上开展业务。

将加密货币钱包用于储蓄账户或作为支付手段对于那些没有国民身份的人来说尤为重要。 一些国家可能饱受战争蹂躏，或者政府缺乏任何真正的基础设施来提供身份证明。 这些国家的公民可能无法使用储蓄或经纪账户，因此无法安全地储存财富。

卫生保健

医疗保健提供者可以利用区块链安全地存储患者的医疗记录。 一旦医疗记录生成并签名，就可以将其写入区块链，为患者提供记录无法更改的证据和信心。 这些个人健康记录可以用私钥编码并存储在区块链上，这样它们就只能被特定的个人访问，从而确保隐私。

财产记录

如果您曾经在当地的记录员办公室工作过，您就会知道记录标题的过程是繁琐且低效的。 如今，必须将实物契约交付给地方档案办公室的政府雇员，然后将其手动输入到该县的中央数据库和公共索引中。 如果发生财产纠纷，必须根据公共索引检查对财产的索赔。

此过程不仅成本高昂且耗时，而且还容易出现人为错误，每一项都降低了跟踪产权的效率。 区块链有可能消除在当地档案办公室扫描文件和跟踪物理文件的需要。 如果财产所有权在区块链上存储和验证，业主可以相信他们的行为会被准确和永久地记录下来。

在一个饱受战争蹂躏的国家，几乎没有政府或金融基础设施，当然也没有记录员办公室，证明财产所有权几乎是不可能的。 如果居住在这样一个地区的一群人能够利用区块链，那么就可以建立一个透明和清晰的财产所有权时间表。

智能合约

智能合约是一种可以内置到区块链中以促进、验证或协商合同协议的计算机代码。 智能合约在用户同意的一组条件下运行。 当满足这些条件时，协议条款将自动执行。

例如，假设潜在租户想使用智能合约租用公寓。 房东同意在租户支付押金后立即向租户提供公寓的访问密码。 租户和房东都将各自的交易部分发送到智能合约，智能合约将保留并自动交换访问代码，以换取租赁开始之日的保证金。 如果房东在租赁日期之前没有提供访问代码，智能合约将退还押金。 这将消除通常与使用公证人、第三方调解员或律师相关的费用和流程。

供应链

在 IBM Food Trust 的例子中，供应商可以使用区块链来记录他们购买的原料的来源。 这将使公司不仅可以验证其产品的真实性，还可以验证“有机”、“本地”和“公平贸易”等常见标签的真实性。

正如福布斯报道的那样，食品行业越来越多地采用区块链来跟踪食品从农场到消费者整个过程中的路径和安全性。

区块链的优缺点

尽管区块链很复杂，但它作为一种分散的记录保存形式的潜力几乎是无限的。 从更大的用户隐私和更高的安全性到更低的处理费用和更少的错误，区块链技术很可能会看到上述以外的应用。 但也有一些缺点。

优势

缺点

区块链有利于 Chain Precision

区块链网络上的交易由数千台计算机组成的网络批准。 这消除了验证过程中几乎所有的人为参与，从而减少了人为错误和准确的信息记录。 即使网络上的一台计算机出现计算错误，错误也只会出现在区块链的一个副本上。 为了将错误传播到区块链的其余部分，至少 51% 的网络计算机需要能够犯错误——对于像比特币这样庞大且不断增长的网络来说，这几乎是不可能的。

削减开支

通常，消费者向银行支付费用以验证交易，向公证人支付费用以签署文件，或向牧师支付费用以执行婚姻。 区块链消除了对第三方验证的需要——以及随之而来的相关成本。 例如，企业主在接受信用卡付款时会产生少量费用，因为银行和支付处理公司必须处理交易。 另一方面，比特币没有中央权力机构和有限的交易费用。

权力下放

区块链不会将其任何信息存储在中央位置。 相反，区块链被复制并分布在计算机网络中。 每次将新块添加到区块链时，网络上的每台计算机都会更新其区块链以反映更改。 通过在网络上分发这些信息，而不是将其存储在中央数据库中，区块链变得更难以篡改。 如果区块链的副本落入坏人之手，则只会泄露信息的一个副本，而不是整个网络。

高效交易

通过中央机构进行的交易最多可能需要几天时间才能结算。 例如，如果您尝试在周五晚上存入支票，您可能要到周一早上才能真正看到账户中的资金。 金融机构在营业时间内营业，通常是每周 5 天，而区块链每年 365 天、每周 7 天、每天 24 小时营业。 交易可以在短短 10 分钟内完成，并在几小时后被认为是安全的。 这对于跨境贸易特别有用，由于时区问题和各方必须确认付款处理的事实，跨境贸易通常需要更长的时间。

私人交易

许多区块链网络作为公共数据库运行，这意味着任何有互联网连接的人都可以查看网络交易历史列表。 尽管用户可以访问有关交易的详细信息，但他们无法访问有关进行这些交易的用户的身份信息。 有一个普遍的误解，认为比特币等区块链网络是匿名的，而实际上它们只是保密的。

当用户进行公开交易时，他们的唯一代码——如前所述，称为公钥——被记录在区块链上。 他们的个人信息不是。 如果一个人在需要身份验证的交易所购买比特币，这个人的身份仍然与他们的区块链地址相关联——但即使与一个人的名字相关联，交易也不会泄露任何信息。 个人信息。

安全交易

一旦交易被记录下来，其真实性必须由区块链网络验证。 区块链上的数千台计算机争先恐后地确认购买细节是正确的。 计算机验证交易后，将其添加到区块链块中。 区块链上的每个块都包含自己唯一的哈希值，以及之前块的唯一哈希值。 当一个区块上的信息以任何方式被编辑时，该区块的哈希码都会改变——但是，它之后的区块上的哈希码不会改变。 这种差异使得区块链上的信息很难在没有通知的情况下更改。

透明度

大多数区块链都是完全开源的软件。 这意味着任何人和每个人都可以查看其代码。 这使审计人员能够审查比特币等加密货币的安全性。 这也意味着对于谁控制比特币代码或如何编辑它没有真正的权威。 因此，任何人都可以建议对系统进行更改或升级。 如果大多数网络用户都认为升级后的新版本代码合理且值得，那么比特币就可以更新了。

为没有银行账户的人提供的银行服务

也许区块链和比特币最深刻的方面是它可以被任何人使用，无论种族、性别或文化背景。 据世界银行称，估计有 17 亿成年人没有银行账户或任何储存金钱或财富的方式。 几乎所有这些人都生活在发展中国家，那里的经济处于起步阶段，完全依赖现金。

这些人通常赚一点钱，以实物现金支付。 然后，他们需要将这些实物现金存放在家中或其他居住地的隐蔽位置，以免遭受抢劫或不必要的暴力。 比特币钱包的密钥可以存储在一张纸、一部便宜的手机上，必要时甚至可以记住。 对于大多数人来说，这些选项可能比床垫下的一小堆现金更容易隐藏。

未来的区块链也在寻找解决方案，不仅可以作为财富存储的记账单位，还可以用于存储医疗记录、产权和各种其他法律合同。

区块链技术成本的劣势

虽然区块链可以为用户节省交易费用。 例如，比特币网络用于验证交易的 PoW 系统消耗了大量的计算能力。 在现实世界中，比特币网络上数百万台计算机消耗的电量接近挪威和乌克兰的年消耗量。

尽管开采比特币的成本很高，但用户仍在继续提高电费以验证区块链上的交易。 这是因为当矿工在比特币区块链中添加一个区块时，他们会因为他们的时间和努力而获得足够的比特币作为奖励。 然而，当涉及到不使用加密货币的区块链时，矿工将需要获得报酬或以其他方式被激励来验证交易。

这些问题的一些解决方案开始出现。 例如，比特币矿场的建造是为了使用太阳能、水力压裂现场多余的天然气或风力发电场的电力。

速度和数据效率低下

比特币是研究区块链可能的低效率的一个完美案例。 比特币的 PoW 系统大约需要 10 分钟才能将一个新区块添加到区块链中。 按照这个速度，估计区块链网络每秒只能管理大约七笔交易（TPS）。 虽然以太坊等其他加密货币的表现优于比特币，但它们仍然受到区块链的限制。 就上下文而言，传统品牌 Visa 可以处理 65,000 TPS。

这个问题的解决方案已经开发多年。 目前有超过 30,000 个 TPS 区块链。 11

另一个问题是每个块只能容纳这么多数据。 区块大小的争论已经并将继续成为未来区块链可扩展性最紧迫的问题之一。

规定

加密货币领域的许多人都对政府对加密货币的监管表示担忧。 随着去中心化网络的发展，结束像比特币这样的东西变得越来越困难，几乎不可能，但政府理论上可以将拥有加密货币或参与其网络定为非法。

随着时间的推移，这种担忧变得不那么令人担忧了，因为像 PayPal 这样的大公司开始允许在他们的平台上拥有和使用加密货币。

什么是简单的区块链？

简单地说，区块链是一个共享的数据库或账本。 数据片段存储在称为块的数据结构中，网络的每个节点都有整个数据库的精确副本。 安全性得到保证，因为如果有人试图编辑或删除分类帐副本中的条目，大多数人不会反映此更改并将被拒绝。

有多少个区块链？

实时区块链的数量每天都在以越来越快的速度增长。 截至 2022 年，有超过 10,000 个活跃的基于区块链的加密货币，以及数百个非加密货币区块链。

私有区块链和公共区块链有什么区别？

公共区块链，也称为开放或无许可区块链，是一种任何人都可以自由加入网络并建立节点的区块链。 由于其开放性，这些区块链必须使用密码学和共识系统（例如工作量证明 (PoW)）来保护。

另一方面，私有或许可区块链要求每个节点在加入之前都经过批准。 因为节点被认为是可信的，所以安全层不需要那么健壮。

什么是区块链平台？

区块链平台允许用户和开发人员在现有区块链基础设施之上创建新用途。 一个例子是以太坊，它有一种叫做以太 (ETH) 的本地加密货币。 但以太坊区块链还允许为初始代币发行 (ICO) 和不可替代代币 (NFT) 创建智能合约和可编程代币。 这些都是围绕以太坊基础设施构建的，并由以太坊网络上的节点保护。

谁发明了区块链？

区块链技术最早由两位数学家 Stuart Haber 和 W. Scott Stornetta 于 1991 年提出，他们希望实现一个文档时间戳不可篡改的系统。 1个

在 1990 年代后期，Cypherpunk Nick Szabo 提议使用区块链来保护称为 Bit Gold 的数字支付系统（从未实施）。