區(qū)塊鏈技術的工作原理？從頭開始學習區(qū)塊鏈

1、區(qū)塊鏈技術的工作原理？從頭開始學習區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈的原理：去中心化的分布式記賬系統(tǒng)區(qū)塊鏈技術的核心是所有當前參與的節(jié)點共同維護交易及數(shù)據(jù)庫，它使交易基于密碼學原理而不基于信任，使得任何達成一致的雙方，能夠直接進行支付交易，不需第三方的參與。?從技術上來講，區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結構，反映了一筆交易的資金流向。系統(tǒng)中已經(jīng)達成的交易的區(qū)塊連接在一起形成了一條主鏈，所有參與計算的節(jié)點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。一個區(qū)塊包含以下三部分：交易信息、前一個區(qū)塊形成的哈希散列、隨機數(shù)。交易信息是區(qū)塊所承載的任務數(shù)據(jù)，具體包括交易雙方的私鑰、交易的數(shù)量、電子貨幣的數(shù)字簽名等；前一個區(qū)塊形成的哈希散列用來將區(qū)塊連

2、接起來，實現(xiàn)過往交易的順序排列；隨機數(shù)是交易達成的核心，所有礦工節(jié)點競爭計算隨機數(shù)的答案，最快得到答案的節(jié)點生成一個新的區(qū)塊，并廣播到所有節(jié)點進行更新，如此完成一筆交易。1.1什么是區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈(BlockChain)是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術方案。該技術方案主要讓參與系統(tǒng)中的任意多個節(jié)點，通過一串使用密碼學方法相關聯(lián)產生的數(shù)據(jù)塊(block),每個數(shù)據(jù)塊中包含了一定時間內的系統(tǒng)全部信息交流數(shù)據(jù)，并且生成數(shù)據(jù)指紋用于驗證其信息的有效性和鏈接(chain)下一個數(shù)據(jù)庫塊。?通俗一點說，區(qū)塊鏈技術就指一種全民參與記賬的方式。所有的系統(tǒng)背后都有一個數(shù)據(jù)庫，也就是一個大

3、賬本。那么誰來記這個賬本就變得很重要。目前就是誰的系統(tǒng)誰來記賬，各個銀行的賬本就是各個銀行在記，支付寶的賬本就是阿里在記。但現(xiàn)在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的每個人都可以有機會參與記賬。在一定時間段內如果有新的交易數(shù)據(jù)變化，系統(tǒng)中每個人都可以來進行記賬，系統(tǒng)會評判這段時間內記賬最快最好的人，將其記錄的內容寫到賬本，并將這段時間內賬本內容發(fā)給系統(tǒng)內所有的其他人進行備份。這樣系統(tǒng)中的每個人都了一本完整的賬本。因此，這些數(shù)據(jù)就會變得非常安全。篡改者需要同時修改超過半數(shù)的系統(tǒng)節(jié)點數(shù)據(jù)才能真正的篡改數(shù)據(jù)。這種篡改的代價極高，導致幾乎不可能。例如，比特幣運行已經(jīng)超過7年，全球無數(shù)的黑客嘗試攻擊比特幣，但是至今為止

4、沒有出現(xiàn)過交易錯誤，可以認為比特幣區(qū)塊鏈被證明是一個安全可靠的系統(tǒng)。1.2為什么會有區(qū)塊鏈創(chuàng)新人類在活動的過程中需要交流，而交流是以信息為基礎的，以前信息流通不夠便利，無法滿足市場參與者對信息的需求，因此中介、中心隨之誕生。這種中心化體系存在高成本、低效率、價值分散、“信息孤島”以及數(shù)據(jù)存儲不安全的問題。但由于技術和環(huán)境因素導致這種體系仍然持續(xù)運營多年，直到互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)。第一代互聯(lián)網(wǎng)的起點是TCP/IP協(xié)議，就是執(zhí)行一個網(wǎng)絡上所有節(jié)點統(tǒng)一格式對等傳輸信息的開放代碼，把全球統(tǒng)一市場所需要的自由、平等的基本價值觀給程序化、協(xié)議化、可執(zhí)行化?；ヂ?lián)網(wǎng)消滅了價值低、成本高的中間鏈條，去中心化的實現(xiàn)了全球

5、信息傳遞的低成本高效率。但是，第一代互聯(lián)網(wǎng)沒有解決信息的信用問題?；ヂ?lián)網(wǎng)上能去中心化的活動一定是無需信用背書的活動，需要信用做保證的一定是中心化的、第三方中介機構參與的活動。因此，無法建立全球信用的互聯(lián)網(wǎng)技術就在前進中遇到了很大的阻礙人們無法在互聯(lián)網(wǎng)上通過去中心化的方式參與任何價值交換活動。人們要實現(xiàn)價值交換，還是需要基于信用而存在的第三方中介機構（如銀行、清算機構、交易所）。全球中心化信用體系仍然存在運營成本高、效率低、易受攻擊破壞等問題。例如各國法幣，信用價值不同，清算體系也各不兼容，給全球貿易增加了很大成本。?因此，第二代互聯(lián)網(wǎng)必須突破的是：怎樣去中心化的建立全球信用？讓價值傳遞也低成本

6、高效率進行。我們需要在互聯(lián)網(wǎng)中創(chuàng)造一種技術，這種技術在無法保證人們互相信任的前提下，還可以從事價值交換的活動，從而做到真正的去中心化、去第三方中介機構，實現(xiàn)從信息互聯(lián)網(wǎng)到價值互聯(lián)網(wǎng)的轉變。1.3區(qū)塊鏈應用布比區(qū)塊鏈已經(jīng)應用于股權、供應鏈、積分等領域，并正在與交易所、銀行開展試驗和應用測試。數(shù)貝荷包做為布比區(qū)塊鏈平臺上的一款積分應用已于近期上線，對區(qū)塊鏈技術在各行業(yè)中的落地應用是一個很好示范作用。1.4為什么金融行業(yè)需要區(qū)塊鏈信任是金融業(yè)的基礎。為維護信任，金融業(yè)的發(fā)展催生了大量的高成本、低效率、單點故障的中介機構，包括托管機構、第三方支付平臺、公證人、銀行、交易所等。區(qū)塊鏈技術使用全新的加密認

7、證技術和去中心化共識機制去維護一個完整的、分布式的、不可篡改的賬本，讓參與者在無需相互認知和建立信任關系的前提下，通過一個統(tǒng)一的賬本系統(tǒng)確保資金和信息安全。這對金融機構來說具有重大的意義。所以全球金融巨頭紛紛探索區(qū)塊鏈應用，這一方面是為了防范被顛覆的風險，另一方面也是“為我所用”，提高效率、降低成本，從而鞏固、優(yōu)化并擴大既有勢力。?第一，區(qū)塊鏈能夠降低信任風險。區(qū)塊鏈技術具有開源、透明的特性，系統(tǒng)的參與者能夠知曉系統(tǒng)的運行規(guī)則，驗證賬本內容和賬本構造歷史的真實性和完整性，確保交易歷史是可靠的、沒有被篡改的，相當于提高了系統(tǒng)的可追責性，降低了系統(tǒng)的信任風險。例如，區(qū)塊鏈可以規(guī)避當前互聯(lián)網(wǎng)金融P2

8、P平臺的跑路、欺詐等事件。?第二，區(qū)塊鏈能夠提高支付、交易、結算效率。在區(qū)塊鏈上，交易被確認的過程就是清算、交收和審計的過程。區(qū)塊鏈使用分布式核算，所有交易都實時顯示在類似于全球共享的電子表格平臺上，實時清算，效率大大提升。例如，美國證券結算制度為T+3,區(qū)塊鏈卻能將效率提升到分鐘級別，這能讓結算風險降低99%，從而有效降低資金成本和系統(tǒng)性風險。?第三，區(qū)塊鏈能夠降低經(jīng)營成本。金融機構各個業(yè)務系統(tǒng)與后臺工作，往往面臨長流程多環(huán)節(jié)?，F(xiàn)今無論Visa、Master還是支付寶都是中心化機構運營，貨幣轉移要通過第三方機構，這使得跨境交易、貨幣匯率、內部核算、時間花費的成本過高，并給資本帶來了風險。區(qū)塊

9、鏈能夠簡化、自動化冗長的金融服務流程，減少前臺和后臺交互，節(jié)省大量的人力和物力，這對優(yōu)化金融機構業(yè)務流程、提高金融機構的競爭力具有重要意義。西班牙銀行認為，到2022年，區(qū)塊鏈技術幫助金融行業(yè)降低200億美元的記賬成本。?第四，區(qū)塊鏈能夠有效預防故障與攻擊。傳統(tǒng)金融模型以交易所或銀行等金融機構為中心，一旦中心出現(xiàn)故障或被攻擊，就可能導致整體網(wǎng)絡癱瘓，交易暫停。區(qū)塊鏈在點對點網(wǎng)絡上有許多分布式節(jié)點和計算機服務器來支撐，任何一部分出現(xiàn)問題都不會影響整體運作，而且每個節(jié)點都保存了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)副本。所以區(qū)塊鏈內置業(yè)務連續(xù)性，有著極高的可靠性、容錯性。?第五，區(qū)塊鏈能夠提升自動化水平。由于所有文件或資產都能夠以代碼或分類賬的形式體現(xiàn)，通過對區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)處理程序進行設置，智能合約及自動交易就可能在區(qū)塊鏈上實現(xiàn)。例如，智能合約可以把一組金融合同條款寫入?yún)f(xié)議，保證合約的自動執(zhí)行和違約償付。?第六，區(qū)塊鏈能夠滿足監(jiān)管和審計要求。區(qū)塊鏈上儲存的記錄具有透明性、可追蹤性、不可改變性的特征。任何記錄，一旦寫入到區(qū)塊鏈，都是永久保存且無法篡改的。任何交易雙方之間的交易都是可以被追蹤和查詢。?除了以上對現(xiàn)有系統(tǒng)和商業(yè)模式的積極作用外，區(qū)塊鏈還能夠驅動新型商業(yè)模式的誕生。一方面區(qū)塊鏈技術的特點