深度解析：区块链五大核心特点解析

区块链有哪些特点？

区块链的特点：

1.区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件，也没有中央控制。
除了自治区块链本身之外，每个节点通过分布式记账和存储实现信息的自我验证、传输和管理。
。
去中心化是区块链最突出、最重要的特征。

2.开放性。
区块链技术基于开源代码。
除了加密交易参与者的私人信息外，区块链数据对所有人开放。
任何人都可以通过公共接口查询区块链数据并开发相应的应用程序。
。

3.独立。
基于商定的规范和协议（类似于比特币使用的哈希算法等各种数学算法），整个区块链系统独立于其他第三方。
所有节点都可以在系统内自动、安全地验证和交换数据，无需任何操作。
对于任何人为干预。

4.安全。
直到你能控制所有数据节点的51%之前，你无法随意操纵和改变网络数据。
这使得区块链本身相对安全，避免了对数据的主观、人为更改。

5.匿名。
从技术角度来看，除非法律要求，每个区块节点的身份不需要公开或验证，信息的传递可以匿名进行。

要更改块中的数据，所有该块之后的块必须重新创建。

让我们以工作量证明区块链网络（例如比特币和以太坊）为例。
恢复所有区块篡改数据只需要51%的算力。
然而，数据破坏并不符合拥有强大算力的玩家的利益。
这种实用的设计增加了区块链数据的可靠性。

“修改。
”修改过程会留下痕迹，因此区块链无法被篡改。

区块链有什么原则(区块链的原理和特征)

区块链技术是一种革命性的工具，用于记录交易并将它们链接在一起形成“链”，即分布式账本。

建筑公司使用区块链来控制供应链和合同，使得管理甚至非常大的建筑项目变得更加容易。

区块链是一系列相互连接的数据“块”，形成分布式账本，可以将其视为一个单词链，每个单词都链接到项目内的单独交易。

如果供应商完成交货并履行合同，则已完成的合同将最终确定并添加为链中的新“块”或链接。
这使得区块链具有自然的顺序，在搜索信息时很容易遵循。

区块链的三个原则将其定义为安全、去中心化和可扩展，适用于任何规模的项目。

由于区块链项目是去中心化的，因此它们消除了项目内典型的信息层次结构。
这提高了项目透明度并减少了就简单目标进行来回沟通的需要。
结果是任何项目都可以通过区块链技术变得更加高效。

尽管区块链影响许多行业，但在建筑行业，它简化了项目管理。

区块链技术为建筑行业带来了六大直接好处：

区块链的好处令人兴奋，但实施成本可能很高，需要项目参与方的投资。

行业怀疑是大规模实施的另一个挑战。
这些挑战并非不可能克服。
安全性、去中心化和可扩展性可以使任何规模的建设项目受益。

所谓“共识机制”，就是通过特殊节点的投票，在极短的时间内完成交易的验证和确认；对于一笔交易，如果几个利益无关的节点能够达成共识，我们就可以认为全网也能就此达成共识。
更简单的说，如果一个中国的微博网红、一个美国的虚拟货币玩家、一个非洲的学生、一个欧洲的旅行者，彼此并不认识，但是他们都一致认为你是一个好人，那么基本上就可以我断定你不是一个坏人。

为了让区块链网络的整个节点保持相同的数据并保证每个参与者的公平性，整个系统的所有参与者必须有一个统一的协议，这就是我们这里所需要的。
所有比特币节点都遵循统一协议的规范。
协议规范（共识算法）由相关共识规则组成，可分为两个主要核心：工作量证明和最长链机制。
所有规则（共识）的最终表达是最长的比特币链。
共识算法的目的是保证比特币在最长的链上持续运行，从而保证整个记账系统的一致性和可靠性。

区块链用户在进行交易时不需要考虑对方的信用，不需要信任对方，也不需要可信的中介机构或中央机构来遵循区块链协议。
交易顺利的前提不需要可信的第三方中介是区块链的共识机制，即在相互理解和信任的市场环境中，参与交易的每个节点都考虑自己的利益，不违反任何作弊规定和行为因此，每个节点都会主动、自觉地遵守预设的规则来判断每笔交易的真实性和可靠性，并将检验合格记录写入区块链。
每个节点的利益不同，逻辑上不存在串通欺骗的动机。
当网络中的某些节点具有公众声誉时，这一点尤其明显。
区块链技术采用基于数学原理的共识算法，建立节点间“信任”的网络，利用技术手段打造创新的信用网络。

目前，区支付行业主要的共识算法机制包括四大类：工作量证明机制、公平性证明机制、动作授权证明机制和矿池验证池。

工作量证明机制就是工作量证明，它包括生成有关要添加到区块链的交易的新信息（……创建新块时必须满足的要求）。
在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希的数值解来竞争记账权。
能否获得正确的数值解来生成区块，是节点算力的具体体现。
工作量证明机制的优点是完全去中心化。
在具有共识等工作量证明机制的区块链中，节点可以自由进入和退出。
著名的比特币网络使用工作量证明机制来生产新货币。
然而，由于工作量证明机制在比特币网络中的应用吸引了全球大部分计算机的算力，其他想要尝试使用该机制的区块链应用很难达到相同的算力规模以维护您的安全。
同时，基于工作量证明机制的挖矿也造成了极大的资源浪费，达成共识所需的周期也较长，因此这种机制不适合商业应用。

2012年，一位化名SunnyKing的网友推出了Peercoin，这是一种加密电子货币，采用工作量证明机制发行新币，并采用权益证明机制来维护网络安全和网络安全。
权益证明机制首次在加密电子货币中发挥作用。
权益证明并不要求验证者执行一定量的计算工作，而是只要求验证者提供一定数量的加密货币的所有权。
权益证明机制的工作方式是，当创建一个新区块时，矿工必须创建一笔“币权”交易，该交易按照预设比例向​​矿工自己发送一定数量的币。
权益证明机制根据算法根据每个节点拥有代币的比例和时间，等比例降低节点的挖矿难度，从而加快随机数的搜索速度。
这种共识机制可以减少达成共识所需的时间，但本质上仍然需要节点网络执行挖矿操作。
因此，PoS机制并没有从根本上解决PoW机制在商业领域应用困难的问题。

共享权限认证机制是一种保证网络安全的新型共识机制。
在试图解决传统PoW机制和PoS机制问题的同时，还可以通过实施技术民主来弥补中心化的负面影响。

股份授权的认证机制与董事会的投票类似。
这个机制内置了实时股东投票系统，就像系统随时召集无穷无尽的股东大会一样。
所有股东对公司决策进行投票。
基于DPoS机制建立的区块链的去中心化是基于一定数量的代表而不是所有用户。
在这样的区块链中，所有节点投票选出一定数量的节点代表，节点代表代表所有节点确认区块并维持系统的有序运行。
同时，区块链上的所有节点都有权随时罢免和任命代表。
如果有必要，所有节点都可以投票取消当前节点代表的资格，重新选举新的代表，实现实时民主。

动作授权认证机制可以大大减少参与验证记账的节点数量，从而实现秒级共识验证。
但这种共识机制仍然无法完美解决区块链在商业中的应用问题，因为这种共识机制无法摆脱对代币的依赖，而很多商业应用中并不需要代币的存在。

池验证池基于传统的分布式一致性技术，并辅以数据验证机制。
这是当前区块链广泛使用的共识机制。

矿池验证池不需要依赖代币来运行。
基于成熟的分布式共识算法（Pasox、Raft），可以实现秒级共识验证，更适合多方参与。
参与。
中心的商业模式。
不过，矿池验证池也存在一些缺点。
比如共识机制所能达到的分布式程度就不如PoW机制。

这里我们主要讲解一下区块链算法的一些原理。
工作负载测试机制和比特币网络。
如何展示你的工作量，希望大家能够对共识算法有一个基本的了解。

工作负载测试系统的主要特点是客户端必须做一定量的困难工作才能得到结果，而验证者可以很容易地利用结果来检查客户端是否做了相应的工作工作工作。
这种方法的一个关键特征是不对称性：工作方程适中且易于验证者验证。
它与验证码不同，验证码对于人类来说比计算机更容易解决。

下图展示了工作负载测试流程。

比如你提供一个基本字符“hello,world!”，我们给出的工作量要求是你可以在这个值后面添加一个叫做nonce（随机数）的整数字符创建，对修改（未添加）的字符的创建执行SHA-256运算，如果结果（以十六进制形式表示）以“0000”开头，则检查通过。
为了实现这一工作量证明目标，您需要不断增加随机数值并对生成的字符创建执行SHA-256哈希运算。
根据此规则，需要4251次操作才能找到具有4个前导零的哈希值。

通过这个例子我们对工作负载测试机制有了初步的了解。
有些人可能会认为，如果工作量证明只是这样一个过程，那么只要记住nonce是4521就足以让计算通过检查。
当然不是，这只是一个例子。

下面我们简单地将输入改为“Hello,World!+整数值。
整数值范围为1到1000，也就是说将输入转化为1到1000的数组：Hello,World!1;Hello,World!2;...;Hello,World!1000然后依次对数组中的每个输入进行上述工作证明：找到4的哈希值。

由于哈希值的伪随机性，根据概率论的相关知识很容易计算出，预计需要2的16次方的尝试。
得到一个有四个前导零的哈希，你统计一下刚才执行的1000次计算的实际结果，你会发现平均计算次数是66958，非常接近2的16次方。
(65,536)。
在这个例子中，数学预测的计算次数实际上就是所需的“工作量”。

实际用于统计输入字符并得到对应目标结果的计算次数如下：

对于比特币网络中的任意节点，如果要生成一个新的阻止它并将其添加到区块链中，比特币网络的这个难题需要解决。
这个问题的关键要素是工作量证明功能、阻塞和难度值。
工作量测试函数是这道题的计算方式，区块是这道题的输入数据，难度值决定了理解这道题需要的计算量。

比特币网络中使用的工作量证明功能就是上面提到的SHA-256。
这些区块实际上是在工作量证明过程中生成的。
矿工不断构建区块数据，并检查每个计算结果是否满足所需的工作量，从而确定该区块是否满足网络的困难。
区块头是比特币工作量证明功能的输入数据。

难度值对于想要挖矿的矿工来说是一个重要的参考指标。
确定生成合法块需要多少次哈希运算。
比特币网络大约每10分钟生成一个区块。
如果新区块的生成在不同的网络算力条件下基本保持这个速度，则难度值必须根据全网算力的变化进行调整。
总的原则是保证网络总是在10分钟内生成新的区块，无论挖矿算力如何。

难度值的调整在每个完整节点中独立且自动地发生。
2016年的每个区块，所有节点都会按照统一的格式自动调整难度值。
该公式基于2016年最后一个区块所花费的时间和预期时间（假设每10分钟产生一次提现，则预计时间为20160）。
分钟）并根据实际持续时间和预期持续时间之间的关系进行调整。
即如果出块速度快于10分钟，仍然增加难度值，降低难度值；公式表示如下：

新难度值=旧难度值*（20160分钟/2016年最后一个区块所花费的时间）。

工作量证明必须有一个目标值。
比特币工作量证明的目标值（Target）的计算公式如下：

目标值=最大目标值/难度值，其中最大目标值是一个常数值0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

目标值的大小与难度值成反比。
为了获得比特币工作量证明，矿场中计算出的区块的哈希值必须小于目标值。

我们也可以简单理解比特币的工作流程，通过不断修改区块头（即尝试不同的nonce值）并将其作为输入，进行SHA-256哈希运算，找到产生特定格式的哈希值（即需要一定数量的前导0），并且需要的前导0数量越多，难度就越大。

比特币工作量证明难题的步骤可大致概括如下：

该过程可用下图表示：

证明比特币的主要工作就是我们俗称的“挖矿”。
了解工作量证明机制将为进一步理解比特币区块链的共识机制奠定基础。

区块链的技术原理是什么？

区块链技术涉及的关键点包括：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集体维护集体维护（CollectiveMaintenance）、可靠数据库（ReliableDatabase）、时间戳（Timestamp）、非对称密码学（AmetryCryptography）等。

区块链技术重新定义了网络中信用的产生方式：在系统中，参与者不需要知道其他人的基本信息，也不需要依赖第三方机构的抵押或担保。
区块链技术保证了系统记录、传输和存储价值转移活动且最终结果必须可信。

扩展资料

区块链技术原理的来源可以概括为一个数学问题：拜占庭将军问题。
拜占庭将军问题延伸到了互联网的生活中，其内涵可以概括为：在互联网背景下，当需要与未知的对方进行价值交换活动时，人们如何避免被欺骗？邪恶的破坏者？感到困惑并做出错误的决定。

拜占庭将军问题进一步延伸到技术领域。
其内涵可以概括为：在没有可信中心节点和可信通道的情况下，分布在网络中的各个节点该怎么办？达成共识。
区块链技术通过提供一种无需信任单个节点即可创建共识网络的方法，解决了著名的拜占庭将军问题。

参考来源：百度百科-区块链

区块链设计原则

我们团队迄今为止所学到的——关于区块链的具体业务和用户需求——为区块链的具体业务和用户需求提供了信息我们的设计工作。

目前，IBM的区块链设计团队正在设计从供应链流程到文档、从开源开发工具到区块链即服务的一切。
这就是该行业的本质：疯狂地寻找一种技术的所有可能应用，这种技术有可能大幅降低金融、医疗保健和政府等部门的成本和低效率。

尽管设计采取了许多不同的方向，但我们的用户需求中有一些共同的主题影响了我们作为一个团队的设计原则。
这是IBM区块链设计团队对这些原则的第一次迭代——当我们批评我们的工作并确定设计决策的优先级时，我们关注的重点是这些原则。

“仅仅因为区块链技术旨在消除对信任的依赖，并不意味着用户会信任机器或网络。
”—JonnyHowle，UX/UI设计师

我们的许多用户都在处理高度敏感信息的行业工作，保持他们的信任对我们的业务至关重要。
几乎每个人都是区块链的“新手”，对区块链的理解和安全程度各不相同。
用户应该将我们的产品（及其背后的人员）视为值得信赖、可靠和稳定的。
我们通过仔细的数据披露、一致性、反馈、预测错误和主动指导来实现这一目标。

一些用户需要比其他用户更多地接触区块链数据：许多用户需要了解区块链技术如何取代他们以前的流程才能感到信任。
数据暴露会影响用户对应用程序工作原理的理解。
例如，数据显示发生了函数调用或可以证明某些内容是加密安全的。

对于决策：在包含数据元素时，我们使用以下层次结构：

1.

2.如果数据不可用，则应将其用于建立信任和/或教育目的。

“老派”区块链工具显示许多长加密哈希值。
它们不是人类可读的。
它们对用户没有用...但人们喜欢它们！为什么？这是一种很舒服的感觉：“我可以看到一个非人类可读的链码ID，所以我相信我所看到的东西是安全的。
”—EdMoffat，设计主管

在产品和客户体验之间创建视觉一致性对于感知可信度至关重要。
我们使用基于网格的布局（具有显着且成比例的负空间）。
，强大的排版层次结构和有意义的颜色的应用

拥有一致的用户体验让我们的用户感到舒适，这对于新的区块链技术尤其重要，因为这可以帮助采用和学习设计师

<由于区块链的视觉语言仍在编纂中，因此我们使用图像来说明概念时要小心。
虽然我们创建指向熟悉元素的链接来帮助用户保留信息，但我们对视觉隐喻持谨慎态度-简化某些概念实际上可能会误导或在以后引起混乱。

我们创建了所有这些。
努力使用无行话、一致的术语，这些术语简洁、清晰且符合用户的自然沟通模式。
我们保持对话的语气，但不要太随意或不敬。
我们的团队特别关注像身份、更新和网络这样的词，这些词具有通过工具提示和进度条向用户展示新词汇，从而减少原本艰巨的学习过程。

—KaylaWhite，用户界面设计师

无论上下文如何，我们都不包含使界面混乱或让用户感到困惑的元素：每个元素都有其用途，没有任何装饰。
我们利用常见的设计模式并减少用户必须进行的学习量。

在许多情况下，我们的许多角色都将成为该流程的一部分。
为了促进协作，我们设计了用户分配任务之前和之后的步骤。
团队对我们技术的采用是我们业务模式的核心，因此我们很自然地重视包容性和易于访问的设计。

复杂性设计并不意味着让事情变得简单。
让任务变得更容易，但不要剥夺控制权。

—DanteGuintu，UI设计师

对区块链技术的热情增加了关注机器需求而不是人类需求的趋势。
作为设计师，我们必须不断致力于解决问题并为人类创造愉快的体验。
我们需要平衡区块链的本质和以人为本的设计之间的紧张关系。

即使对于非技术用户来说，区块链的技术概念似乎也非常有吸引力。
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EdMoffat

由于区块链的许多应用都具有非常强大的潜力，因此我们必须谨慎地以道德方式行事和设计。
这意味着确保我们的项目（从用户研究参与者到我们自己的团队）具有多样性。

我们的设计团队始终处于协作状态：研究、测试并关注不断变化的用户需求和设计模式。
我们致力于保护和捍卫我们的用户，考虑边缘情况和异常值，并考虑用户的情绪。
我们致力于改善用户的生活，而不会给他们带来新的问题。

设计不是静态的。
该团队的主要口号是我们追求卓越，而不是完美。

——创意总监肖恩·巴克莱

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