区块链技术全解析：从原理到应用

什么是区块链？帮助你理解的漫画（初学者必读）

事实上，在早期的密码学界，“区块链”一词被用来称呼比特币的底层技术为“Bitcoin”，大写为英语。
B开头的比特币指的是比特币的网络系统或网络协议。

然而，由于公众的困惑，现在人们在谈论比特币时非常抵触，认为比特币就是非法、诈骗、传销的代名词，是互联网金融又一个现象级泡沫！结果，人们不得不合并所有底层技术（时间戳、工作量证明机制等），并且为了与比特币区别，他们将其更名为Blockchain，翻译过来就是“区块链”。
“区块链”一词就是这样出现的。

区块链不是单一技术，而是一系列技术的集合。

我们应该如何理解区块链？我们先用大家都津津乐道的爱情故事来举个简单的例子。
建立一个简单的区块链模型，那么在这个区块链模型中谈恋爱就会出现以下情况：

未来所有适龄男女都会谈恋爱、结婚的整个过程承诺将得到所有其他适龄男女的同意。
，所有发生在两个人之间的故事都会形成一个街区。

所有其他男人和女人都是链条。
如果有第三方介入或者你侵犯了伴侣，别人都能看到，你以后就永远找不到伴侣了。

准确地说，区块链是一个“全中心”系统，即链上的每个节点都是中心。

试婚男女坠入爱河，在朋友圈秀恩爱，许诺相爱一生，被所有适婚男女知晓，这就是区块链的应用。
如果有一天一方食言了，别以为删除照片会有用，因为一切都是所有适婚男女都记录下来的。

无法删除、无法更改，这就是区块链技术。

区块链的通俗解释是什么？一张图就能看懂。

什么是区块链？最近的热门话题，很多人都在讨论区块链的问题。
最近，国内一些公司开始开发一些利用区块链技术的产品。
区块链是比特币使用的底层技术。
这是因为比特币的流行让很多人关注比特币，但很多人对区块链不感兴趣。
我还是不太明白它是什么，那我给我解释一下区块链吧。

比特币是很多人都在关注的数字货币，而比特币的底层技术就是区块链。
区块链是一种计算机技术，也是一种新的应用模式。
区块链就像一个大型数据库分类帐。
所有交易都记录在这个大账本中。
记录这个账本的人与传统的簿记员有很大不同。
传统的簿记通常由专门的簿记员完成。
会计方执行业务。
比如淘宝、天猫由阿里巴巴核算，微信交易由腾讯核算。
在区块链中，所有人都参与记账。
每个参与会计的人都有一个分类账。
。

让我举个例子。
例如，A想向B借1万元，B想把钱借给A，但担心A借钱后会拖欠债务，所以在借钱时，他会寻找第三人。
三方公证员帮B记账。
这是传统的会计方法，依赖第三方来获取信任。
会计账簿在第三方手中。
这种记账方法不存在第三方篡改资本化的可能性，而去中心化意味着借款时不需要公证人，不需要依赖第三方来获取信任。
去中心化的情况就像B借钱给A时，B拿着扩音器喊“A向我借了1万元，请帮我记账”。
这个时候，大家都会拿起手中的账本来记账。
每个人都有一本账本，可以避免账本被篡改的可能性。

2019年10月25日，新闻广播发出了一个非常重要的信号：国家要大力发展区块链。
此后，区块链成为网红，“区块链”的身影飘荡在大街小巷。
事实上，不少科技公司已布局区块链技术。

虽然区块链很受欢迎，但很多人对区块链并不了解。

什么是区块链？

我们先来看看度娘是怎么解释的。
百度百科显示：区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

区块链为什么叫区块链？

区块链是由区块一一链接而成，区块是一一的存储单元，记录着各个区块节点的通信信息。
块很像数据库的记录。
每次写入数据都是创建一个块。
随着信息交换的扩大，一个区块与另一个区块相延续，其结果被称为区块链。

区块链有什么特点？

区块链主要具有以下特点：

1.去中心化：在区块链系统中，每个节点都拥有平等的权利和义务。
，这里没有中央控制。
去中心化在彼此之间建立了良好的信任关系。
虽然没有中央管理机构，但人们可以相互协作、相互信任。
这主要应用了区块链分布式账本技术。

2.开放性：区块链数据对所有人开放。
除了一些加密信息不公开外，大家都可以在这里查看数据。

3.独立性：整个区块链系统不依赖其他第三方。
所有节点都可以自动、安全地验证和交换系统内的数据，无需任何人为干预。

4.安全性：区块链具有一定的安全性，不可篡改。
因为区块链系统中每个人都拥有相同的账本，如果有人想要篡改它，只有控制超过51%的记账节点才有可能伪造一条不存在的记录。
当然，这基本上是不可能的。
这主要是得益于区块链的核心技术：共识机制。
共识机制具有“少数服从多数”、“人人平等”的特点。

5.匿名：很多人认为，如果区块链如此公开透明，我们会失去隐私吗？其实不然，虽然区块链中的交易信息是公开透明的，但账户的身份信息是加密的，只有经过授权才能访问。

现在我给大家讲一个故事，帮助大家更好地理解区块链。

家里有三个人，妈妈、爸爸、哥哥、弟弟。
去年，父亲负责家里的账本。
家里所有的收入和开支都是他一个人负责。

然而，双十一这天，一向节俭的妈妈却想在某家店给自己买一件漂亮的衣服。
当她查看账本时，发现有些不对劲。
按理说，除了存入银行和理财的一些钱外，家里日常消费的钱去向都在这个账本里，但无论怎么看都是错的。
有些消费明明没有记录，却被记录了。

后来，父亲主动坦白，他忍不住买了一包烟。

后来妈妈改变策略，全都记账。
每个人都将每月的消费支出记录在自己的账本上。
每当家里有交易或者消费的时候，妈妈就会喊一声“记下来”，每个人都会把交易记录在自己的账本上。
这就是去中心化的记账模式，每个人都是中心，每个人都有账本。

爸爸以前的记账模式是中心化记账，如果有人想做某件事，很难让任何人看到。
去中心化记账模式很好地解决了中心化记账的缺点。
如果爸爸想要篡改账本，那就很难了。

举个例子，爸爸想从账本上拿点钱偷偷买烟，钱的数量是有限的，如果他想拿钱，就得把账本改掉，但只是篡改自己的账本是不行的，他必须把包括他自己在内的三个人的账本全部改掉。
而这无疑比登天还要困难。

所以，很多时候父亲萌生了抽烟的念头，但碍于目前的情况，他只好放弃了这个念头。

区块链和比特币是同一个东西吗？

其实，区块链和比特币不是一回事。
它只是比特币的底层技术。
比特币是第一个应用区块链的数字货币。

2008年，中本聪首次提出区块链的概念。
在随后的几年里，它成为电子货币比特币的核心组成部分，充当所有交易的公共账簿。
区块链首先应用于比特币。

区块链的起源是为了解决信任问题，而区块链最成功的应用之一就是数字货币。
比特币可以说是迄今为止区块链最成功的应用。

区块链有哪些应用？

区块链的应用其实非常广泛。
除了数字货币之外，比特币未来的应用还是非常广泛的。
区块链技术已广泛应用于不同行业。
如产品溯源、版权保护与交易、支付结算、物联网、数字营销、医疗保健等，推动不同行业快速进入“区块链+”时代。

1.支付清算：区块链可以放弃中转银行的角色，实现点对点支付，减少中转费，加快资金使用。

2.产品溯源：比如我们在某家商店购买了一件衣服，我们可以看到这件衣服的前世今生。

3.证券交易：传统证券交易需要四大机构协调，效率低、成本高。
区块链技术可以独立完成一站式服务。

4.供应链：将区块链技术引入供应链系统，系统内信息同步可以控制各个环节，更好地完成分工协作，便于后续问责。

5.知识产权：有了版权上链，我们的摄影作品、音乐作品、文学作品等都将成为我们的信息，信息的所有权得到确认，成为我们的财产。

漫画：什么是区块链

什么是区块链？

区块链，英文Blockchain，本质上是一个去中心化的分布式数据库。
任何人只要搭建自己的服务器并连接到区块链网络，都可以成为这个庞大网络的节点。

既然区块链本质上是一个数据库，那么它里面到底存储了什么？我们先来看看区块链的基单位：区块。

一个块分为两部分：

1.块头

块头存储了该块的头信息，包括前一个块。
哈希值（PreHash）、块体哈希值（Hash）、时间戳（TimeStamp）等。

2.块体

块体存储了该块的详细数据（Data）。
该数据包含几行记录，可以是交易信息，也可以是其他信息。
某种信息。

刚才提到的哈希值是什么意思？

大家一定听说过MD5。
MD5是一种典型的哈希算法，可以将任意长度的明文字符串转换为固定长度（128位）的字符串。
这个字符串就是哈希值。
。

在我们的区块链中，使用了一种更复杂的哈希算法，称为SHA256。
经过一系列复杂的计算，最新的数据信息（比如交易记录）最终会通过这种哈希算法转换成256位的哈希值字符串，这就是区块头中的Hash。
格式如下：

a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0

区块与Hash一一对应，Hash可以视为区块的唯一标识。

不同的块如何相互关联？依靠Hash和PreHash来关联。
每个区块的PreHash和前一个区块的Hash值相等。

为什么我们需要计算区块的哈希值？

由于区块链是链式结构，因此必须有链的头节点（第一个区块）和尾节点（最后一个区块）。
一旦有人计算出区块链中最新数据的哈希值，相当于打包了最新的交易记录，就会创建一个新的区块，并连接到区块链的末端。

新区块头的Hash是刚刚计算出的哈希值，PreHash等于前一个区块的Hash。
块体中的数据存储了打包前的交易记录，这部分数据信息已经变得不可修改。

这个计算哈希值并创建新区块的过程称为挖矿。

用于海量计算的服务器称为矿机。

进行计算的工作人员称为矿工。

计算哈希值有什么难的？我们来给出最基本的解释。
哈希值计算公式如下：

Hash=SHA-256（上一个区块的Hash+新区块的基本信息+交易记录信息+随机数）

其中，交易记录信息也是一串哈希值，其计算涉及到一个数据结构MerkleTree。
有兴趣的朋友可以查一下相关资料，我们暂时不介绍。

这里的关键计算困难在于随机数的生成。
为了增加Hash计算的难度，区块链的猥琐发明者要求Hash结果的前72位必须为0，这个概率实在是太小了。

由于（上一个区块的Hash+新区块的基本信息+交易记录信息）是固定的，所以能否得到符合要求的Hash完全取决于随机数的值。
矿工必须经过大量的计算，反复生成随机数，试图“碰碰运气”，才能得到正确的哈希值并成功挖矿。

同时，区块头还包含动态难度系数。
当世界上的硬件算力变得越来越快时，区块链的难度系数也会随之增加，使得整个网络平均需要10分钟才能生成一个新的区块。

你们知道挖矿有多难吗？需要补充的是，不同的区块链应用在细节上是不同的。
这里描述的挖矿规则以比特币为例。

区块链的应用

比特币（BitCoin）的概念最早由中本聪于2008年提出，随后基于这一思想设计并发布了开源软并构建它是P2P网络。
比特币是一种P2P形式的数字货币。
点对点传输意味着去中心化的支付系统。

什么是P2P网络？

传统货币由央行统一发行，所有个人储蓄均由银行统一管理。
这是一个典型的中心化系统。

比特币部署在由世界各地的许多对等节点组成的去中心化网络上。
每个节点都有资格记录和发行这种数字货币。

比特币的底层数据存储是基于区块链技术的。
比特币中的每笔交易都对应于块体数据中的一行。
一个简单的图如下：

交易记录的每一行都包含时间戳、交易详细信息和数字签名。

该表只是为了便于理解。
实际存储的交易详情是匿名的，仅记录付款人和收款人的钱包地址。

对于数字签名，可以理解为每笔交易的防伪标记，由非对称加密算法生成。

我们来谈谈比特币矿工的奖励：

比特币协议规定，挖出新区块的矿工将获得奖励，从2008年开始一直是50个比特币。
之后每过半年减半4年了，目前2018年是12.5个比特币。
新流通的比特币都是这样诞生的。
难怪大家都那么渴望开采比特币！

区块链的优点和缺点

区块链的优点：

1.去中心化

区块链不依赖一个中心节点，整个系统的数据由全网所有对等节点共同维护，数据可以存储和验证。
这样，除非攻击者黑掉了整个网络一半以上的节点，否则整个系统就不会被破坏。

2.信息不可篡改

区块中的数据·不可篡改。
一旦数据被篡改哪怕是一点点，整个区块对应的哈希值也会随之改变，不再是有效的哈希值，后续链接的区块也会被破坏。

缺点区块链：

1.能源消耗过多

如果想要生成新的区块，就必须使用大量的服务器资源来执行大量不必要的工作。
试探性的计算会消耗大量的能量。

2.信息网络延迟

以比特币为例。
任何交易数据都需要同步到所有其他节点。
同步过程不可避免地会受到网络传输延迟的影响。
，这需要很长时间。

一些补充：

1.本漫画部分内容参考阮一峰的博文《区块链入门教程》。
感谢这位大师的科普。

2.由于篇幅有限，关于MerkleTree和非对称加密的知识暂时没有详细讨论。
有兴趣的朋友可以查阅资料进一步研究。

什么是区块链技术？区块链到底是什么？什么叫区块链？

1.所谓区块链技术，简称BT（区块链技术），也称为分布式账本技术，是一种互联网数据库技术，特点是去中心化、公开透明，让每个人都参与数据库记录。

简单解释一下：如果我们假设数据库是一个账本，那么对数据库的读写就可以认为是记账行为。
区块链技术的原理是获取一定时期内的会计信息。
最快、最好的人将维护帐户，然后将该信息页发送给整个系统中的其他人。

2.区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

区块链是比特币中的一个重要概念。
本质上，它是一个去中心化的数据库。
作为比特币的底层技术，它是一系列相互关联的密码技术。
生成的每个数据块都包含一包比特币。
网络交易的信息，用于验证信息的准确性（防伪保护）并生成下一个区块。

扩展信息：

区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层。
其中，数据层封装了基础数据块及其关联的础数据和数据加密、时间戳等基础算法；网络层包括分布式网络机制、数据传播机制、数据验证机制，主要封装网络节点；共识算法。

激励层将经济因素融入到区块链技术体系中，主要包括经济激励的发行机制和分配机制。
合约层基本封装了各种脚本、算法和智能合约，是可编程的基础连锁功能；应用层封装了区块链的各种用例和用例。

来源：百度区块链百科

来源：百度区块链百科

什么是区块链技术

区块链的概念是什么?