揭秘区块链：分布式记账原理与金窝窝技术解析

区块链记账原理

区块链是一个有序的区块列表，每个区块记录了一系列交易，每个区块都指向前一个区块形成链条。

区块链具有以下特点：

区块链是不可变的，由哈希算法保证。

什么是哈希算法/哈希：

安全哈希算法的特征：

哈希算法的作用：

假设我们相信安全的哈希算法：如果H(x)=H(y)，则x=y

常用的哈希算法：

比特币使用两种类型的哈希算法：哈希算法：

假设这个区块中有5笔交易。
首先对每笔交易进行第一次哈希，即两次SHA-256运算，得到5个哈希值，即a1、a2、A3、a4。
,a5，这五个哈希值也可以认为是数据。
将a1和a2相加，a3和a4相加，然后计算两个哈希值b1和b2。
怎么样a5？答案是复制a5并与a5连接计算哈希得到b3。
继续将b1和b2组合进行哈希运算得到c1。
同样的b3将被复制，然后与b3组合进行哈希；得到c2；最后将c1和c2连接起来进行哈希运算，得到最终的哈希值。

从MerkleHash的计算方法我们可以得出结论，改变任何一笔交易，哪怕是单个字节，或者改变两个交易的顺序，都会导致MerkleHash验证失败，从而导致自身锁定。
无效。
因此，MerkleHash被记录在头部，其作用是保证交易记录永远不会被修改。

区块本身由BlockHash来标识：BlockHash是唯一的区块标识符。
区块哈希并不是写入区块头，而是通过计算区块哈希得到。

一个区块的PrevHash记录了前一个区块的hash，这样就可以通过PrevHash来追踪前一个区块。
由于下一个区块的PrevHash会指向当前区块，因此每个区块的PrevHash。
每个区块都指向前一个区块，这些区块连接在一起形成区块链。
如果攻击者恶意攻击特定区块的交易记录，则该区块的MerkleHash检查将失败，因此攻击者只能重新计算MerkleHash，然后更改区块头的MerkleHash，但该区块本身的哈希值已经改变。
，并且指向该块的下一个块链接也不起作用。
由于比特币区块的哈希值必须满足一定的难度值，攻击者只能通过重新计算所有后续区块并对其进行篡改来改变整个区块链。

改变一个区块的成本已经非常高了。
如果你想改变整个区块链，成本是非常非常高的。
在比特币网络中，创建区块链需要全网51%以上的算力。
至此，比特币网络已经运行了6年，从未遭受过黑客攻击。

帮助您了解基于区块链的分布式记账原型的小故事：

一群小岛上的生活一群好人用海贝壳长期作为信用中介，并用其作为等价交换物来换取自己所需要的食物。
一千年后，岛上出现了一位大人物，要求所有人同意将他安置在岛上。
主树上的叶子充当唯一的信用中介。

凡是试图反抗的人都被扔进海里当鱼食，好人很快就被驯服了。

渐渐地，大汉家里的树叶就成了岛上等价的交换物品。
岛民必须首先用物品换取树叶，然后用树叶换取其他必需品。
日子一天天过去，大家手里的树叶越来越多，但买的东西却越来越少。
除了大汉和他的手下之外，很多人都过着忙碌的生活。

直到有一天，一个岛民穿越到了另一个岛上，发现了这个岛上的一种交换方法。
他们不使用树叶，而是将记录保存在一起。
所有岛民都将他们的活期账户保存在分类账中，所有交易都由分类账中的数字表示。
只要有6人认可，大家就认为账目是正确的。

如果这个人想买东西，他只需要注销并提货即可。
这种新方法比使用叶子作为中介更简单、更方便。
如果选择这种方式，岛上的个人都可以在不休假的情况下自由交易。
同时，由于账户是公开的，每个人都可以查看账户，这就消除了欺诈的可能性。

这种共享记账方式有比特币的影子，也是利用区块链技术的分布式记账的雏形。
一个岛上6个人相当于6节。
每个节点维护自己的账本，记录岛上岛民的交易。

区块链九个特征是什么,区块链应用九个领域

区块链的特性

区块链最重要的四个特性之一：不可篡改

区块链最容易理解的特性就是不可篡改的特性。

基于独特的“区块+链”账本形成不变性：包含交易的区块按时间顺序不断添加到链尾。
要更改块中的数据，必须重新生成该块之后的所有块。

共识机制的重要功能之一就是让修改大量区块的成本变得极高，几乎不可能。
以使用工作量证明的区块链网络（如比特币和以太坊）为例。
只需要51%的算力，就有可能重新生成所有区块来篡改数据。
然而，销毁数据并不符合拥有大算力的玩家的自身利益，而这种实用的设计增加了区块链上数据的可靠性。

一般情况下，区块链账本中的交易数据可以认为是未被“修改”的，只能通过批准的新交易来“纠正”。
修改过程会留下痕迹，这就是为什么区块链被称为防篡改，是指通过欺诈手段进行篡改或篡改。

在常规文件和关系数据中，除非采用特殊设计，否则系统本身不会记录修改痕迹。
区块链分类账的设计与文件和数据库不同。
它借鉴了账本设计本身——保留邮政轨道。
因此，我们不能不留痕迹地“修改”账本，而只能“改变”账本（见图2）。

图2：区块链账本“无法更改，只能更正”

区块链的数据存储被称为“账本”（ledger），这很像一个名字符合本质。
区块链账本的逻辑与传统账本类似。
例如，我可能错误地转了一笔钱给你，这笔交易被接受并记录在区块链账本中。
纠正错误和遗漏的方法不是直接改变账本，恢复到错误交易之前的状态，而是再做一次更正交易，你把钱转回给我。
当一笔新的交易被区块链账本接受时，错误和遗漏就会被纠正，所有纠正过程都会记录在账本中并可追溯。

采用区块链的一种想法是利用其不可变的特性。
农产品或商品的溯源应用，就是将其流通过程记录在区块链上，保证数据记录不被篡改，从而提供溯源证明。
在供应链领域使用区块链的一个想法是确保有权访问账本的人无法更改过去的记录，从而保证记录的可靠性。

2018年3月，在线零售集团京东发布的《区块链技术实践白皮书》中，京东认为区块链技术（分布式账本）的三大应用场景是：跨学科协作需要合理的信任和长期交易链的存在。
这三个应用场景都受益于区块链的不可篡改特性。
多主体在不可变的账本上进行协作，从而降低信任成本。
区块链账本中存储的是状态。
不涉及的数据状态不会改变，且数据越早，越难以篡改，适合长期交易。

区块链四个主要特征中的第二个：表达价值所需的唯一性

无论是可替代代币（ERC20）还是不可替代代币（ERC721）或其他拟议的代币标准，以太坊的代币展示了一个重要的区块链的功能：代表价值所需的唯一性。

在数字世界中，最基本的单位是比特，比特的基本属性就是可以复制。
但该值不能被复制，该值必须是唯一的。
正如我们之前讨论过的，这正是一个悖论：在数字世界中，很难使文件独一无二，至少是普遍的。
这就是为什么我们现在需要集中式账本来记录价值。

在数字世界中，我们不能像拿着现金一样手里拿着纸币。
在数字世界中，我们需要像银行这样的信用中介机构，我们的钱是由银行账本登记的。

比特币系统带来的区块链技术可以说第一次给数字世界带来了普遍的“唯一性”，而以太坊的代币则普及了数字世界中的价值表征功能。

2018年初，两位中国科技和互联网企业领袖一致强调区块链带来的“独特性”。
腾讯主要创始人兼首席执行官马化腾表示：“区块链确实是一项创新技术，用数字表达来表达唯一性。
区块链可以模拟现实中物理对象的唯一性。
”

百度创始人兼首席执行官李彦宏表示：“随着区块链的出现，我们真的可以通过让虚拟物体变得独一无二，这种互联网将与以前的互联网有很大不同。
”

通证经济的讨论和前景是基于基本面数字世界中的网络水平。
区块链提供了一种去中心化的价值表示和价值转移方式。
以以太坊为代表的区块链2.0时代，出现了更普世的价值代表——通证，从区块链1.0的数字现金时代走向数字资产时代。

区块链四大主要特征之三：智能合约

从比特币到以太坊，区块链最大的变化就是“智能合约”（见图3）。
比特币系统是为数字货币而设计的，其UTXO和脚本也可以处理一些复杂的交易，但有很大的局限性。
当Vitalik创建以太坊区块链时，他的核心目标围绕着智能合约：图灵完备的脚本语言、运行智能合约的虚拟机（EVM）以及一系列针对不同类型代币的标准化智能合约的后续开发等。

图3：区块链2.0最重要的改进是“智能合约”

智能合约的出现让两个人基于区块链不仅可以进行简单的价值转移，可以设定复杂的规则，并由智能合约自动、自主地执行，这极大地扩展了区块链的应用可能性。

目前专注于代币创新应用的项目都是通过编写智能合约在软件层面实现的。
通过使用智能合约，我们可以执行复杂的数字资产交易。

我们在讨论以太坊的发展历程时，在冷知识栏目《智能合约》和《以太坊的智能合约》中，我们讨论了很多关于智能合约的内容，这里不再赘述。
这里借用Vitalik的讨论来重申一下我们所认同的智能合约的软件本质——它对应着一个特殊的服务器端守护进程（daemon）。
在以太坊白皮书中，Vitalik写道：

（合约）应该被视为存在于以太坊执行环境中并拥有自己的以太坊账户的“自治代理”（autonomousagents），在接收到交易信息后，它们相当于被刺伤，然后它会自动运行一段代码。

智能合约的执行流程如图4所示。
区块链的第五、第六种定义如图5所示。

图4：智能合约的执行流程

图5：区块链的定义5和6

区块链的四大特征之一：去中心化自组织

区块链的第四个主要特征是分散的自组织。
迄今为止，大型区块链项目的组织和运营都与这一特点紧密相关。
很多人对区块链项目的理想期望是成为一个自主运行的社区或生态系统。

匿名中本聪完成比特币的开发和早期迭代后，就彻底从互联网上消失了。
但他创建的比特币系统仍在继续发挥作用：无论是比特币、加密数字货币、比特币协议、其发行和交易机制、比特币的分布式账本、去中心化网络还是比特币矿工和比特币开发都是去中心化和自组织的。

我们可以合理猜测，在比特币之后，出现了很多修改参数分叉形成的替代币以及硬分叉形成的比特币现金（BCH），这些都可能符合中本聪的愿景。
他选择了“失去控制”，这也算是自主的代名词。

到目前为止，以太坊项目仍在Vitalik的“管理”之下，但正如本章开头所讨论的，他以领导开源组织相同的方式领导该项目，只是像Linus领导Linux-开源操作系统和Linux基金会的尝试。

Vitalik或许是对去中心化自组织思考最多的人之一。
他一直强调并采用基于区块链的管理方法。
2016年以太坊的硬分叉就是他提出的，但必须经过链上社区投票批准后才能实施。
在以太坊社区中，包括ERC20在内的许多标准都是社区开发者自发形成的。

作者SirajRaval在《去中心化应用》一书中也从另一个角度进行了区分。
他的获奖帮助我们更好地了解未来的应用和组织。
他从两个维度看待现有的互联网技术产品：一是组织上是中心化还是去中心化，二是逻辑上是中心化还是去中心化。

他的意思是：“比特币在组织上是去中心化的，在逻辑上是中心化的”电子邮件系统在组织上和逻辑上都是去中心化的。

图6：比特币在组织上是去中心化的，在逻辑上是中心化的

当我们设想未来的组织时，我们脑海中的理想原型往往是比特币组织：完全去中心化的中心化自治组织。
但在实践中，为了效率和先进性，我们会向中心化组织靠拢一点，最终找到一个合适的平衡点。

现在，在通过以太坊的智能合约创建和发行代币、以社区或生态方式运营的区块链项目中，很多项目的理想状态是一个类似于比特币的组织，一个完全去中心化的组织和一个传统的组织。
公司。

当我们讨论区块链的第四个特征——去中心化自组织时，我们实际上正在超越代码的世界，涉及到人类的组织和协作。
现在，各种讨论和实践探索也揭示了区块链超越技术的重要性：它可以作为支持人类生产组织和协作变革的基础设施。
这是区块链与互联网完全同构的又一个例子它不仅仅是一项技术，它还改变了人们的组织和协作。

总的来说，以太坊将区块链带入了一个新阶段。
当我们讨论以太坊时，如果要总结两个关键词，那么这两个关键词就是智能合约和代币，如果只能说一个，我会选择“代币”。
相反，我会回顾互联网的历史来寻找它的意义，并重复前面的类比：符号作为价值的表示，扮演着与HTML类似的角色。
使用HTML，我们构建什么样的网站完全取决于我们的想象力。

答：区块链的基本特征

1.

区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心控制，除了区块链本身之外，通过分布式记账和存储，各个节点实现信息自我验证，交付和管理。

2.

区块链技术的基础是开源代码，除了交易各方的隐私信息被加密之外，区块链数据通过公共接口向所有人开放。
并开发相关应用程序，使整个系统信息高度透明。

3.

基于共识规范和协议（类似于比特币使用的哈希算法等各种数学算法），整个区块链系统不依赖于其他第三方，所有节点都可以在内部自动、安全地运行。
无需人工干预即可验证和交换数据？

4.

只要你无法控制所有数据节点的51%，你就无法任意操纵和修改网络数据。
这使得区块链本身相对安全，避免了主观、人为的数据更改。

5.

除非有法律要求，从技术上讲，每个区块链节点的身份信息不需要公开或验证，信息传输可以匿名进行。

安全性高。
区块链不受任何人或实体控制，数据在多台计算机上完全复制。
没有攻击者的单一入口，数据安全更加安全。
数据无法篡改一旦进入区块链，任何信息都无法更改，即使是管理员也无法更改该信息。
无第三方且可访问。
区块链是去中心化的，可以促进点对点交易，无论是贸易还是资金交换，无需等待第三方批准。
而且，网络中的所有节点都可以轻松访问该信息。

区块链最大的特点是去中心化，意味着所有的操作都分布在分布式账本上，不再分布在中心化机构的服务器上。

区块链是集分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等数据技术于一体的新型应用。

基本特征包括：去中心化、透明、自治、信息不可篡改、匿名。

1去中心化

由于区块链采用分布式存储，没有中心硬件和组织，每个节点的权利和责任都是平等的，系统中的数据是每个人的。
节点被保持在一起。

在传统互联网上，例如Facebook和腾讯，数十亿人的私人数据由一家公司管理并由中央服务器维护。

因此，传统互联网数据库缺乏安全性和隐私性，黑客攻击和泄密的情况时有发生。

2开放性

区块链系统开放，公链代码开源。
除了对交易双方的隐私信息进行加密外，数据向公众开放。
任何人都可以查询数据，系统数据高度透明。

3.自治

自治基于规范和协议。
区块链技术使用基于共识的规范和协议（例如开放透明的算法）。

使系统中的所有节点能够在去信任的环境中自由、安全地交换数据。

改变传统互联网对人的信任，转而对数学、密码学、计算机等物理机器的信任

没有人可以破坏对区块链协议的信任。

4数据不可篡改

信息一旦被所有节点验证并添加到区块链上，就会被永久记录。

除非系统中超过51%的节点被同时控制，否则单个节点上私自篡改数据库是无效的，无法在链上注册。

因此，区块链数据的稳定性和安全性非常高。

相反，在传统互联网中，中心化组织的中央服务器后端可以随时篡改任何人的数据，屏蔽你的网站、网站、账户等，而且没有任何安全保障。
全部。

5匿名性

区块链节点之间的交换严格按照固定算法进行。

信息的交换不需要信任，换句话说，交易各方都具有无条件的信任。

传统的信任是人与人之间的信任，或者说是人们对中心化第三方机构的信任。

区块链技术解决的是人与人之间完全信任的问题。

。

区块链本质上是一个去中心化的数据库。
它是一种加密保证的分布式账本，不可篡改或伪造。
区块链的主要特点是：安全性：不被任何人或实体攻击，不可篡改，网络中所有节点都可以去中心化访问；加密财经米马财经专注于区块链资讯。