一文講透區(qū)塊鏈技術(shù)原理(含算法)

一文講透區(qū)塊鏈技術(shù)原理〔含算法〕區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?？〔一種數(shù)字貨幣而設(shè)計出的一種特〔ECDSA〕來實現(xiàn)去中心化的P2P和比特幣沒有必定的聯(lián)系。〔或稱為分布式共享總賬，DistributedShared〔即由系統(tǒng)參與者來集體維護。簡潔的說，區(qū)塊鏈能實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)信息的分布式記錄〔可以由〔可以存儲在全部參與記錄數(shù)據(jù)的節(jié)點中，而非集中存儲于中心化的機構(gòu)節(jié)點中。從效果的角度來看：區(qū)塊鏈可以生成一套記錄時間先后的、不行篡改的、可信任的數(shù)據(jù)庫，這套數(shù)據(jù)庫是去中心化存儲且數(shù)據(jù)安全能夠得到有效保證的。者對全網(wǎng)交易記錄的大事挨次和當(dāng)前狀態(tài)建立共識。如今的區(qū)塊鏈技術(shù)概括起來是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個牢靠數(shù)據(jù)庫的〔如加密算法、P2P文件傳輸?shù)取痴系慕Y(jié)果，這些技術(shù)與數(shù)據(jù)庫奇異地組合在一起，形成了一種的數(shù)據(jù)記錄、傳遞、存儲與呈現(xiàn)的方式。簡潔的說，區(qū)塊鏈技術(shù)就是一種大家共同參與記錄信息、P2P化〔、去信任〔、集體維護〔yn、牢靠數(shù)據(jù)庫、時間戳e、非對稱加密〕等。記錄、傳輸、存儲，其最終的結(jié)果肯定是可信的。已久的拜占庭將軍問題——它供給了一種無需信任單個節(jié)點、還能創(chuàng)立共識網(wǎng)絡(luò)的方法。區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)是一種互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。三個亟待解決的問題，這三個問題也是設(shè)計區(qū)塊鏈技術(shù)的核心所在：有中心化構(gòu)造的體系下保證數(shù)據(jù)庫的完整性？們?nèi)耘f能保證整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運行與信息完備？名背景下成功防止詐騙？為，這四大技術(shù)構(gòu)成了區(qū)塊鏈的核心技術(shù)。1：區(qū)塊+鏈整的數(shù)據(jù)，這也是“區(qū)塊鏈”這三個字的來源。區(qū)塊：在區(qū)塊鏈技術(shù)中，數(shù)據(jù)以電子記錄的形式被永久儲存下來，存放這些電子記錄的文件我們就稱之為“區(qū)塊〔k區(qū)塊記錄下它在被創(chuàng)立期間發(fā)生的全部價值交換活動區(qū)塊構(gòu)造：區(qū)塊中會記錄下區(qū)塊生成時間段內(nèi)的交易數(shù)據(jù)，區(qū)塊主體實際上就是交易信息的合集。每一種區(qū)塊鏈的構(gòu)造設(shè)計可能不完全一樣，但大構(gòu)造上分為塊頭〔header〕和塊身〔body〕兩局部。塊頭用于鏈接到前面的塊并且為區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫供給完整性的保證，塊身則包含了經(jīng)過驗證的、塊創(chuàng)立過程中發(fā)生的價值交換的全部記錄。區(qū)塊構(gòu)造有兩個格外重要的特點：第一，每一個區(qū)塊上記錄的交易是上一個區(qū)塊形成之后、變或刪除。這個特點保證了數(shù)據(jù)庫的嚴(yán)謹(jǐn)性，即無法被篡改。到區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)中來。區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾巫龅降哪?？由于每一個區(qū)塊的塊頭都包含了前一個區(qū)塊的交易信息壓縮值〔第一個區(qū)塊+鏈”的數(shù)據(jù)存儲構(gòu)造如以下圖所示。我們引用《區(qū)塊鏈：互聯(lián)網(wǎng)金融的終局〔肖風(fēng)〕的一段話來總結(jié)區(qū)塊鏈的根本構(gòu)造把一段時間內(nèi)生成的信息〔包括數(shù)據(jù)或代碼〕打包成一個區(qū)塊，蓋上時間戳，與上一個區(qū)的信息，從而形成的區(qū)塊，首尾相連，最終形成了區(qū)塊鏈塊〔完整歷史〕+鏈〔完全驗證〕=時間戳“區(qū)塊+鏈”的構(gòu)造為我們供給了一個數(shù)據(jù)庫的完整歷史。從第一個區(qū)塊開頭，到最產(chǎn)生的區(qū)塊為止，區(qū)塊鏈上存儲了系統(tǒng)全部的歷史數(shù)據(jù)。通過“區(qū)塊鏈”的構(gòu)造追本溯源，一筆一筆進展驗證。區(qū)塊+鏈=區(qū)塊中都蓋上一個時間戳來記賬，表示這個信息是這個時間寫入的，形成了一個不行篡改、核心技術(shù)2：分布式構(gòu)造——開源的、去中心化的協(xié)議我們有了區(qū)塊+鏈的數(shù)據(jù)之后，接下來就要考慮記錄和存儲的問題了。我們應(yīng)當(dāng)讓誰來參與同把數(shù)據(jù)記錄并存儲在中心化的一臺或幾臺電腦上錄并存儲下全部的數(shù)據(jù)。關(guān)于如何讓全部節(jié)點都能參與記錄的問題，區(qū)塊鏈的方法是：構(gòu)建一整套協(xié)議機制，讓全網(wǎng)每一個節(jié)點在參與記錄的同時也來驗證其他節(jié)點記錄結(jié)果的正確性點〔或甚至全部節(jié)點致通過后，記錄的真實性才能得到全網(wǎng)認(rèn)可，記錄數(shù)據(jù)才允許被寫入?yún)^(qū)塊中。關(guān)于如何存儲下“區(qū)塊鏈”這套嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)據(jù)庫的問題，區(qū)塊鏈的方法是：構(gòu)建一個分布式構(gòu)造樣即使局部節(jié)點損壞或被黑客攻擊，也不會影響整個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄與信息更。成區(qū)塊數(shù)據(jù)，再通過分布式傳播發(fā)送給各個節(jié)點，實現(xiàn)分布式存儲。分布式記賬——會計責(zé)任的分散化〔Distributedaccountability〕〔如電腦等〕組成的網(wǎng)絡(luò)，這一網(wǎng)絡(luò)如何記錄發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)中的全部價值交換活動呢？區(qū)塊鏈設(shè)計者沒有為專業(yè)的會計記錄者記賬體系，從而將會計責(zé)任分散化，由整個網(wǎng)絡(luò)的全部參與者來共同記錄。P2P被直接發(fā)送給全網(wǎng)其他全部的節(jié)點。的提高了數(shù)據(jù)庫的安全性。通過分布式記賬、分布式傳播、分布式存儲這三大“分布”我們可以覺察，沒有人、沒有組織、甚至沒有哪個國家能夠掌握這個系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲、交易驗證區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建了一套永生不滅的系統(tǒng)——只要不是網(wǎng)絡(luò)中的全部參與節(jié)點在同一時間集體崩潰，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就可以始終運轉(zhuǎn)下去?！矄栴}三〕個嚴(yán)謹(jǐn)且完整存儲下來的數(shù)據(jù)庫變得可信任詐騙？3：非對稱加密算法兩個密碼具有非對稱的特點〔〕加密時的密碼〔在區(qū)塊鏈中被稱為“公鑰〕是公開全網(wǎng)可見的，全部人都可以用自己的公鑰來加密一段信息〔信息的真實性〔〕解密時的密碼〔在區(qū)塊鏈中被稱為“私鑰〕私鑰的人才能夠解密〔信息的安全性。算法包括RSA、Elgamal、D-H、ECC〔橢圓曲線加密算法〕等。在非對稱加密算法中，假設(shè)一個“密鑰對”中的兩個密鑰滿足以下兩個條件：1、對信息用其中一個密鑰加密后，只有用么我們就稱這個密鑰對為非對稱密鑰對，公開的密鑰稱為公鑰，不公開的密鑰稱為私鑰。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易中，非對稱密鑰的根本使用場景有兩種：1、公鑰對交易信息加密，私鑰對交易信息解密。私鑰持有人解密后，可以使用收到的價值。2、私鑰對信息簽名，公鑰驗證簽名。通過公鑰簽名驗證的信息確認(rèn)為私鑰持有人發(fā)出。我們可以看出，從信任的角度來看，區(qū)塊鏈實際上是數(shù)學(xué)方法解決信任問題的產(chǎn)物。過去，人們解決信任問題可能依靠熟人社會的“老鄉(xiāng)全不需要知道交易的對手方是“君子”還是“小人在為人們制造信用，達(dá)成共識背書。4：腳本一技術(shù)在將來的應(yīng)用中不會過時，增加了技術(shù)的有用性?！矁r值的持有人〔證明價值的持有者擁有與上述公鑰相對應(yīng)的私鑰。腳本的奇特之處在于，它具有可編