新加坡杨浦区将建一座,区块链为何叫

8月29日下午,在2018中国(上海)区块链技术创新峰会的新闻发布会上,杨浦区最新发布了促进区域内区块链产业发展的十多项新政策,拟在湾谷科技园建成一幢“区块链大厦”,加速区块链企业在杨浦区形成集聚效应,形成区块链产业生态。

在网上有很多朋友容易把 比特币  区块链和数字货币
这三者混为一谈,认为三者是一个东西。那今天呢,就掰开了揉碎了和大家聊聊区块链这个概念的由来。从两个方面解释一下这个问题:1
区块链的历史来源; 2 区块链的技术来源?现在让我们先回到08年10月份;

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在2008年10月份,一个在网上化名为中本聪的人发表了一篇技术论文:论文名是
《比特币白皮书:一种点对点的电子现金系统》,在这份仅有8页的白皮书里,中本聪首先抛出了他在现实世界中发现的问题?这个问题是和现金交易流程相关的,他是这样来描述这个问题的:一个需要第三方支持的点对点电子现金支付系统是没有价值的;这句话猛的一听有点抽象,我给大家形象的类比一下中本聪说的:第三方支持的,点对点电子现金支付系统,是没有价值的,到低是啥意思;我先给大家举两个例子,一个是网上购物,一个是微信转账:

《区块链100讲》第1讲我们用一个村里的账本解释了什么是区块链,今天继续第2讲,看看什么是“区块”,它们是怎么“链”起来的,“区块”里包含了什么?

先来看网购的流程。

区块链由一串使用密码学算法产生的区块链接而成。每一个区块上写满了交易记录,区块按顺序相连形成链状结构,也就是区块链大账本。

我在天猫上买东西,如果是第一次使用天猫,有几个步骤,用户是必须完成
,那就是 绑卡 充值 
然后通过天猫完成对商家的转账支付,收到货物之后,确认收货,然后支付宝把钱打给商家;

区块链技术把数据库中需要存储的数据分成了不同的区块。以比特币为例,矿工在生成新区块时,需要根据前一个区块的哈希值、新交易区块和随机数,来计算新的哈希值和随机数,每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面,前后按时间顺序连接起来呈现一套完整的数据。也就是说每一个区块都是在前一个区块数据的基础上生成的,该机制保证了区块链数据的唯一性

再来看微信转账;

每个区块链数据库本质上是一个按照时间顺序串联起来的事件链,它使用协议规定的密码机制进行了认证,保证不会被篡改和伪造

例如我是第一次使用微信转账。要通过微信转账给小明100块钱;我要做的事情是
输入银行卡号 身份证
姓名等信息完成绑卡,然后充值到微信账户,然后转到小明的微信账户;
小明要想把这100块钱取出来呢,也要完成和我类似的绑卡操作,然后向微信发起提现请求,最终微信把钱打到小明的银行账户。

因为交易记录细微的变化也会彻底改变哈希值的结果,所以矿工在进行算力竞争的时候无法作弊,每个矿工都必须等前一个区块生成之后才能根据前一个区块的数据开始计算符合条件的随机数,保证了挖矿的公平性。

如果大家仔细分析以上两个例子涉及到的过程,就会发现:在我和买家进行买卖交易的过程中,在我和小明资金转账的过程中,始终有个第三者存在,就是阿里腾讯。这两位大佬,在整个资金流动的过程中,充当的角色是信用背书,也就是说:我把钱放先放到阿里腾讯的账户上,我是放心的;
在这个过程中,我们的心里已经有了一个预定的假设前提:阿里腾讯不会在我们的资金账户上做手脚,而且我们相信在后续的购买支付流程中,阿里腾讯一定会帮我们完成支付转账;大家发现了没有:以上所有的流程基于的一个共同的基础就是:信任。我们信任阿里腾讯;

区块是使用密码学方法产生的数据块,数据以电子记录的形式被永久储存下来,存放这些电子记录的文件我们就称之为“区块”

其实大家可以回忆一下你第一次在支付宝上买东西时的心情,我相信80%的人,心里都是犯嘀咕的,一定会想:这个家伙会不会把我的钱搞丢了,或者卖家拿了我的钱,却不给我发货;这就是信任没有完全建立所导致的;

区块是区块链的主要数据存储结构,一个区块包含区块头和区块体两个部分。

以上给大家举的两个例子是在我们生活中,在我们身边实实在在发生的,而且正在运转的电子现金系统;

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但是在中本聪的视角里,在中本聪的技术白皮书里,他认为第三方支付担保机构也就是阿里腾讯,是多余的,完全没有必要;不需要他们,也可以顺利的完成电子现金系统;中本聪在白皮书的开头首先抛出了这样的论断;然后给出了自己的技术解决方案,并详细论述这套解决方案的优势。通过这套技术方案,在没有第三方机构做信用背书的前提下,完全可以解决人类经济活动中的最基础的问题:信任问题,以及交易数据的可靠性和完备性;

而区块头则是区块的重头戏。对于一个区块而言,它就是一个特殊的数据结构。区块头包含了一些固定信息:

这是中本聪在08年发表的论文。然后在09年上半年的时候,中本聪就便开发出了比特币的第一个代码版本;在这个时候,还是没有区块链这个概念的;

  • 版本(客户端版本,每次升级客户端软件,这个信息就会不一样)。

  • 块高度(其实就是表示这是链中的第几个区块)。

  • 块哈希(这个区块的hash值,是挖矿得到的),上一个块的块哈希(这个字段是重点中的重点,是形成链表结构的关键)。

  • 时间戳

  • 难度和Nonce(这两个字段和挖矿有关,区块链100讲之挖矿会详细介绍)。

  • merkle
    root
    (区块体的merkle根hash值,区块链100讲之merkle树会详细介绍)。

但是在中本聪的代码实现中,他设计了一个最核心的数据结构,就是blockchain,大家可以看一下语音下面的这两张图片;第一张截图是区块的底层数据结构MsgBlock(一个区块包含多条交易记录),这个数据结构中有一个字段是BlockHeader,就是区块头的意思,在BlockHeader这个结构体字段中,包含了一个关键字段PreBlock,这个字段表达的是,该区块的前置区块;如果大家有数据结构这门课做基础,就很容易理解到,整个底层的交易数据块就是通过这个字段,也就是PreBlock,连成了一条逻辑上的区块链表,表达了每一笔钱从哪里来,到哪里去,而且每一步都靠密码学的非对称加密来保证来源的唯一性和安全性;

除了这些字段,如果做一个自己的区块链,还可以添加一些其他信息到区块头中。以比特币的区块链为例,每个区块记录了这几个内容:神奇数、区块大小、数据区块头部信息、交易计数、交易详情。

而整个过程中,这个区块链表的构成,有两个最基本的支撑,一个是密码学,一个是共识算法;这两者具体细节在后面会展开说,但这两者有个共同点:在数学上是经过严格论证的东西,而数学又是人类文明的最大公约数,什么意思呢,就是说,我们可以信仰不同,国籍不同,地域不同,但是没有人会怀疑勾股定理,没有人怀疑微积分,没有人怀疑高斯定理……;这时候再回头看,密码学,共识算法是经过数学严格论证的;这两者又是构成比特币系统底层数据的核心基础,再配合一定的软件逻辑流程和对等网络,完全实现了中本聪的电子交易的去中心化的构想;

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中本聪在网上公开了自己的技术方案和技术实现,随后便吸引了一大批的技术极客;这技术大牛们,不断的丰富完善这套比特币系统;慢慢的他们发现,围绕blockchain这个底层核心数据结构构建起来的技术系统,是可以抽象出来,应用在其他的生活场景下的;就这样,blockchain诞生了;

区块体****是保存具体内容的位置,在比特币的区块链中,区块体保存的是一段时间的交易信息。在其他区块链中,这里可不一定保存的是交易信息,可能是其他信息,总之区块体是保存该区块链用来做什么业务的具体业务信息。

所以,说了这么多,大家应该明白了,区块链是从比特币这个具体的应用中孕育提炼出来的;整个过程应该是这样的:中本聪发表了一片比特币白皮书,然后给出了一个技术实现,随后一大批技术极客不断去丰富比特币的实现,慢慢的,大家发现比特币的底层技术可以抽象出来,应用于其他的场景;就这样blockchain,也就是区块链诞生了。

在部分区块链实现中,一个区块还可以有区块尾,用来保存一些区块创建结束之后的信息,这些信息可能是区块头和区块体已经创建完以后,附加上去的,比如区块的长度、容量等信息。

#科多大数据#

区块链的数据存储方式通过两个方式来保证数据库的完整性和严谨性。

  • 第一,每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有价值交换活动,这个特点保证了数据库的完整性。

  • 第二,在绝大多数情况下,一旦新区块完成后被加入到区块链的最后,则此区块的数据记录就再也不能改变或删除。这个特点保证了数据库的严谨性,即无法被篡改。

区块和区块之间是如何“链”起来的呢主要依靠各个区块之间的数据区块头部信息链接起来,头部信息记录了上一个区块的HASH值(通过散列函数变换的散列值)和本区块的HASH值。本区块的HASH,又在下一个新的区块中有所记录,由此完成了每个区块的信息链。

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同时,由于包含了时间戳,区块链还带有时序性。时间越久的区块后面所链接的区块越多,修改该区块所花费的代价也就越高。区块链采用了密码协议,允许计算机的网络共同维护信息的共享分布式账本,而不需要节点之间的完全信任。

该机制保证,只要大多数网络按照所述管理规则验证发布到分类账的块,存储在区块链中的信息可被信任为可靠的。这确保交易数据在整个网络中一致地复制。分布式存储机制的效果通常意味着网络的所有节点都保存了区块链上存储的所有信息。这里借用一个形象的比喻,区块链就好比地壳,越往下层,时间越久远,越稳定,不会发生改变。

由于区块链将从创世块以来的所有交易都明文记录在区块中,且形成的数据记录不可篡改,因此任何交易双方之间的价值交换活动都是可以被追踪和查询到的。这种完全透明的数据管理体系不仅从法律角度看无懈可击,也为现有的物流追踪、操作日志记录、审计查账等提供了可信任的追踪捷径。

区块链在增加新区块的时候,有很小的概率发生“分叉”现象,即同一时间出现2个符合要求的区块。对于“分叉”的解决方法是延长时间,等待下一个区块生成,选择长度最长的支链添加到主链。“分叉”发生的概率很小,多次分叉的概率基本可以忽略不计,“分叉”只是短暂的状态,最终的区块链必然是唯一确定的最长链。

从监管和审计的角度来看,条目可以添加到分布式账本中,但不能从中删除。运行专用软件的通信节点网络以对等方式在参与者之间复制分类账,执行分布式分类账的维护和验证。在区块链上共享的所有信息都具有可审计的痕迹,这意味着它具有可追踪的数字“指纹”。分类账上的信息是普遍和持久的,并创建可靠的“交易云”,使数据不会丢失,所以这项技术从根本上消除了交易对手之间的单点故障风险和数据碎片差异。

本期就讲到这里,下期继续。什么是区块、它们如何“链”接,你明白了吗?

本文内容来源于:火币网、36kr

补充阅读:区块链100讲:从村里的账本来看什么是区块链

万字深度长文!从原理到趋势,解剖风口上的区块链技术

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