[IT技术] 区块链的“区块”和“链”

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magenet 发表于 2023-10-4 19:41:55|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
2017年以来,区块链大火,但是其技术相对生涩。很多媒体纷纷用通俗易懂的漫画方式,简单明了的体现出来了区块链的区别和特点。区块链由以前的一人记账,变成了大家一起记账的模式,让账目和交易更加安全,这就是分布式数据存储。此外,区块链相关的技术除了分布式存储,还有去中心化、智能合约、加密算法等等。
分布式数据库


区块链本质上是一个去中心化的分布式数据库,能实现数据信息的分布式记录与分布式存储,它是一种把区块以链的方式组合在一起的数据结构,区块链技术使用密码学的手段产生一套记录时间先后的、不可篡改的、可信任的数据库,这套数据库采用去中心化存储且能够有效保证数据的安全,能够使参与者对全网交易记录的时间顺序和当前状态建立共识。
区块


要了解区块链技术的基本原理,首先要弄清楚什么是“区块”,它们是怎么“链”起来的,以及区块里面记录了什么信息,区块链(Blockchain)由两个部分组成,一个是“区块”,一个是“链”。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,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成为一套完整的数据。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时间链,它使用协议规定的密码机制进行身份认证,同时保证数据的内容不会被篡改和伪造。
区块是使用密码学方法(哈希函数SHA256)产生的数据块,数据以电子记录的形式被永久储存下来,将这些数据打包放在一起就被称为“区块”。与TPC/IP、HTTP、SMTP协议一样,区块链技术也是一种互联网安全协议。
每一个区块都由块头和块身组成。块头用于链接到上一个区块的地址,并且为区块链数据库提供完整性保证;块身则包含了经过验证的、块创建过程中发生的交易详情或其他数据记录。区块链的数据存储通过两种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,使其无法被篡改。



那么,区块和区块之间是如何“链”起来的呢?这主要依靠各个区块之间的区块头部信息链接起来,头部信息记录了上一个区块的哈希值(通过散列函数变换的散列值)和本区块的哈希值。本区块的哈希值,又在下一个新的区块中有所记录,由此完成了所有区块的信息链。
同时,区块上包含了时间戳,带有时序性。时间越久的区块后面所链接的区块越多,修改该区块所要付出的代价也就越大。区块链采用了密码协议,允许计算机(节点)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。
由于区块链将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。
区块分叉


区块链在增加新区块的时候,有很小的概率发生“分叉”现象,即同一时间出现两个符合要求的区块。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。
图片均来源于网络
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