通俗解釋區塊鏈是什麼
原標題:通俗解釋區塊鏈是什麼
區塊鏈的本質是一個分散式的公共賬本,任何人都可對這個賬本進行核查,但不存在單一的使用者可以對它控制。在區塊鏈系統中的參與者共同維持賬本的更新: 它只能按照嚴格的規則和共識進行修改 。
從技術角度通俗解釋區塊鏈是什麼
(1)區塊鏈的本質
區塊鏈是一種特殊的 分散式資料庫 。
首先,區塊鏈的主要作用是儲存資訊。任何需要儲存的資訊,都可以寫入區塊鏈,也可以從裡面讀取,所以它是資料庫。
其次,任何人都可以架設伺服器,加入區塊鏈網路,成為一個 節點 。區塊鏈的世界裡面,沒有中心節點( 去中心化 ),每個節點都是平等的,都儲存著整個資料庫。你可以向任何一個節點,寫入/讀取資料,因為所有節點最後都會同步,保證區塊鏈一致。
(2)區塊鏈的最大特點
區塊鏈沒有管理員,它是徹底無中心的。其他的資料庫都有管理員,但是區塊鏈沒有。如果有人想對區塊鏈新增稽核,也實現不了,因為它的設計目標就是防止出現居於中心地位的管理當局。
沒有了管理員,人人都可以往裡面寫入資料,怎麼才能保證資料是可信的呢,這就是區塊鏈奇妙的地方。
(3)區塊
區塊鏈由一個個相連的區塊(block)組成。區塊很像資料庫的記錄,每次寫入資料,就是建立一個區塊。
每個區塊包含兩個部分:
- 區塊頭 (Head):記錄當前區塊的元資訊
- 區塊體 (Body):實際資料
區塊頭包含了當前區塊的多項元資訊
- 生成時間
- 實際資料(即區塊體)的 Hash
- 上一個區塊的 Hash
- ......
Hash就是計算機可以對任意內容,計算出一個長度相同的特徵值。區塊鏈的 Hash 長度是256位,不管原始內容是什麼,最後都會計算出一個256位的二進位制數字。而且可以保證,只要原始內容不同,對應的 Hash 一定是不同的。
舉例來說,字串123的 Hash 是 a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0
(十六進位制),轉成二進位制就是256位,而且只有123能得到這個 Hash。
(4)Hash 的不可修改性
區塊與 Hash 是一一對應的,每個區塊的 Hash 都是針對”區塊頭”(Head)計算的。
Hash = SHA256(區塊頭)
區塊頭包含很多內容(包括上一個區塊的Hash、當前區塊體的Hash等,見上圖)。這意味著,如果當前區塊的內容變了,或者上一個區塊的 Hash 變了,一定會引起當前區塊的 Hash 改變。
如果有人修改了一個區塊,該區塊的 Hash 就變了。為了讓後面的區塊還能連到它,必須同時修改後面所有的區塊,否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。Hash 的計算很耗時,同時修改多個區塊幾乎不可能發生,除非有人掌握了全網51%以上的計算能力。
正是通過這種 聯動機制 ,區塊鏈保證了自身的可靠性,資料一旦寫入,就無法被篡改。這就像歷史一樣,發生了就是發生了,從此再無法改變。
(5)採礦
由於必須 保證節點之間的同步 ,所以新區塊的新增速度不能太快。試想一下,你剛剛同步了一個區塊,準備基於它生成下一個區塊,但這時別的節點又有新區塊生成,你不得不放棄做了一半的計算,再次去同步。因為每個區塊的後面,只能跟著一個區塊,你永遠只能在最新區塊的後面,生成下一個區塊。所以,你別無選擇,一聽到訊號,就必須立刻同步。
所以,區塊鏈的發明者故意讓新增新區塊,變得很困難。他的設計是,平均每10分鐘,全網才能生成一個新區塊,一小時也就六個。
這種產出速度不是通過命令達成的,而是故意設定了海量的計算。也就是說,只有通過極其大量的計算,才能得到當前區塊的有效 Hash,從而把新區塊新增到區塊鏈。由於計算量太大,所以快不起來。
這個過程就叫做 採礦 (mining),因為計算有效 Hash 的難度,好比在全世界的沙子裡面,找到一粒符合條件的沙子。計算 Hash 的機器就叫做礦機,操作礦機的人就叫做礦工。
(6)難度係數
你可能會有一個疑問,人們都說採礦很難,可是採礦不就是用計算機算出一個 Hash 嗎,這正是計算機的強項啊,怎麼會變得很難,遲遲算不出來呢?( 比特幣挖礦機 ,就是用於賺取比特幣的電腦,一般有專業的挖礦晶片,多采用燒顯示卡的方式工作)
原來不是任意一個 Hash 都可以,只有滿足條件的 Hash 才會被區塊連結受。這個條件特別苛刻,使得絕大部分 Hash 都不滿足要求,必須重算。
區塊頭包含一個 難度係數(difficulty) 這個值決定了計算 Hash 的難度。舉例來說,第100000個區塊的難度係數是 14484.16236122。
區塊鏈協議規定,使用一個常量除以難度係數,可以得到目標值(target)。顯然,難度係數越大,目標值就越小。
(7)難度係數的動態調節
就算採礦很難,但也沒法保證,正好十分鐘產出一個區塊,有時一分鐘就算出來了,有時幾個小時可能也沒結果。總體來看,隨著硬體裝置的提升,以及礦機的數量增長,計算速度一定會越來越快。
為了將產出速率恆定在十分鐘,區塊鏈發明者還設計了難度係數的 動態調節機制 。他規定,難度係數每兩週(2016個區塊)調整一次。如果這兩週裡面,區塊的平均生成速度是9分鐘,就意味著比法定速度快了10%,因此難度係數就要調高10%;如果平均生成速度是11分鐘,就意味著比法定速度慢了10%,因此難度係數就要調低10%。
難度係數越調越高(目標值越來越小),導致了採礦越來越難。
(8)區塊鏈的分叉
即使區塊鏈是可靠的,現在還有一個問題沒有解決:如果兩個人同時向區塊鏈寫入資料,也就是說,同時有兩個區塊加入,因為它們都連著前一個區塊,就形成了 分叉 。這時應該採納哪一個區塊呢?
現在的規則是,新節點總是採用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉,將看哪個分支在分叉點後面,先達到6個新區塊(稱為” 六次確認 ”)。按照10分鐘一個區塊計算,一小時就可以確認。
現在的規則是,新節點總是採用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉,將看哪個分支在分叉點後面,先達到6個新區塊(稱為”六次確認”)。按照10分鐘一個區塊計算,一小時就可以確認。
為了保證資料的可靠性,區塊鏈也有缺點。一是效率,資料寫入區塊鏈,最少要等待十分鐘,所有節點都同步資料,則需要更多的時間; 二是能耗, 區塊的生成需要礦工進行無數無意義的計算,這是非常耗費能源的。
從生活角度通俗解釋區塊鏈是什麼
舉例:如果A借了B 100塊錢,這個時候,A在人群中大喊“我是A,我借給了B 100塊錢!”,B也在人群中大喊“我是B,A借給了我100塊!”此時路人甲乙丙丁都聽到了這些訊息,因此所有人都在心中默默記下了“A借給了B100塊錢”。這個系統中不需要銀行,也不需要借貸協議和收據,嚴格來說,甚至不需要人與人長久的信任關係(比如B突然又改口說“我不欠A錢!”,這個時候人民群眾就會站出來說“不對,我的小本本上記錄了你某天借了A100塊錢!”)。
這是一個去中心化的系統,整個系統中沒有了權威的中心化代理,資訊的可信度和準確性便會面臨問題。
可能你已經發現了,在上述的模型中,所謂的“100塊錢”已經不重要了。換句話說,任何東西都可以在這個模型中交換,甚至你可以憑空杜撰一個東西,只要大家承認,你就可以讓你杜撰的東西流通。比如:我在人群中高喊一聲“我創造了10個查克拉!”,我甚至不需要知道查克拉是什麼,也不需要關心世界上是不是真的有查克拉,只要大家都聽到,然後在自己的小本本上記下“LaiW3n有10個查克拉”,於是我就真的有100個查克拉了。從此以後,我便可以聲稱我給了某人1個查克拉,只要路人甲乙丙丁都收到並且承認了這一資訊,那我就算完成了這次交易,哪怕世界上沒有查克拉。又比如:“ 比特幣 ”, 區塊鏈是比特幣的底層技術 ,真正的區塊鏈和比特幣比上述的模型複雜太多,細節也豐富太多。
以上是從技術和生活的角度通俗解釋區塊鏈是什麼,希望可以幫助你簡單理解區塊鏈。
BB財經原創,作者:區塊鏈百科,轉載請註明出處:http://www.bbcaijing.cn/article/news/19682.html