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区块链概述及技术分析

作者:小雷 2021-10-17

  l 区块链定义

  区块链是一种以密码学算法为基础的点对点分布式账本技术,其本质是一种互联网共享数据库。区块链首次从技术上解决了基于信任的中心化模型带来的安全问题,它基于密码学算法保证价值的安全转移,基于哈希链及时间戳机制保证数据的可追溯、不可篡改特性,基于共识算法保证节点间区块数据的一致性。区块链以其分布式、公开透明、安全等特性使得人们可以在互联网上方便快捷、低成本地进行价值交换,是实现价值互联网的基石。

  l 区块链分类

  区块链主要分为三大类,公有链、私有链和联盟链。

  公有链(PublicBlockChains),是指像比特币区块链这样的完全多中心的、不受任何机构控制的区块链。公有链上的所有人都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程,共识过程的参与者(对应比特币中的矿工)通过密码学技术以及内建的经济激励维护数据库安全。特点是完全公开、不受控制,依靠加密技术来保证安全。

  私有链(privateBlockChains),参与的节点只有用户自己,可以是一个公司,也可以是个人,数据的访问和使用有严格的权限管理,是指存在一定的中心化控制的区块链,联盟链由于也存在一定的中心化控制,所以也属于私有链的范畴。私有链与其他分布式存储方式没有太大区别,相当于传统意义上的共享数据库用上Merkle Tree等方式试图说明数据的可校验。

  联盟链(Consortium BlockChains),参与区块链的节点是事先选择好的,是多个预选的节点,节点间有很好的网络连接,这样区块链上可以采用非工作量证明的其他共识算法,联盟链可以很好地做到节点间的连接,只需要极少的成本就能运行,提供迅速的交易处理和低廉的交易费用,有很好的扩展性(但是扩展性会随着节点的增加而下降),数据可以有一定的隐私,三种区块链的对比分析见表1。

  l 区块链特征

  区块链有五个基本特征:多中心、开放性、自治性、信息不可篡改和匿名性。

  1)多中心,指的是不存在中心化的硬件或管理机构,这是由于使用分布式核算和存储,使得任意节点的权利和义务都是均等的,最终系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

  2)开放性,系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,其他链上的数据对所有人公开,这意味着任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

  3)自治性,区块链采用基于协商一致的规范和协议(比

区块链概述及技术分析

  如一套开源的公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全地交换数据,使得对“人”的信任改成了对计算机的信任,任何人为的干预不起作用。

  4)信息不可篡改,一旦经过验证并添加至区块链,信息就会被永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的。因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

  5)匿名性,由于节点之间的交换遵循固定的算法,通过区块链中的程序规则使得其数据交互是无需信任的,因此交易对手无需通过公开身份的方式让对方产生信任,对信用的累积非常有帮助。

  区块链技术分析

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