三分钟,快速了解区块链技术!

2024/7/9 23:02:37

本文主要是介绍三分钟,快速了解区块链技术!,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

区块链,一种分布式账本技术,是一种分布式数据存储技术。

链式存储结构:

区块链是一种分布式账本技术,其核心是通过去中心化的方式来存储和管理数据。

1 交易发起与验证

  • 发起交易:用户在计算机上发起交易请求。这交易可以是转账、资产交换或其他类型的信息交换。
  • 节点传播:交易请求会通过网络传播到多个节点。这些节点是区块链网络中的计算机,每个节点都有一份完整的区块链账本。

2 节点与区块

节点:每个节点都拥有一份完整的区块链账本。图中展示多个节点(节点1、节点2、节点n、节点101等),这些节点通过网络相互通信,确保账本的一致性。

区块:区块链中的基本数据存储单位,每个区块包含若干交易信息。区块内的交易信息包括发送者、接收者、交易金额、时间戳等具体业务信息。

块头里都有一个 hash 值,hash 值指向前一个区块,以此形成链条。

这么多区块保存在一个节点里,而又有大量的节点。

3 打包区块与工作量证明

打包区块:节点会将多个交易打包成一个区块。打包过程涉及对交易进行验证,确保交易的合法性。

工作量证明(PoW):为防止恶意攻击,节点需完成复杂计算任务(即“挖矿”)来证明他们的工作量。这是一种共识机制,确保只有合法的区块可被添入区块链。

4 共识确认与区块链更新

共识确认:当一个节点完成工作量证明并打包好一个区块后,其他节点会验证这个区块的有效性。一旦达成共识(即多数节点认可该区块),这个区块就会被添加到区块链的末端。

区块链更新:新的区块添加到区块链末端后,会广播到所有节点,然后所有节点都会更新各自的区块链账本,确保账本的一致性。

5 读取数据

读取数据:用户可以读取区块链上的数据,这些数据是公开透明的,任何人都可以查看。例如,用户可以查询某笔交易是否成功,查看某个地址的交易记录等。

6 实际应用

  • 金融领域:区块链技术被广泛应用于金融领域,如比特币、以太坊等数字货币,通过去中心化的方式进行点对点的交易,降低了交易成本和风险。
  • 供应链管理:在供应链中,区块链可以记录产品从生产到销售的整个流程,确保每个环节的数据透明和不可篡改,提升供应链的效率和安全性。
  • 数字身份认证:区块链技术可以用于数字身份认证,确保个人身份信息的安全和隐私,防止身份盗用和信息泄露。

7 交易信息只能新增入区块链,而无法删除吗?

A:是的,区块链的一个重要特点是其数据的不可篡改性和不可删除性。具体来说:

交易信息只能新增,无法删除

  • 新增交易:一旦交易信息被打包成区块并添加到区块链中,这些信息就被永久记录在链上。新的交易会随着新的区块不断添加到区块链的末端。
  • 不可删除性:区块链中的数据是不可删除的。每个区块都包含前一个区块的哈希值,这样形成链式结构。如果尝试删除或篡改某个区块中的数据,链条的完整性就会被破坏,导致整个链条失效。

不可篡改性

  • 共识机制:区块链采用共识机制(如工作量证明PoW或权益证明PoS)来验证和确认交易。只有经过多数节点确认的区块才能被添加到区块链中,这使得单个节点无法轻易篡改数据。
  • 加密算法:区块链使用加密算法来保护数据的完整性和安全性。每个区块包含前一个区块的哈希值,这确保了链条的连贯性。如果尝试篡改某个区块中的数据,后续所有区块的哈希值都会改变,节点会识别出不一致,从而拒绝篡改。

实际应用中的优势

  • 数据透明和可追溯:由于区块链中的数据不可删除,所有交易记录都是透明和可追溯的。这在金融、供应链管理和数字身份认证等领域具有重要意义。例如,在供应链管理中,可以追溯产品的生产、运输和销售的每一个环节,确保数据的真实性和透明度。
  • 安全性:不可篡改性提高了数据的安全性,防止恶意攻击和欺诈行为。在金融领域,这意味着交易记录的安全性得到了保障,用户可以放心进行点对点的交易。

综上,区块链的不可删除性和不可篡改性是其核心特点,这些特点确保了数据的完整性、安全性和透明性,广泛应用于多个实际领域。

8 传统交易模式 V.S 区块链交易模式

传统交易模式

  1. 中心化

    • 传统交易依赖于第三方机构(如银行、支付平台)来处理和验证交易。
    • 所有的交易记录都存储在第三方机构的中心化数据库中。
  2. 交易流程

    • 消费者发起交易请求,交易请求首先到达第三方机构。
    • 第三方机构验证交易的合法性和资金的充足性。
    • 第三方机构将验证通过的交易信息发送给商家。
    • 商家确认交易,商品或服务交付给消费者。
  3. 问题

    • 单点故障:如果第三方机构的系统出现故障,交易会中断。
    • 效率低下:交易处理速度可能受到第三方机构的工作时间和效率限制。
    • 透明性不足:交易记录存储在中心化数据库中,外部无法直接访问,透明性不足。
    • 安全性问题:中心化数据库容易成为黑客攻击的目标,存在数据泄露风险。

区块链交易模式

  1. 去中心化

    • 区块链交易模式不依赖于第三方机构,所有交易在去中心化的网络中进行。
    • 所有节点共同参与交易验证和记录,每个节点都存储完整的区块链账本。
  2. 交易流程

    • 消费者发起交易请求,交易请求在区块链网络中广播。
    • 多个节点参与交易的验证,确保交易的合法性和资金的充足性。
    • 经过共识机制确认的交易被打包成区块,并添加到区块链的末端。
    • 区块链网络中的每个节点都更新自己的账本,记录新的交易区块。
  3. 优点

    • 去中心化:没有单点故障,系统更加健壮。
    • 公开透明:区块链上的交易记录是公开可查的,任何人都可以查看和验证。
    • 开放共识:交易验证由多个节点共同参与,避免了单个机构的权力垄断。
    • 安全可靠:区块链使用加密技术和共识机制,确保交易记录的不可篡改性和安全性。

区块链交易模式在透明性、安全性和去中心化等方面的显著优势,而传统交易模式在效率和依赖性上存在明显的局限性。

9 区块链分类

公有链 联盟链 私有链
参与者 任何人可自由出入 联盟或许可成员 公司内部
记账人 任何人 许可成员 公司自定义
激励机制 必须要 可选 可选
中心化程度 去中心化 弱中心化 中心化
特点 区块链所有的特点 准入性(CA+权限) 内部透明和追溯
共识机制 POW/POS/DPOS PBFT/kafka PBFT
监管 不支持 支持 支持
应用场景 Dapp开发可支持很多场景 支付/结算/政务/物联网/运输。。。。(部分内容因模糊无法识别) 审计/积分

国内主要支持:

  • 联盟链,如百度的
  • 私有链,如蚂蚁的

10 DApp

部署在链上的去中心化的应用。

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作者简介:魔都架构师,多家大厂后端一线研发经验,在分布式系统设计、数据平台架构和AI应用开发等领域都有丰富实践经验。

各大技术社区头部专家博主。具有丰富的引领团队经验,深厚业务架构和解决方案的积累。

负责:

  • 中央/分销预订系统性能优化
  • 活动&券等营销中台建设
  • 交易平台及数据中台等架构和开发设计
  • 车联网核心平台-物联网连接平台、大数据平台架构设计及优化
  • LLM Agent应用开发
  • 区块链应用开发

目前主攻市级软件项目设计、构建服务全社会的应用系统。

参考:

  • 编程严选网


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