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区块链的结构及术语

作者:区块网 字体:[增加 减小] 来源:互联网 时间:2018-11-03

区块网向大家分享了区块链的结构及术语,其中包含区块链结构,区块链术语等知识点,遇到此问题的同学们可以参考下

用一句话来定义区块链,就是安全体系,以此为基础使用的货币就是加密货币。如果没有区块链技术,所有加密货币事实上都像赛我网的橡子一样,成为只能在特定网站上存在的单位。但是基于区块链的加密货币,可在谁都可以查阅的账本里透明记录交易明细,复制后储存在多台电脑中的分散型数据储存技术,有多台电脑验证记录以防止黑客的攻击。以银行为例,在银行一个地方管理电子证书和OTP卡等密码,操作所有汇款过程,所以如果银行服务器发生问题或数据出现问题,就会导致大型事故。为此,银行也为了汇款过程的安全,采取双重或三重安全装置。但是这些安全装置要带来巨大费用。而区块链不是在同一个地方处理这些问题,储存各种记录的副本,分散到所有计算机里,对各种数据实时加密后予以保管。这就是以任何人都无法擅自修改同时谁都可以查阅变更结果的分散式运算技术为基础的数据防伪技术。区块里记录着相关区块被发现以前传输给用户的所有交易明细,通过P2P方式同样传输给所有用户,所以无法擅自修改或遗漏交易明细。区块具有被发现的日期和对之前区块的连结环,这种区块的集合就叫做区块链。说得简单一点,就是将无数个记录捆绑在一起的技术。加密货币不存在造币的中央银行,货币通过每隔一定周期查找区块(block)得到补偿的方式生成货币。区块由相关加密货币所使用的哈希函数(将具有任意长度的任意数据转换成固定长度数据的函数)组成,用户通过用计算机的运算能力代入相应函数的方法查找哈希。这种过程就叫做挖矿(mining)。与过去以电子货币进行交易时在中央服务器保管交易记录不同,区块链对所有用户显示交易记录,通过互相比较来防止伪造。


区块意味着多数交易信息的集合。首先如果分三个阶段说明区块的结构,区块是储存数据的单位,可分为主体和头。主体包括交易内容,头包括密码。区块根据提前制定好的周期生成,汇集交易记录制作区块,验证可信度,连结之前的区块,成为区块链的形式。在这里第一次开始的区块叫做创世区块。即,创世区块是指之前没有生成任何区块的最初的区块。节点不在中央集中型服务器里保管和管理交易记录,而是参与交易的每个人的服务器聚在一起维持和管理网络。这每个人的服务器,即参与人就叫做节点。因为没有中央管理员,所以分发区块的节点的作用非常重要,所参与的各个节点中至少一半以上表示同意才能生成区块。各个节点将区块储存到电脑里,即使部分节点被盗而导致现有内容崩溃,在多数的节点里还留下数据,可以继续保存数据。这种区块结构,即使其中一个区块被盗,只要其余链接化的区块不承认这种黑客攻击,黑客攻击企图就会被拒绝,从这一点上在安全方面具有非常优秀的创新性。这种安全层面至今还没有出现被盗的例子。还有一个,要说区块链最重要的部分,那就是交易。运行区块实际内容的部分就是交易,说得简单一点就是通常所说的交易,区块链通过交易从一个地址转移到另一个地址上去。比特币等第一代基于区块链的加密货币,基本上由下列4种因素组成。


加密货币钱包 (Wallet)

每个用户都生成和保管私钥(private key)和公钥(public key),基于公钥生成地址,用这个地址进行交易。公钥类似于可以跟不特定多数人共享的存折账号。而私钥则类似于只有用户本人才能接触的存折密码。举个受到损失的例子,黑客攻击交易所职员的个人PC,取得用户个人信息以后谎称自己是交易所职员,从用户取得私钥信息以后盗窃了加密货币。私钥就像存折密码一样,是绝对不能对外公开的重要安全项目。而且,2013年底彭博TV的一位主持人播出给同事汇款比特币的事情,结果发生了自己的比特币全部被盗的事故。因为电视台摄像机非常偶然地拍摄到这位主持人的比特币钱包,私钥被泄露。

交易 (Transaction)

是指实际上发生区块链移动的交易,只有在用各个用户的私钥签名被指定的用户之间方可进行交易。交易记录被储存到区块内,经过认证过程确认以后不得变更或伪造。为了完成交易,需经过工作量证明得到批准,需要一些时间。

区块 (Block)

区块链是在世界各地进行的交易记录区块连结在一起链条。顾名思义,相当于交易记录团。区块和区块链信息可通过blockchain.info易于确认。每次交易都有自己固有的交易编号,其编号中记录着从什么地址到什么地址发送了多少等内容。各个区块根据交易履历按顺序依次相连结。各个区块都具有与前后区块相连结的信息,所以很容易判断是否经过操作。已被操作的区块经确认过程后从网络中消失。

采矿机 (Miner)

为了防止用包括交易的区块发生双重支付问题,用工作量证明(proof-of-work)协议连结区块的主体。区块链网络通过这个采矿机来得以维持,采矿机作为其补偿获取区块链。但是现在更多地采用在现有稳定的区块链上面上传追加性新链条的方式,所以出现很多没有新挖矿(min ing)的区块链。在本白皮书中介绍的MP币也标榜着这种方式。

除这些以外,在基于区块链的加密货币中还经常使用如下术语。

P2P网络 (Peer-to-peer network)
不设中央服务器,使所有节点可在同一阶层内进行通信的通信网。

哈希 (Hash)
将一个字符串变换成长度更短的值或Key。可利用哈希确认信息是否已被伪造。

SHA256 (Security Hash Algorithm)
将特定值或字符串转变成 256比特(32字节)值的函数。不可逆的同时只要输入值稍有变动结果值会大有不同,所以经常用于密码领域。

节点 (Node)
组成通信网的终端设备或通信处理装置的基本单位。

分布式计算 (Distributed computing)
连结多台电脑,通过互相合作,提高计算性能和效率的技术。

私钥 (Private key)
具有可接近相当于加密货币地址的公钥权限的字符串。因为起到密码作用,所以不得对外公开。类似于存折的密码。

公钥 (Public key)
加密货币地址字符串。起到账号作用,可以公开给他人。类似于存折的账号。

批准 (Confirm)
为确认加密货币是否伪造,加密货币网络各个节点通过工作量证明或权益证明过程验证区块链正当性的过程。

双重支付 (Double Spending)


是指在一次交易中两次以上使用同一笔钱的情况。很有可能在非面对面的网上交易中发生。双重支付问题在证明加密货币可信度方面是非常重要的项目。

51%法则


是验证区块链是否伪造的方法。加密货币各个节点经常用自己持有的区块链比较是否和其他节点持有的区块链相同,以此来验证是否伪造。如果和一半以上的人持有的区块链相同,则认为是原本,继续保管。如果不同,则认为已被伪造,废弃后复制一半以上人持有的区块链后予以保管。

工作量证明 (Proof-of-work)


故意使想连接电脑系统的所有个体履行耗费时间的工作,保护系统免受企图攻击系统的恶意连接人攻击的手段。工作量证明过程,减缓新的区块信息被传输到网络中的时间,防止经过操纵的区块链快速在网络上得到传播。比特币自动生成需要10分钟时间解答的问题,解答问题的第一个参与人拥有在现有区块链连结自己的区块制作新的区块链的权限。通过这个过程区块链平均10分钟更新一次,各节点在10分钟内挣到可验证区块的时间。与此同时,每隔10分钟解答问题的参与人,作为其补偿将一定量的新比特币归自己所有。早期挖矿人利用普通的PC在10分钟内也可找到答案,而现

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