區(qū)塊鏈看起來像是公司拋出的神奇的塵埃，突然激發(fā)了對其業(yè)務(wù)的興趣。但是神奇的塵埃的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了區(qū)塊鏈技術(shù)的真實(shí)內(nèi)部運(yùn)作。
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式公共分類帳，它使用加密技術(shù)來確保記錄實(shí)際上是不變的。這個(gè)想法是由匿名程序員中本聰(Satoshi Nakamoto)提出的，它是使對等比特幣轉(zhuǎn)移成為可能，而無需金融機(jī)構(gòu)驗(yàn)證交易的基礎(chǔ)技術(shù)。但是區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了比特幣。任何依賴于數(shù)據(jù)庫訪問的東西都可以從使用區(qū)塊鏈技術(shù)中受益。
在您了解企業(yè)和政府如何在各種應(yīng)用程序中使用區(qū)塊鏈技術(shù)之前，您首先必須了解區(qū)塊鏈的確切含義。在本文中，我們將回顧：
1. 到底什么是區(qū)塊?
2. 新條目如何寫入公共分類帳?
3. 為什么要稱為區(qū)塊鏈?
4. 以及什么讓區(qū)塊鏈安全性高?
5. 區(qū)塊鏈技術(shù)的潛在應(yīng)用?
區(qū)塊只是數(shù)據(jù)的集合。從理論上講，它可以是任何類型的數(shù)據(jù)，但通常包括事務(wù)性數(shù)據(jù)。例如，該區(qū)塊可能包含表明甲方想要向乙方匯款的數(shù)據(jù)以及甲方有要匯款的證據(jù)的數(shù)據(jù)。這主要是比特幣的區(qū)塊鏈中所包括的-只是交易的公共分類賬。
它還可能包含諸如合同之類的更復(fù)雜的數(shù)據(jù)-如果發(fā)生X時(shí)，甲方將向乙方發(fā)送一定金額的款項(xiàng)。這就是以太坊背后的主要思想，以太坊是一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的加密貨幣平臺，專門研究“智能合約”。
如何將數(shù)據(jù)添加到塊中?
當(dāng)某人想要將數(shù)據(jù)添加到公共分類賬時(shí)，他們必須證明自己有權(quán)將數(shù)據(jù)添加到區(qū)塊中。這是通過稱為公鑰加密的系統(tǒng)完成的。
每個(gè)被授權(quán)向區(qū)塊鏈添加數(shù)據(jù)的人都有一個(gè)私鑰和一個(gè)公鑰。私鑰必須對其他所有人保密，但是公鑰可供訪問區(qū)塊鏈的任何人使用。
私鑰與人們要添加以創(chuàng)建數(shù)字簽名的數(shù)據(jù)結(jié)合使用。然后，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)可以使用一個(gè)人的公鑰來驗(yàn)證私鑰是否用于簽名數(shù)據(jù)。但是，該公鑰不能用于確定私鑰。
該密碼系統(tǒng)確保每個(gè)塊中的數(shù)據(jù)都應(yīng)該存在，這非常重要。這通常是由金融機(jī)構(gòu)或可信賴的第三方承擔(dān)的責(zé)任，但是區(qū)塊鏈技術(shù)避開了中介機(jī)構(gòu)，而傾向于去中心化結(jié)構(gòu)。如您所見，對區(qū)塊鏈的任何添加都很難撤，因此必須授權(quán)每筆交易。
為什么要叫鏈?
區(qū)塊鏈中的每個(gè)區(qū)塊都包含對鏈中緊接其之前區(qū)塊的引用。這樣可以確保按時(shí)間順序?qū)γ總€(gè)塊進(jìn)行排序。
參考數(shù)據(jù)由加密哈希函數(shù)生成，該函數(shù)將前一個(gè)塊中的所有數(shù)據(jù)都映射到摘要(字母數(shù)字字符串)中。如果塊中的任何數(shù)據(jù)發(fā)生更改，也許您想向數(shù)字添加一些額外的，則哈希函數(shù)將產(chǎn)生完全不同的摘要。
通過以這種方式將塊鏈接在一起，幾乎沒有一個(gè)人可以更改區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)。這樣做不僅需要該人員在一個(gè)塊中更改數(shù)據(jù)，而且還要在其后的每個(gè)塊中更改數(shù)據(jù)。
是什么使得制作新區(qū)塊如此困難?
每個(gè)區(qū)塊還包含重要信息，這些信息允許使用區(qū)塊鏈的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證區(qū)塊的有效性-例如解決稱為工作量證明的復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的解決方案。工作量證明需要大量的計(jì)算能力來解決，但僅需少量的工作量即可驗(yàn)證解決方案。
如果不解決工作量證明，則無法將新區(qū)塊修改為區(qū)塊鏈。
在比特幣和以太坊等許多加密貨幣區(qū)塊鏈中，網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)被激勵產(chǎn)生工作量證明并通過獎勵向區(qū)塊鏈添加區(qū)塊。一些區(qū)塊鏈完全依靠交易成本來激勵人們花錢購買硬件和電力等計(jì)算資源來運(yùn)行它。
因此，一個(gè)人單獨(dú)行動將需要網(wǎng)絡(luò)上很大一部分的計(jì)算能力，甚至有適度的機(jī)會將多個(gè)區(qū)塊背靠背添加到區(qū)塊鏈中。
區(qū)塊鏈存儲在哪里?
大多數(shù)區(qū)塊鏈的一個(gè)重要特征是它們在網(wǎng)絡(luò)上公開分布。那就是說網(wǎng)絡(luò)上的每臺計(jì)算機(jī)都有一個(gè)區(qū)塊鏈的副本。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)解決工作量證明并向區(qū)塊鏈添加一個(gè)塊時(shí)，該新的區(qū)塊鏈將立即分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上的其他每臺計(jì)算機(jī)。其他計(jì)算機(jī)驗(yàn)證區(qū)塊中的事務(wù)以及工作量證明解決方案。
在某些情況下，兩臺計(jì)算機(jī)解決了工作量證明，并試圖在同一時(shí)間向區(qū)塊鏈添加一個(gè)塊。他們添加的塊可能沒有相同的數(shù)據(jù)。一些計(jì)算機(jī)獲得鏈的一個(gè)副本，而其他計(jì)算機(jī)則獲得不同的副本。
在這種情況下，每臺計(jì)算機(jī)都會保留收到的鏈的第一份副本。下一臺解決工作量證明的計(jì)算機(jī)將新區(qū)塊修改為其收到的副本，并將該新鏈廣播到網(wǎng)絡(luò)的其余部分，從而打破平局。最長的鏈?zhǔn)冀K被認(rèn)為是唯一有效的區(qū)塊鏈。
最長鏈?zhǔn)俏ㄒ挥行ф湹囊?guī)則是更改記錄極其困難的另一個(gè)原因。一個(gè)人不僅必須解決他們要更改的塊的工作量證明，而且還必須在網(wǎng)絡(luò)上的任何其他計(jì)算機(jī)解決該問題之前為下一個(gè)塊解決該問題。
由于區(qū)塊鏈存儲在網(wǎng)絡(luò)中的每臺計(jì)算機(jī)上，因此沒有單點(diǎn)故障。這為系統(tǒng)增加了另一個(gè)安全級別。
區(qū)塊鏈技術(shù)的可能應(yīng)用
任何依賴數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)或系統(tǒng)都可能會受益于區(qū)塊鏈技術(shù)，使其更加安全和可訪問。
可能的應(yīng)用包括：
u 點(diǎn)對點(diǎn)匯款。中本聰(Satoshi Nakamoto)將區(qū)塊鏈視為進(jìn)行比特幣交易的解決方案。區(qū)塊鏈上的交易非?？?。通過傳統(tǒng)的金融機(jī)構(gòu)向全球匯款可能需要幾天的時(shí)間，而比特幣則需要幾分鐘的時(shí)間。其他加密貨幣甚至比比特幣還要快，開發(fā)人員已經(jīng)建立了閃電網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)，以更快地驗(yàn)證比特幣或以太坊網(wǎng)絡(luò)上的交易。
u 智能合約。智能合約是一些計(jì)算機(jī)代碼，可以在滿足特定條件時(shí)執(zhí)行。將合同寫到區(qū)塊鏈上就無需像金融機(jī)構(gòu)這樣的中介機(jī)構(gòu)來執(zhí)行合同。合同一旦進(jìn)入公共分類帳，就很難更改。智能合約的一個(gè)示例應(yīng)用是股票看漲期權(quán)，該期權(quán)賦予一個(gè)人在未來某個(gè)日期以某個(gè)價(jià)格購買股票的權(quán)利。當(dāng)該日期到來時(shí)，將執(zhí)行智能合約，該人將購買股票。
u 其他金融服務(wù)。智能合約可用于與任何金融工具進(jìn)行交易。區(qū)塊鏈技術(shù)可以徹底改變股票交易所，因?yàn)楣善笨梢栽趲追昼娭畠?nèi)完成交易，而無需花三天的時(shí)間來解決。實(shí)際上，納斯達(dá)克股票市場在2015年開發(fā)了名為Linq的私人證券交易所。另一個(gè)例子是使用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行保險(xiǎn)索賠。區(qū)塊鏈可以記錄保險(xiǎn)財(cái)產(chǎn)并更快地支付索賠。
u 物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。越來越多的事物連接到Internet，并且它們都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍很廣，從可以用智能手機(jī)控制的車庫門，到整個(gè)城市都有成千上萬的設(shè)備相互通信以控制流量和有效管理資源。使用區(qū)塊鏈可以為智慧城市提供安全性，以確保交通信號燈繼續(xù)正常運(yùn)行，前提是您工作時(shí)保持電源接通。
u 供應(yīng)鏈跟蹤。按照與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相同的思路，供應(yīng)鏈公司使用數(shù)十億個(gè)傳感器來跟蹤從A點(diǎn)到B點(diǎn)的包裹。區(qū)塊鏈的時(shí)間順序性質(zhì)使其很容易在任何時(shí)間點(diǎn)跟蹤項(xiàng)目。
u 健康記錄。將個(gè)人健康記錄保存在區(qū)塊鏈上，將使全世界的醫(yī)生都能即時(shí)訪問一個(gè)人的病歷。因此，如果您出國旅行并受傷或只是在家里看新醫(yī)生，區(qū)塊鏈可以使醫(yī)生更輕松地訪問您的病歷。
u 投票。由于擔(dān)心黑客在2016年美國總統(tǒng)大選中篡改電子選票，因此區(qū)塊鏈技術(shù)可以提供解決方案。由于一個(gè)人必須在將數(shù)據(jù)添加到區(qū)塊鏈之前對其進(jìn)行授權(quán)，因此很容易通過向符合條件的選民發(fā)行私鑰來確保每個(gè)人只投票一次。此外，區(qū)塊鏈的難以改變的性質(zhì)意味著很難篡改結(jié)果。也許最好的是，如果政府使用區(qū)塊鏈和公共密鑰加密進(jìn)行投票，您可能不必在投票站排隊(duì)等候投票。
區(qū)塊鏈技術(shù)還有許多其他潛在的應(yīng)用程序，開發(fā)人員可能會繼續(xù)考慮使用中本聰?shù)脑枷敕ㄒ运麖奈聪脒^的方式繞過金融機(jī)構(gòu)的新方法。
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