什麼是區塊鏈？

朱尼奧17，2020

什麼是區塊鏈？

你聽說過很多關於它的事，但在沒有煙熏味的情況下常常是不恰當的。然而這些概念並不復雜。支持區塊鏈的技術可能有點棘手和復雜（並不復雜），但本質上，事情相當簡單。我想幫你澄清一下。我的解釋是非技術性的，作為該主題的非專家，或者更確切地說，作為了解該過程但不深入技術細節的人，因為有人比我準備得更充分。這裡的目的是澄清一般概念，讓您了解這個工具的強大性、多功能性和通用性，以及如何利用它來為我們帶來優勢。如果您有興趣詳細了解此事， 在閱讀了我與代幣相關的文章之後 我建議你聯繫 邁克爾·甘多菲 它準備並舉辦有關這些主題的網絡研討會和專業課程。網上雜誌也很有趣 密碼學家 其中包含很多有關它的信息，包括加密貨幣、它們是什麼以及如何管理它們：在這方面，我藉此機會向 阿米莉亞·托馬西奇奧，密碼學家首席執行官。

1.什麼是區塊鏈？

可以這麼說：區塊鏈技術允許以安全和加密的方式分發包含不可變數據的公共“寄存器”，並保證信息交換永遠不會被更改。

我詳細說一下。

如果這項技術如此復雜，為什麼還要稱其為“區塊鏈”呢？在最基本的層面上，區塊鏈實際上只是一個區塊鏈，但不是傳統意義上的區塊鏈。當我們在這種背景下表達“區塊”和“鏈”的概念時，我們實際上是在談論 數字信息 （“塊”）存儲在 數據庫 公共（“鏈”）。

嘗試想像一個商會的商業登記冊。寄存器中包含的信息對應於“塊”，而寄存器本身就是“鏈”。鏈上包含的信息就是區塊鏈。

因此，區塊鏈上的“區塊”是由數字信息組成的。具體來說，它們分為三個部分：

塊i 存儲有關交易的信息 例如您上次在亞馬遜等網站上購物的日期、時間和貨幣金額。（注：此亞馬遜示例用於說明購物；亞馬遜的零售業並不按照此處所示的區塊鏈原則運作）
存儲有關誰參與交易的信息的塊。暫停在亞馬遜上購買包裹將在 Amazon.com, Inc. (AMZN) 註冊您的姓名。您的購買記錄不是使用您的真實姓名，而是使用唯一的“數字簽名”（一種用戶名），沒有任何識別信息。
存儲將其與其他塊區分開的信息的塊。 就像你我有名字來區分彼此一樣，每個塊都存儲一個唯一的代碼，稱為散列這使我們能夠將其與任何其他塊區分開來。

哈希值是由特殊算法創建的密碼。 假設您在亞馬遜上瘋狂購物，但在運輸過程中，您決定無法抗拒並需要第二次購買。儘管您的新交易的詳細信息與您之前的購買幾乎相同，但我們仍然可以根據區塊的獨特代碼來區分它們。
雖然上一個示例中的塊用於存儲單個亞馬遜購買，但實際情況有點不同。例如，比特幣區塊鏈上的單個區塊實際上最多可以存儲 1 MB 的數據。這意味著，根據交易的大小，單個區塊可以“在一個屋簷下”容納數千筆交易。

到目前為止還好嗎？你聽懂了嗎？現在我用更簡單的語言解釋區塊鍊是如何工作的。

2. 區塊鏈如何運作

當一個塊存儲新數據時，它將被添加到塊鏈中。區塊鏈，顧名思義，是由多個鏈接在一起的區塊組成。然而，為了將一個塊添加到區塊鏈中，必鬚髮生四件事：

2.1 交易必鬚髮生。

讓我們繼續以您在亞馬遜上的衝動購買為例。匆匆點擊完吐舌頭的多次結賬提示後，你還是要繼續結賬，無奈地購買。正如我們之前所看到的，在許多情況下，一個區塊可能會捆綁數千筆交易，因此您在亞馬遜購買的商品將與其他用戶的交易信息一起打包在該區塊中。

2.2 交易驗證

購買之後，當然必須驗證交易。對於其他公共信息登記機構，例如證券交易委員會、銀行本身、發行信用卡的金融機構、在線支付運營商，有人正忙著驗證新的數據條目。 然而，有了區塊鏈，這項工作就留給了計算機網絡。 當您從亞馬遜購買時， 該計算機網絡承諾驗證交易是否按照您指定的方式進行。 也就是說，他們確認購買的詳細信息，包括交易時間、貨幣金額和締約方。

2.3 存儲交易

一旦交易被驗證準確，它就會獲得批准。交易的貨幣金額、您的數字簽名和亞馬遜的數字簽名都存儲在一個區塊中。在該區塊中，您的交易將與數百或數千個像您一樣的其他交易堆疊在一起。

2.4 區塊的“哈希值”歸屬。

就像天使獲得翅膀一樣，一旦一個區塊中的所有交易都得到驗證，它將獲得一個 唯一識別碼，稱為“哈希”。該塊還給出了添加到區塊鏈的最新塊的哈希值。一旦塊被定義為散列，它就可以被添加到區塊鏈“達到永恆”，我敢說有點有趣。

當這個新區塊被添加到區塊鏈中時，任何人都可以公開使用它，甚至包括你。例如，如果您查看比特幣區塊鏈，您會發現您可以訪問交易數據，以及有關該塊何時、何地以及由誰添加到區塊鏈的信息。

3. 區塊鍊是私有的嗎？

這是我聽到有人問的一個問題。通常，這個問題是由於不願將個人數據委託給名稱和地點未知的“機構”或“機構”而產生的。但現實不同，沒有人需要擔心任何事情。如果你很好地理解了區塊鏈的生成機制，那麼這個問題就變得多餘了，因為任何人都可以查看區塊鏈的內容，但用戶也可以選擇將自己的計算機作為節點連接到區塊鍊網絡。通過這樣做，他們的計算機會收到區塊鏈的副本，每次添加新塊時該副本都會自動更新，有點像 Facebook News Feed，每次發布新狀態時都會提供實時更新。 這就是互聯網的力量，也是加密貨幣被認為如此“危險”的原因，因為它們不能受到上級機構單方面控制。

事實上，區塊鍊網絡中的每台計算機都有自己的區塊鏈副本，這意味著同一個區塊鏈有數千甚至數百萬個副本。雖然區塊鏈的每個副本都是相同的，但通過計算機網絡傳播該信息會使信息更難以操縱。對於區塊鏈，不存在可以操縱的事件的單一明確的描述。相反，黑客必須操縱網絡區塊鏈的每個副本。 這就是區塊鍊是一個“分佈式”且真正“民主”的賬本的含義。

然而，以比特幣區塊鍊為例，您會發現您無權訪問有關用戶進行交易的識別信息。雖然區塊鏈上的交易並非完全匿名，但用戶的個人信息僅限於他們的數字簽名或用戶名。

這就提出了一個重要的問題： 如果你無法判斷誰在向區塊鏈添加區塊，你怎麼能信任區塊鍊或支持它的計算機網絡呢？

4.區塊鏈安全嗎？

區塊鏈技術以多種方式處理安全和信任問題。首先，新塊總是按線性和時間順序存儲。也就是說，它們總是添加到區塊鏈的“末端”。如果你看一下比特幣區塊鏈，你會發現每個區塊在鏈上都有一個位置，稱為“高度”。由此可見，2020年615.400月，該區塊高度已突破XNUMX米！！！

因此，當一個區塊被添加到區塊鏈的末尾後，幾乎不可能返回去更改區塊內容。這是因為每個塊都包含自己的哈希值以及它前面的塊的哈希值。確實存在一條鍊或者一個串聯原理！哈希碼是由數學函數創建的，該函數將數字信息轉換為一串數字和字母。如果此信息發生任何變化，哈希碼也會發生變化。

這就是為什麼它對於安全很重要。 假設黑客試圖更改您的亞馬遜交易，以便您實際上必須支付兩次購買費用。一旦黑客更改了您交易的貨幣金額，區塊的哈希值就會發生變化。鏈中的下一個區塊仍將包含舊的哈希值，黑客必須更新該區塊以掩蓋他的踪跡。然而，這樣做會改變該塊的哈希值。還有下一個，等等。他應該有 100 隻手敲擊 100 個鍵盤，但這還不夠。

因此，要更改單個塊，黑客必須更改塊鏈上該塊之後的每個塊。重新計算所有這些哈希值需要外星文明擁有巨大且不可能的計算能力，其程度甚至連《星際迷航》作者的想像力都無法預測。換句話說，一旦一個塊被添加到區塊鏈中，它就變得非常難以修改並且無法刪除。

為了解決信任問題，區塊鍊網絡對想要加入鏈並添加區塊的計算機實施了測試。 這些測試被稱為“同意模型”，要求用戶在加入區塊鍊網絡之前“證明”自己。比特幣最常見的例子之一稱為“工作量證明”。

在工作量證明系統中, 計算機必須通過解決複雜的計算數學問題來“證明”它們已經完成了“工作”。 如果計算機解決了這些問題中的任何一個，它就有資格向區塊鏈添加一個塊。但向區塊鏈添加區塊的過程（加密貨幣世界稱之為“挖礦”或採礦）並不容易。事實上，到 15,5 年 2020.1 月，在比特幣網絡上解決這些問題之一的機率約為 XNUMX 萬億分之一。XNUMX 為了以這些概率解決複雜的數學問題，計算機必須運行耗費大量能源的程序。

總而言之，工作量證明並不會讓黑客攻擊變得不可能，但它確實讓黑客攻擊變得毫無用處。如果黑客想要協調對區塊鏈的攻擊，他們需要控制區塊鏈上超過 50% 的計算能力，這樣他們才能壓倒所有其他網絡參與者。考慮到比特幣區塊鏈的巨大規模，所謂的 51% 攻擊幾乎肯定不值得，而且可能是不可能的，並且需要這樣的資源安排，以至於它沒有有吸引力的成本/效益值。

5. 區塊鏈的實際應用

區塊鏈上的區塊存儲有關貨幣交易的數據，為了方便和簡單起見，我們到目前為止已經討論過這一點。但我們非常清楚，在開發了實際應用程序後，區塊鏈實際上也是一種非常可靠的存儲其他類型交易數據的方式。事實上，區塊鏈技術可用於存儲與財產交換、供應鏈停止甚至政治選舉處理相關的數據。

專業服務網絡德勤最近對七個國家的 1.000 家公司進行了調查，了解如何將區塊鏈整合到其業務運營中。他們的調查發現，34% 的企業目前已經在生產中擁有區塊鏈系統，而另外 41% 的企業計劃在未來 12 個月內實施區塊鏈應用程序。此外，近 40% 的受訪公司表示，他們明年將在區塊鏈上投資 5 萬美元或更多。以下是當今正在探索的一些最流行的區塊鏈應用程序。

5.1 銀行和金融機構

也許沒有哪個行業比銀行更能從將區塊鏈融入其業務運營中受益。金融機構僅在工作時間運營，每週運營五天。這意味著，如果您嘗試在周五下午 18 點存入支票，您可能必須等到週一早上才能將錢存入您的帳戶。即使您在營業時間內存款，由於銀行必須結算的交易量很大，交易仍可能需要一到三天的時間才能清算。另一方面，區塊鏈從不睡覺。

通過將區塊鏈集成到銀行流程中，消費者可以在短短 10 分鐘內看到他們的交易得到處理——基本上是向區塊鏈添加一個區塊所需的時間，無論一天中的哪個時間或一周中的哪一天。借助區塊鏈，銀行還能夠更快、更安全地在機構之間交換資金。例如，在股票交易中，結算和清算過程可能需要長達三天的時間（如果銀行在國際上運營，則可能需要更長的時間），這意味著您的資金和股票在此期間將被凍結。

考慮到所涉金額的規模，即使資金在途的短短幾天也可能給銀行帶來巨大的成本和風險。歐洲桑坦德銀行估計每年的儲蓄潛力為 20 億美元。法國諮詢公司凱捷估計，消費者通過基於區塊鏈的應用程序每年可以節省高達 16 億美元的銀行和保險費用。這是為了讓大家了解我們實際上在談論什麼。

5.2 加密貨幣

區塊鏈構成了比特幣等加密貨幣的基礎。正如我在上面廣泛解釋的那樣，貨幣是由中央機構（通常是銀行或政府）監管和驗證的。在中央權威系統中，用戶的數據和貨幣在技術上由其銀行或政府決定。如果用戶的銀行倒閉或者他們生活在一個政府不穩定的國家，他們的貨幣價值可能會面臨風險。這就是比特幣誕生的原因。

通過將其操作分散在計算機網絡上，區塊鏈允許比特幣和其他加密貨幣在不需要中央機構的情況下運行。這不僅降低了您的風險，還消除了許多處理和交易費用。它還為貨幣不穩定國家的人們提供更穩定的貨幣、更多的應用以及更廣泛的個人和機構網絡，可以與他們在國內和國際上開展業務。

5.3 醫療保健專業人員

醫療保健專業人員可以利用區塊鏈安全地存儲患者的醫療記錄。當醫療記錄生成並簽名後，可以將其寫入區塊鏈，從而為患者提供記錄無法更改的證據和保證。這些個人醫療記錄可以用私鑰加密並存儲在剪貼板上，這樣只有特定個人才能訪問，從而確保隱私

5.4 公共記錄

如果您曾經在任何類型的公共登記處浪費過時間，您就會知道記錄保存過程既麻煩又低效。如今，實體契約必須交付給當地公共登記處的公務員，並手動輸入中央數據庫並最終進入公共索引。

這個過程不僅昂貴且耗時，而且還充滿人為錯誤，其中每一個不准確都會導致數據跟踪效率降低，通常很混亂，不是很細粒度，與其他數據不一致，並且基於不同且不兼容的歸檔技術。區塊鏈消除了在公共註冊表中“處理”文檔和跟踪物理文件的需要。如果數據被記憶（例如地籍）並在區塊鏈上驗證，公民可以盲目地信任向他提供的數據。