区块链技术是什么?如何添加数据到区块链?

 2023-08-27 19:37:18发布 2023-08-28 11:58:02更新

区块链是一种存储和记录数据的分类账技术。

过去,交易通过书面分类账进行跟踪并存储在金融机构中。传统账本可以被审计,但只能由具有特权访问权限的人进行审计。区块链采用了这些概念,并通过消除信息(即交易数据)处理方式的保密性使它们民主化。

最简单的形式是,区块链是一个不断更新和审查的分布式交易列表,也被称为分布式账本技术(DLT),可以通过编程来记录和跟踪分布在多个地点和实体的网络上的任何有价值的东西。这创建了一种由联网计算机组成的全球蜘蛛网。

虽然区块链技术经常与加密货币联系在一起,但它并不是数字资产市场所独有的。

由于其添加和存储数据的独特能力,它可以为各行各业提供许多其他功能。

 

区块链是什么样的?

区块链可以分为两个部分:区块和链。

区块是在虚拟链中按时间顺序链接到其他区块的数据集合。你可以把区块链想象成一列火车,由多节车厢连成一条线组成,每节车厢都包含一定的数据。就像现实生活中火车车厢里的乘客一样,块在装满之前只能容纳一定量的数据。

每个区块还包含一个时间戳,因此数据的记录和存储时间一目了然——这对于交易或供应链数据等至关重要,准确了解付款或包裹的处理时间非常重要。

 

为什么区块链很重要?

传统数据库技术为记录金融交易带来了很多难题。

例如,在房地产销售领域。在交换资金后,房地产的所有权将转移给买方。买卖双方中的任何一方均可记录货币交易,但任何一方的来源均不可信。即便卖方已收款,也可轻松声称他们未收款;同样,即便买方未付款,也可辩称他们已付款。

为了避免潜在的法律问题,需要一个可信的第三方负责监督和验证交易。这种中央机构的存在,不仅会使交易复杂化,还会造成单点漏洞。如果该中央数据口遭到入侵,双方都有可能蒙受损失。

区块链通过创建去中心化的防篡改系统来记录交易,可以缓解此类问题。

在房地产交易场景中,区块链可分别为买方和卖方创建一个分类账。所有交易都必须获得双方批准,并将在双方的分类账中实时更新。历史交易中的任何损坏都会导致整个分类账损坏。

区块链技术的这些属性以使其用于各个行业部类,包括比特币 (Bitcoin) 等数字货币的创造。

 

区块链有多少份?

区块链不存在单一的主副本。相反,每个运行对网络做出贡献的计算机的人(也称为“节点”)都维护自己的区块链副本,并不断与其他节点进行检查,以确保每个人都拥有相同的数据记录。

通过让每个贡献者存储自己的副本,这意味着不存在单点故障。这种令人印象深刻的安全层还意味着恶意代理几乎不可能篡改存储在区块链上的数据。

如果黑客组织想要操纵区块链上的任何交易,他们就必须闯入世界各地每个网络贡献者的设备并更改所有记录以显示相同的内容。

与传统机构存储的财务记录数据库不同,区块链是完全透明的,旨在跨网络分发、共享,并且在许多情况下是完全公开的。通过优先考虑交易和信息存储方式的透明度,区块链可以充当单一事实来源。

 

区块链技术的功能

区块链技术具有以下主要功能:

去中心化

区块链中的去中心化是指将控制权和决策权从中心化实体(个人、组织或团体)转让给分布式网络。去中心化区块链网络使用透明度来减少对参与者之间取得信任的需要。这些网络还以削弱网络功能性的方式,阻止参与者彼此施加权力或控制。

不可变性

不可变性是指某些内容不能更改或改变。一旦某个参与者将交易记录到共享分类账中,则任何参与者均不能篡改该交易。如果某个交易记录包含错误,则您必须添加新交易以修正错误,并且整个网络均可看见这两个交易。

共识

区块链系统将建立关于参与者就记录交易达成共识的规则。仅当网络中的大部分参与者都同意时,才能记录新交易。

 

区块链技术的关键组件

区块链架构包含以下主要组件:

分布式分类账

分布式分类账是区块链网络中用于存储交易的共享数据库,如团队中的每个人均可编辑的共享文件。在大多数共享文本编辑者中,任何拥有编辑权限的人员均可删除整个文件。但分布式分类账技术对于谁能编辑以及如何编辑具有严格规则。一旦条目已被记录,您就无法删除它们。

智能合约

很多公司使用智能合约来自行管理业务合约,而不需要第三方的帮助。智能合约是存储在区块链系统上的程序,这些程序将在符合预先确定的条件时自动运行。这些程序将运行条件语句检查,以便能够放心地完成交易。例如,某家物流公司可能拥有一份智能合约,约定一旦商品抵达港口将自动进行付款。

公钥加密

公钥加密是一种安全功能,用于唯一标识区块链网络中的参与者。此机制将为网络成员生成两组密钥。

一组密钥是公钥,对于网络中的每个人都是公用的。另一组密钥是私钥,对于每个成员都是唯一的。私钥与公钥配合使用,解锁分类账中的数据。

非对称密码学

例如,John 和 Jill 是网络中的两个成员。John 记录了一项交易,并用其私钥进行了加密。Jill 可以使用其公钥解密该交易。通过这种方式,Jill 可以确信 John 进行了该交易。如果 John 的私钥已被篡改,则 Jill 的公钥不会发挥作用。

 

数据如何添加到区块链中?

除了数据透明之外,区块链也是一种安全的存储方式。以比特币为例,以下是将交易添加到新区块的方式:

当比特币用户发送交易时,会创建一条消息,其中包含发送者和接收者的公共地址以及交易金额。发送者获取这些数据,将他们的私钥添加到混合中,然后创建它的哈希值(将其转换为固定长度的代码)。这将创建一个数字签名,以确认拥有比特币数量的人打算发送它到接收器。

然后,发送者将此数字签名与消息和他们自己的公钥打包在一起,并将其广播到网络。这有点像在说:“嘿,大家!我想给这个人发送比特币。”

打包的交易加入一个等待室,里面装满了其他未确认的交易,希望添加到区块链中,称为“内存池”。

就比特币网络而言,通过工作量证明成功发现新区块的矿工然后从内存池中获取一批交易,验证每笔交易以确保每笔交易发送者的钱包中实际上有他们想要发送的比特币数量,通过软件运行它以确保打包的数据合法,将其添加到新块中,最后广播提议的新块到网络,以便其他矿工可以仔细检查一切是否正确。

这与权益证明区块链中使用的过程类似,只不过不是由挖掘节点发现和验证交易,而是由锁定一定量加密货币的用户执行该过程。

节点可以执行多种任务。其中包括保留所有交易数据的历史记录、验证交易,以及在挖掘节点或验证器节点的情况下,向区块链添加新块。

一旦交易被批准并添加,信息就不能更改或重写。这就是为什么存储在区块链网络上的数据被描述为“不可变”。

区块链只是记录其网络上发生的每笔交易。例如,以太坊区块链记录了曾经发生的所有以太币交易。因此,如果需要围绕先前的事务进行更新,而不是返回到初始数据,则会创建有关更改的新记录。

 

区块链技术有哪些好处?

区块链技术可为资产交易管理带来很多好处。我们将在以下小节中列出其中部分好处:

高级安全功能

区块链系统可以提供现代数字交易所需的高级安全和信任功能。对于有人会操纵底层软件为自己生成假币的恐惧始终存在。

但区块链使用加密、去中心化和共识三项原则,创建了高度安全、几乎不可能篡改的底层软件系统。不会有单点故障,并且单个用户也无法更改交易记录。

更高的效率

企业间交易可能需要大量时间,还会造成运营瓶颈,尤其是在涉及合规和第三方监管机构时。区块链中的透明度和智能合约可使此类业务交易更快捷、更高效。

更快捷的审计

企业必须能以可审计的方式,安全地生成、交换、归档和重建电子交易。区块链记录按时间顺序不可变,这意味着所有记录均始终按时间顺序排列。这样的数据透明使得审计过程更加快捷。

 

其他区块链技术用例

区块链技术的出现极大地改变了我们生活和工作的方式。它消除了对银行等中介机构的需求,并通过点对点网络使交易更加安全、降低成本,而且任何人都可以进行审查。

除了在金融领域有所应用之外,区块链技术还发挥着许多其他重要功能。

医院正在利用区块链来整合医疗记录数据,以提高准确性,农业公司则在物流方面使用区块链技术来跟踪食品供应链。

此外,智能合约依赖于区块链来保存所有协议和状态更改的记录,并成为交易、销售和验证原创数字艺术品的一种可靠手段。

随着时间的推移,区块链技术已经成为我们日常生活、工作和数字信息交互方式中不可或缺的一部分。虽然目前还没有形成一套完整的标准,但它的整体影响力仍在不断被发现。

毫无疑问,区块链技术会持续存在并扮演重要角色。

 

推荐阅读