探索区块链技术:去中心化的创新力量和数字经济的未来
第四届CCF计算机科普内容征集活动
优秀科普图文作品
探索区块链技术:去中心化的创新力量和数字经济的未来
作者:张可欣,武汉工程大学
区块链,顾名思义,就是一个个区块组成的链条,区块里储存我们想要储存的信息。 区块链在 1991 年就被提出过,当时是想要给电子文档做标记,来记录每一次文档的改 动, 防止有人篡改文档,当时并没有广泛应用。后来中本聪学者提出了比特币, 将区块 链用作账本, 此时区块中存储的就是一笔笔转账,把区块链变成了人人可以参与且值得信任的分布式账本。
一个区块可以分成三部分:数据、哈希值和前面区块的哈希值。数据即为信息; 哈 希值是由区块中的数据所决定的, 数据改变, 哈希值就会改变, 相当于人类的指纹; 一 个区块中除了存储自己的哈希值,还会存储上一个区块的哈希值。第一个区块称为创世区块,由于每一个区块中都有前面区块的哈希值,就构成了区块链,如图。
区块链具有去中心化的特点。传统的记账模式有第三方的交易中介,一般为权威机 构, 比如政府、银行等, 相当于一个村子的村长, 负责记录每一笔交易信息,只有村长 掌握所有的账本。而在区块链中,交易是直接发生在交易双方中, 双方会把交易信息广 播整个村子中,每一个人都会记录在自己的帐本中, 此时每个人都可以看作一个节点, 形成点对点网络(P2P),如图 。每一个人都可以加入这个网络, 在加入之前, 会获得一个完整的账本,如果有新的交易要加入账单, 需要每个节点达成共识。
区块链具有透明性的特点。传统的交易记账模式只有第三方交易中介掌握交易数据。而区块链的去中心化使得每个人的交易透明化,数据信息不再集中。
区块链具有难以篡改的特点。 账本掌握在每个人的手中, 如果想要篡改, 就需要篡 改所有人的账本,难以实现。放在区块链的广义上来说, 如图 1 ,如果篡改了区块 1 中 数据 2,那么区块 2 的数据 2 和篡改后的对应不上,从而它们之间的链接断裂。所以如 果想要篡改区块链, 就需要改变每一个区块, 难度很大。而且根据区块链的工作量证明机制(POW),根据区块的数据得到其特定哈希值的难度会由区块链赋予,会使得篡改的成本远远大于得到的收益,从而使区块链难以被篡改。
区块链具有高可靠性的特点。 区块链非常可靠, 数据存储在多个节点上, 其中一个节点发生故障,整个区块链还是可以正常运行。
区块链技术具有去中心化、高度安全、不可篡改、透明性等特点, 可以解决许多传 统系统面临的问题。 区块链作为一项重要的基础技术, 在金融、供应链、知识产权、数 据安全以及公共事务等多个领域都有广泛的应用前景。随着技术的不断发展和应用的拓 展, 区块链将进一步深化对社会经济体系的影响和改变。 同时,区块链也面临着一些挑 战, 如性能扩展性、隐私保护、标准化等问题。在未来的发展中, 需要进一步完善技术体系并逐渐推广应用, 以构建更加安全、高效、稳定的数字经济环境。