区块链 - 简介

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区块链技术是赋予现代数据库管理技术的一个名称，它使大型企业能够借助网络中不同节点之间的链接和链来共享信息和进行通信。它是一种处理数字交易的新方式，近年来开始受到关注。

数据保存在区块链数据库中以链式连接的区块形式存储。由于该链在没有网络批准的情况下无法删除或更改，因此数据在时间上保持一致。

什么是区块链？

区块链是一个网络中不断增长的分类账，它以安全、有序且不可变的方式跟踪记录网络内发生的所有交易、更改和实施。简单来说，它就像一个链表一样由一系列区块组成，每个节点都处于另一个节点的前后。所有节点或区块都与下一个节点链接，就像编程中的指针一样。

每个区块记录所有最近的交易，并且一旦完成，就会作为永久数据库进入区块链。此技术基于稍后将学习的信息安全加密概念。每次区块完成时，都会生成一个新区块。一旦区块链中创建了一个信息块，就不能更改或删除它。这使得区块链非常安全可靠。

区块链网络独立于中心化机构，它无需任何第三方中介（如中央当局、银行、政府等）即可运行。交易由计算机网络验证。区块链网络基于互联网，因此无法脱机运行。

关键要点

我们可以从上述解释中提取以下要点，并在继续下一节之前记住这些要点：

• 区块链代表了一种分布式数据库的形式，在信息存储方法上与传统数据库形成对比。
• 它将数据组织成通过加密技术（稍后将学习）互连的区块。
• 区块链可以记录各种信息，但其主要应用是作为交易的分类账。
• 区块链以分散的方式运行，这意味着没有任何个人或团体拥有对其的控制权；控制权在所有用户之间共享。

区块链的要素

任何区块链网络的关键要素都包括以下组件：

分布式账本

网络中的每个成员都可以访问去中心化账本及其不可更改的交易日志。通过此公共账本，交易仅记录一次，消除了传统业务网络中常见的冗余工作。

不可变记录

任何参与者都无法更改或操纵已记录在共享账本上的交易。如果交易记录中出现错误，则必须创建新的交易来更正错误，并且两笔交易都将透明地显示。

智能合约

为了加快交易速度，一组称为智能合约的规则存储在区块链上并自动运行。智能合约定义了公司债券转让的条件，包括旅行保险支付条款等等。

区块链如何工作？

区块链由称为脚本的小型顺序程序组成，这些程序执行数据库中可用的任务，例如输入信息、访问存储在数据库中的数据、保存数据和将其复制到其他位置。默认情况下，一旦保存到分类账中的数据就无法更改。区块链是分布式的，这意味着多个副本保存在许多机器上，并且它们必须全部匹配才能有效。

网络中的交易遵循一系列步骤，具体步骤可能因其实施的网络类型而异。通常，当交易发起时，为区块链提供接口的应用程序会启动一系列事件。

网络中的每个节点都以这种方式提出自己的区块，因为它们都选择不同的交易。每个节点都在处理自己的区块，试图找到解决难度目标的方案，使用一次查询编号，也称为其首字母缩写nonce。一旦区块关闭，交易就完成了。

尽管此过程是一般化的步骤序列，但并非所有网络都按顺序或完全遵循这些步骤。本文后面部分将讨论一些加密货币，例如以太坊、狗狗币和比特币。

区块链的特征

区块链技术是全球分散加密货币的主要蓬勃发展力量。由于其众多功能，它被应用于现代生活的各个领域。以下几点简要说明了区块链技术的特征和概念：

分散化

区块链促进数据在多个网络节点（位于不同地理区域的运行区块链软件的计算机或设备）之间分发。这种架构不仅确保冗余，还维护数据的完整性。

例如，如果有人试图修改数据库的一个实例中的记录，其他节点将通过比较区块哈希来阻止此操作。因此，网络中没有任何单个节点能够更改链中包含的信息。

透明度

由于所有区块链网络的分散结构，所有交易都可以公开访问，可以通过下载和检查它们来查看，或者利用区块链浏览器实时监控交易。

每个节点都维护自己的链版本，该版本会随着新区块的添加而不断更新。因此，如果需要，可以跟踪比特币的移动到其目的地。

安全性

区块链技术通过多种方法确保分散的安全性及信任。最初，新区块始终以线性且按时间顺序的方式存储，始终附加到区块链的末尾。一旦区块添加到区块链的末尾，它就变得不可变，从而防止对先前区块进行任何更改。

区块内任何数据的修改都会改变其哈希值。由于每个区块都包含前一个区块的哈希值，因此任何更改都会影响后续区块。如果有人试图修改一个区块，网络将由于哈希不一致而拒绝它。然而，这种操纵可能在较小的区块链网络中发生。

区块链网络类型

区块链配置有很多种，可以明确地分为 4 个子类别。以下几点清楚地解释了不同类型的区块链网络：

公有链

公有链对所有参与者开放，任何人都可以成为成员。区块链中的每个人都拥有查看、修改和验证区块链的相同权限。

公有链的主要目的是交易和创建数字货币，例如比特币、以太坊和莱特币。

私有链

一个实体负责监督私有链，称为托管区块链。管理机构决定网络中的成员资格和权限。

私有链由于其访问权限受限而表现出部分分散化。瑞波币（Ripple），一个为企业服务的数字货币交易网络，是私有链的一个主要例子。

联盟链

联盟链网络由组织的集合管理。这些预先选定的实体合作维护区块链并建立数据访问协议。具有共同目标和共享责任优势的行业通常青睐联盟链网络。

混合链

混合链整合了私有链和公有链的功能。组织能够建立私有的、许可的系统，并结合公共框架。

此安排使他们能够管理对存储在区块链中的特定数据的访问，同时保持其他信息的公开可用性。

智能合约用于允许公共参与者验证私有交易的完成情况。例如，混合链可以提供对数字货币的公共访问，同时确保银行拥有的货币保持机密。

区块链的应用

不同行业以多种方式使用区块链技术。其中一些行业如下所示：

能源生产行业

能源公司利用区块链技术建立点对点能源交易平台，增强可再生能源的可访问性。例如，这些应用程序包括：

• 利用区块链的能源公司开发了一个交易平台，使个人能够买卖电力。配备太阳能电池板的房主可以通过此平台将其多余的太阳能出售给附近的居民。该系统通过智能电表有效地运行，启动交易，然后将其记录在区块链上。
• 通过基于区块链的众筹项目，用户有机会赞助和拥有能源匮乏地区的太阳能电池板。在太阳能电池板安装完成后，赞助者还可以从这些社区获得租金收入。

银行和金融机构

传统金融机构，如银行和证券交易所，利用区块链技术来监督数字交易、账户和市场交易。例如，新加坡交易所有限公司是一家专注于亚洲投资服务的公司，它利用区块链来增强银行间支付系统。

区块链的采用有效地解决了各种问题，例如大量金融交易的批量处理和人工核对。

娱乐行业和媒体

媒体和娱乐公司利用区块链技术来监督版权信息。确保版权验证对于确保艺术家获得公平补偿至关重要。记录版权材料的购买或转让需要大量的交易。

通过实施区块链策略，他们有效地提高了效率并降低了与版权管理相关的费用。

区块链的优势（优点）

区块链技术的优势（优点）包括以下几点：

• 通过消除第三方验证降低成本
• 通过消除人工验证提高精度
• 由于去中心化，篡改难度增加
• 安全、保密且有效的交易
• 清晰透明的技术
• 提供银行替代方案，并为政府不稳定或不发达国家居民提供保护个人数据的方法。

区块链的缺点（劣势）

区块链技术的缺点（劣势）包括以下几点：

• 每秒处理的交易数量有限。
• 过去参与非法活动，例如在暗网上。
• 不同司法管辖区之间法规不确定且差异较大。
• 数据存储容量限制。
• 一些区块链的科技成本很高。

成为区块链开发人员的路线图

以下步骤包含了开始学习区块链并成为区块链开发人员的具体步骤。让我们一步一步地深入了解这些步骤：

• 建立任何编程语言、**语法、面向对象编程**（OOP）概念和**数据结构**的坚实基础，特别是**链表、图和树**。
• 掌握至少一门编程语言，例如**Python、JavaScript**或**Solidity**，这些语言构成了区块链开发的核心。
• 学习核心计算机科学科目，例如**信息和网络安全、密码学、计算机网络和数据库管理系统**（DBMS）。
• 复习数学主题，例如**概率、统计、线性代数和微积分**。
• 从区块链基础开始 - **分布式系统、共识机制**（工作量证明、权益证明）和去中心化应用程序，称为**DApp**。
• 探索不同的区块链类别，如**公有链、私有链、混合链**和**联盟链**。
• 掌握**智能合约**和Solidity。
• 学习密码学概念，如**哈希、加密**、数字签名和密钥管理。
• 选择一个平台，例如**以太坊**及其编程语言Solidity。练习编写、测试和部署智能合约。
• 探索以太坊生态系统，如**以太坊虚拟机**（EVM）。开始详细研究**Web3**概念。
• 创建项目并参与黑客马拉松和竞赛，以磨练您在Web3和Solidity方面的技能。
• 探索除以太坊之外的更多平台，例如**Solana、Cardano**和**Polkadot**等等。
• 为开源社区做出贡献，并在该领域获得实践经验。开源领域包括**GSoC**（谷歌夏季代码）等等。

关于区块链的常见问题

以下页面回答了关于区块链技术和加密货币最常见的问题：

1. 区块链网络中的账本是什么？

账本是不断增长的数据文件，记录了网络中所有交易的条目，这些条目基于这些交易。

2. 区块链技术使用哪些语言？

区块链开发主要使用的语言有**Solidity、Python、C#、Ruby、Golang**等。对于初学者来说，建议使用Solidity。

3. 世界上使用最广泛的加密货币有哪些？

**比特币**是世界上使用最广泛的加密货币，其次是**以太坊**和**狗狗币**。

4. 区块链是如何工作的？

一般来说，同一区块链实现中的许多节点需要执行算法来评估、验证和处理区块链块的历史记录，每当将新的区块链交易添加到区块链时。如果大多数节点确认块历史记录和**签名**的真实性，则新的区块链交易块将被接受到账本中，并且包含数据的新的区块将被添加到区块链中。

结论

区块链技术正在获得越来越多的认可，这在很大程度上归因于**比特币**和加密货币的影响，并且已经实施和正在研究许多实际应用。作为全国投资者经常提及的一个术语，区块链有可能通过减少对中间人的需求来提高业务和政府运营的准确性、效率、安全性和成本效益。

随着我们进入区块链的第三个十年，重点已从传统公司是否会采用这项技术转移到它们何时会采用。目前，我们见证了**非同质化代币**（NFT）和各种资产的代币化的激增。在不久的将来，我们可能会看到将多个区块链、**代币**和**人工智能**集成到面向企业和消费者的解决方案中。