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法学区块链的安全性来自哪里？
如今，区块链是一个人人都在谈论的热门词汇；它可能与加密货币、Web3 或元宇宙相关；我们都听说过这个术语。但区块链究竟是什么，它有多安全？让我们深入探讨一下。
什么是区块链？
区块链是一个分布式账本，它不可篡改，用于验证和存储数字交易记录。区块链的维护并非由单一机构负责。相反，在点对点 (P2P) 网络中，每台计算机都存储一份账本副本，交易由去中心化的共识机制确认。
交易被保存在永久的区块中，这些区块是带时间戳的单元。每个区块都通过从前一个区块的内容生成的加密哈希与前一个区块链接（链式）。
由于哈希链接，很难更新一个区块中的数据而不同时影响链中的其他所有区块。实际上，这意味着任何更改或删除数据的尝试都会导致加密链断裂，从而提醒网络中的所有节点出现问题。
区块链分为两类：公共链和私有链。在公共链中，任何人都可以访问账本并参与共识机制。私有链的共识机制仅限于网络上的特定节点，并且对私有账本的查看权限也可能受到限制。
区块链最初是为了支持数字货币而设计的。然而，它目前正被广泛的企业用作去中心化数据库系统，以实现智能合约、医疗记录管理以及身份和访问管理 (IAM)。
区块链的安全性来自哪里？
几种流程，包括高级加密算法和行为和决策制定的数学模型，用于保护区块链。大多数加密货币系统的基本框架是区块链技术，它禁止数字货币被复制或销毁。
区块链技术在其他高度重视数据不变性和安全性的情况下也正在被研究。记录和跟踪慈善捐赠、医疗数据库和供应链管理只是几个例子。
然而，区块链的安全性远非易事。因此，掌握确保这些尖端系统得到良好保护的基本原理和方法至关重要。
不变性和共识
虽然许多因素促成了区块链的安全性，但共识和不变性的概念是最重要的两个因素。节点在分布式区块链网络中就网络的真实状态和交易的真实性达成一致的能力称为共识。达成共识的过程中通常使用所谓的共识算法。
另一方面，不变性是指区块链在交易确认后禁止更改交易的能力。尽管这些交易经常与加密货币的转移相关联，但它们也可以指非货币数字数据的存储。
共识和不变性共同构成了区块链网络数据安全的基础。一旦每个新的数据块被证明是真实的，不变性就确保了数据和交易记录的完整性。相反，共识机制确保遵守系统的规则，并且所有参与方都同意网络的当前状态。
密码学在区块链安全中的作用
为了实现数据安全，区块链很大程度上依赖于加密。在这种情况下，加密哈希函数至关重要。哈希是一个过程，其中算法（哈希函数）消耗任何大小的数据输入并返回可预测且大小固定的输出（哈希）（或长度）。
无论输入大小如何，输出都将是相同的长度。但是，如果输入发生变化，结果也会发生巨大的变化。但是，无论执行哈希函数多少次，如果输入不变，最终哈希始终相同。
这些输出数字，称为哈希值，用作区块链中数据块的唯一标识符。每个区块的哈希值都是使用前一个区块的哈希值计算的，从而形成一系列相互连接的区块。
因此，每个区块的哈希值都是使用该区块内的数据和前一个区块的哈希值计算的。这些哈希标识符对于区块链的安全性和不变性至关重要。
用于验证交易的共识算法也涉及哈希。例如，比特币区块链上的工作量证明 (PoW) 算法使用 SHA-256 哈希函数。顾名思义，SHA-256 获取数据并生成 256 位或 64 个字符长的哈希值。
密码学在确保用于持有加密货币单元的钱包的安全性以及保护账本上的交易记录方面发挥着作用。非对称或公钥加密用于生成成对的公钥和私钥，允许用户接收和进行支付。为了确保发送的代币确实属于所有者，私钥会为交易生成数字签名。
非对称加密的性质可防止除私钥所有者以外的任何人访问加密货币钱包中持有的资金，从而将资金安全地保存，直到所有者决定使用它们为止（只要私钥保持安全）。
加密经济学
除了密码学之外，一个相对较新的学科——加密经济学，也在确保区块链网络安全方面发挥着作用。它与博弈论相关，博弈论是一个研究分支，它用数学方法模拟理性主体在具有预定规则和奖励的背景下的决策。传统的博弈论可以应用于各种情况，而加密经济学模型则明确地描述了分布式区块链网络上节点的行为。
简而言之，加密经济学是对区块链协议内经济学以及根据其成员行为其设计可能产生的潜在结果的研究。
加密经济安全是基于这样的理念：区块链系统给予节点更多诚实执行的激励，而不是参与有害或有缺陷的行为。这种激励结构的另一个显着示例是比特币挖矿中使用的工作量证明共识机制。
中本聪故意将比特币挖矿架构设计成耗时且资源密集型的。无论挖矿节点在哪里以及是谁，由于其复杂性和计算需求，PoW 挖矿都需要大量的资金和精力投入。因此，这样的系统为恶意挖矿创造了巨大的反激励，同时也为诚实挖矿提供了巨大的激励。
不诚实或效率低的节点将立即从区块链网络中移除，而诚实和高效的矿工将因其努力而获得丰厚的奖励。
同样，通过将区块链网络的大部分哈希率掌握在一个单一组或实体手中，这种风险与奖励的平衡可以防止可能破坏共识的潜在攻击。这些攻击被称为 51% 攻击，如果有效执行，可能会造成极大的破坏。由于工作量证明挖矿竞争激烈且比特币网络规模庞大，恶意参与者控制大多数节点的可能性极低。
此外，获得对大型区块链网络 51% 控制权所需的计算能力将非常昂贵，这会立即降低为如此微薄的潜在回报进行如此重大投资的反激励。只要构建大部分恶意节点的成本仍然过高且对诚实行为的激励持续增强，系统就会在没有重大中断的情况下蓬勃发展。另一方面，小型区块链网络容易受到多数攻击，因为专门用于这些系统的总哈希率远低于比特币。
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