隨著比特幣的火爆，從這里誕生了一個(gè)新概念。它就是區(qū)塊鏈。那么，你知道區(qū)塊鏈嗎？區(qū)塊鏈的技術(shù)原理是什么？今天小編就和大家一塊了解一下關(guān)于區(qū)塊鏈的相關(guān)情況。希望對(duì)大家能夠有所幫助。

區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。所謂共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間建立信任、獲取權(quán)益的數(shù)學(xué)算法。

狹義來(lái)講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

廣義來(lái)講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算方式。

區(qū)塊鏈的9個(gè)技術(shù)原理

01.區(qū)塊

區(qū)塊作為區(qū)塊鏈的的基本結(jié)構(gòu)單元，由包含元數(shù)據(jù)的區(qū)塊頭和包含交易數(shù)據(jù)的區(qū)塊主體構(gòu)成。

區(qū)塊頭包含三組元數(shù)據(jù)：

（1）用于連接前面的區(qū)塊、索引自父區(qū)塊哈希值的數(shù)據(jù)

（2）挖礦難度、Nonce（隨機(jī)數(shù)，用于工作量證明算法的計(jì)數(shù)器）、時(shí)間戳

（3）能夠總結(jié)并快速歸納校驗(yàn)區(qū)塊中所有交易數(shù)據(jù)的Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)

（注:以上涉及的幾個(gè)艱難術(shù)語(yǔ)在后文部分會(huì)相應(yīng)解釋）

02.對(duì)點(diǎn)技術(shù)（peer-to-peer）

對(duì)點(diǎn)技術(shù)又稱“對(duì)等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”，依賴網(wǎng)絡(luò)中參與者的計(jì)算能力和帶寬，而不是把依賴都聚集在較少的幾臺(tái)服務(wù)器上。P2P網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要的目標(biāo)就是讓所有的客戶端都能提供資源，包括帶寬，存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力。因此，當(dāng)有節(jié)點(diǎn)加入且對(duì)系統(tǒng)請(qǐng)求增多，整個(gè)系統(tǒng)的容量也增大。

03.哈希算法

哈希算法（hash）是區(qū)塊鏈中保證交易信息不被篡改的單向密碼機(jī)制。哈希算法接收一段明文后，以一種不可逆的方式將其轉(zhuǎn)化成一段長(zhǎng)度較短，位數(shù)固定的散列數(shù)據(jù)。

它有兩個(gè)特點(diǎn)：（1）加密過(guò)程不可逆，意味著我們無(wú)法通過(guò)輸出的散列數(shù)據(jù)倒推原本的明文是什么；（2）輸出的明文與輸出的散列數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，任何一個(gè)輸入信息的變化，都必將導(dǎo)致最終輸出的散列數(shù)據(jù)的變化。

在區(qū)塊鏈中，通常使用SHA-256（安全散列算法）進(jìn)行區(qū)塊加密，這種算法的輸入長(zhǎng)度為256位，輸出是一串長(zhǎng)度為32字節(jié)的隨機(jī)散列數(shù)據(jù)。

04.共識(shí)機(jī)制—工作量證明機(jī)制

當(dāng)前主流的共識(shí)機(jī)制包括：工作量證明、權(quán)益證明、工作量證明與權(quán)益證明混合、股份授權(quán)證明、瑞波共識(shí)證明等。

重點(diǎn)了解比特幣使用的工作量證明機(jī)制POW（Proof of Work )。POW的基本步驟：

（1）節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)全網(wǎng)數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)基本合法性驗(yàn)證的數(shù)據(jù)記錄將其暫存。

（2）節(jié)點(diǎn)消耗自身算力嘗試不同的隨機(jī)數(shù)，進(jìn)行制定的哈希計(jì)算，并不斷重復(fù)該過(guò)程直至找到合理的隨機(jī)數(shù)。

（3）找到合理的隨機(jī)數(shù)后，生成區(qū)塊信息，首先輸入?yún)^(qū)塊頭信息，然后是數(shù)據(jù)記錄信息。

（4）對(duì)外部廣播出新產(chǎn)生的區(qū)塊，其他節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證通過(guò)后，鏈接至區(qū)塊鏈中，主鏈高度加一，然后所有節(jié)點(diǎn)切換至新區(qū)塊后面繼續(xù)進(jìn)行工作量證明和區(qū)塊產(chǎn)生。

每一個(gè)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)通過(guò)隨機(jī)的散列運(yùn)算，爭(zhēng)奪區(qū)塊鏈的記賬權(quán)，避免雙重支付，這一過(guò)程需要消耗電力、算力來(lái)完成，因此驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)也稱為“礦工”，計(jì)算過(guò)程稱為“挖礦”。

挖礦的過(guò)程簡(jiǎn)單描述為：將交易集合到一個(gè)區(qū)塊里——投入資源——解決問(wèn)題——達(dá)成共識(shí)——保存完整賬本的副本。

POW中，平均每10分鐘有一個(gè)節(jié)點(diǎn)找到一個(gè)區(qū)塊，一般情況下，需要6個(gè)區(qū)塊的生成時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)，因此一般交易在6個(gè)區(qū)塊（1個(gè)小時(shí)）后被認(rèn)為是安全確認(rèn)且不可逆的。

05.時(shí)間戳

時(shí)間戳（timestamp），通常是一個(gè)字符序列，唯一的標(biāo)識(shí)某一刻的時(shí)間。每個(gè)加蓋時(shí)間戳生成的區(qū)塊都獨(dú)一無(wú)二。區(qū)塊鏈中的時(shí)間戳從區(qū)塊生成的一刻起就存在于區(qū)塊鏈中，它對(duì)應(yīng)的是每一次交易記錄的認(rèn)證，證明交易記錄的真實(shí)性。時(shí)間戳是直接寫在區(qū)塊鏈中的，而區(qū)塊鏈中已經(jīng)生成的區(qū)塊不可篡改，一旦篡改，生成的哈希值就會(huì)發(fā)生變化，從而變成一個(gè)無(wú)效的數(shù)據(jù)。

06.節(jié)點(diǎn)信任機(jī)制

在信息不對(duì)稱的情況下，無(wú)需相互擔(dān)保信任或第三方（所謂的中心）核發(fā)信用證書，采用基于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的加密算法創(chuàng)設(shè)的節(jié)點(diǎn)普遍通過(guò)即為成立的節(jié)點(diǎn)信任機(jī)制：節(jié)點(diǎn)越多，需要的算力越強(qiáng)，超過(guò)51%的節(jié)點(diǎn)都通過(guò)，才能確立新區(qū)塊。

07.非對(duì)稱加密算法

我們經(jīng)常聽(tīng)到的“公鑰和私鑰”，就是俗稱的非成對(duì)加密方式，是對(duì)以前的對(duì)稱加密方式（使用用戶名和密碼）的提高。

在區(qū)塊鏈信息傳遞中，信息傳遞雙方的公鑰和私鑰的加密與解密往往是不成對(duì)出現(xiàn)的。

信息發(fā)送者：用私鑰對(duì)信息進(jìn)行簽名，使用信息接收方的公鑰對(duì)信息加密。

信息接收方：用信息發(fā)送者的公鑰驗(yàn)證信息發(fā)送者的身份，使用私鑰對(duì)加密信息進(jìn)行解密。

08.分布式網(wǎng)絡(luò)

沒(méi)有強(qiáng)制性的中心控制；次級(jí)單位具有自治的性質(zhì)；次級(jí)單位之間彼此高度連接；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)間的影響通過(guò)網(wǎng)絡(luò)形成了非線性因果關(guān)系。

區(qū)塊鏈的核心是分布式而不是去中心，分布式系統(tǒng)弱化了中心控制，而不是消滅了中心控制。

09.Merkle tree 梅克爾樹(shù)結(jié)構(gòu)

Merkle Tree，是一種樹(shù)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中所說(shuō)的樹(shù)），是區(qū)塊鏈的基本組成部分。雖說(shuō)從理論上來(lái)講，沒(méi)有梅克爾樹(shù)的區(qū)塊鏈當(dāng)然也是可能的，只需創(chuàng)建直接包含每一筆交易的巨大區(qū)塊頭就可以實(shí)現(xiàn)，但這樣做從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，可能最后將只有那些最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，才可以運(yùn)行區(qū)塊鏈。

區(qū)塊鏈有哪些應(yīng)用？

區(qū)塊鏈應(yīng)用1、數(shù)字貨幣：

目前區(qū)塊鏈技術(shù)最廣泛、最成功的運(yùn)用是以比特幣為代表的數(shù)字貨幣。近年來(lái)數(shù)字貨幣發(fā)展很快，由于去中心化信用和頻繁交易的特點(diǎn)，使得其具有較高交易流通價(jià)值，并能夠通過(guò)開(kāi)發(fā)對(duì)沖性質(zhì)的金融衍生品作為準(zhǔn)超主權(quán)貨幣，保持相對(duì)穩(wěn)定的價(jià)格。

自比特幣誕生以后，已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了數(shù)百種的數(shù)字貨幣，圍繞著數(shù)字貨幣生成、存儲(chǔ)、交易形成了較為龐大的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。以比特幣為例，參與機(jī)構(gòu)主要可分為基礎(chǔ)設(shè)施、交易平臺(tái)、ICO融資服務(wù)、區(qū)塊鏈綜合服務(wù)等四類。

區(qū)塊鏈應(yīng)用2、泛金融應(yīng)用：

區(qū)塊鏈應(yīng)用于金融領(lǐng)域有著天生的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，用互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，這是區(qū)塊鏈的基因決定的。主觀來(lái)看，金融機(jī)構(gòu)在區(qū)塊鏈應(yīng)用的探索上意愿最強(qiáng)，需要新的技術(shù)來(lái)提高運(yùn)營(yíng)效率，降低成本來(lái)應(yīng)對(duì)整個(gè)全球經(jīng)濟(jì)當(dāng)前現(xiàn)狀。客觀來(lái)看，金融行業(yè)市場(chǎng)空間巨大，些許的進(jìn)步就能帶來(lái)巨大收益。金融行業(yè)是對(duì)安全性、穩(wěn)定性要求極高的行業(yè)，如果區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域應(yīng)用得以驗(yàn)證，那么將會(huì)產(chǎn)生巨大的示范效應(yīng)，迅速在其他行業(yè)推廣。在金融領(lǐng)域，除去數(shù)字貨幣應(yīng)用，區(qū)塊鏈也逐漸在跨境支付、供應(yīng)鏈金融、保險(xiǎn)、數(shù)字票據(jù)、資產(chǎn)證券化、銀行征信等領(lǐng)域開(kāi)始了應(yīng)用。

區(qū)塊鏈應(yīng)用3、區(qū)塊鏈 + 行業(yè)應(yīng)用：

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域應(yīng)用的不斷驗(yàn)證，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在其他行業(yè)領(lǐng)域也逐漸體現(xiàn)出價(jià)值。目前，醫(yī)療健康、IP版權(quán)、教育、文化娛樂(lè)、通信、慈善公益、社會(huì)管理、共享經(jīng)濟(jì)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域都在逐漸落地區(qū)塊鏈應(yīng)用項(xiàng)目，“區(qū)塊鏈+”正在成為現(xiàn)實(shí)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的区块链技术原理是什么 看看你了解几个的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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