区块链技术初探：基础知识梳理与理解引导

来源：网络时间：2024-05-06 19:07:43

文章开头：在数字化时代快速发展的浪潮中，区块链技术以其独特的分布式账本和智能合约特性，日益成为全球关注的焦点。对于初次接触这一领域的学习者来说，理解和掌握区块链的基本概念、工作原理及应用模式显得尤为重要。本文旨在为对区块链感兴趣的读者提供一份入门级的知识整理，从基础出发，逐步解析区块链的核心要素，引领大家踏入这个充满创新与潜力的领域。

区块链入门知识整理

区块链由一个个区块（block）组成。区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。

区块链入门知识整理

图1.区块链的大致结构

区块链技术是一种去中心化和高信任度的分布式数据库账本技术，网络中的各个节点能够点对点直接发生交易，并对一段时间内发生的交易数据的记账权达成共识，独立存储和集体维护。该技术利用非对称加密技术保证数据安全可信，利用时间戳技术实现数据的可溯源性和可验证性，通过分布式存储使得数据公开透明，在非法算力不足50%时，数据无法伪造或篡改。区块链的自动化脚本代码系统支持用户创建高级的智能合约、货币或其他去中心化应用。

其中难度目标是该区块工作量证明算法的难度值，时间戳是记录该区块产生的时间，Nonce值是用于工作量证明算法的计数器。

区块链入门知识整理

区块链的三个基本概念：

交易（Transaction）：一次对账本的操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条转账记录；区块（Block）：记录一段时间内发生的所有交易和状态结果等，是对当前账本状态的一次共识；链（Chain）：由区块按照发生顺序串联而成，是整个账本状态变化的日志记录。

去中心化（Decentralization）

在传统的交易系统中，每一笔交易都需要经过一个值得信赖的、可靠的第三方中介代理来验证确认。这种中间代理显然带来了额外的资源耗用。此外，正如集中式系统那样，交易数目的增多必定造成中央服务器的成本和性能瓶颈。而在区块链中，一笔交易可以在任意两个在网络中处于对等地位的客户端之间进行**(P2P)，而不需要经过中央服务器的认证**。

持久性(Persistency)

由于在网络中进行的每一笔交易都会被确认、并记录在分布在整个网络中的区块中，因而几乎不可能对这些交易进行篡改。而且，每一个广播的块都会被其他的节点进行验证，所以任何的伪造数据都能轻易地被检测出来。

区块链技术优缺点总结：

优点：

1.分布式，去中心化由于使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。 2.不可篡改、撤销因为区块链的分布式和去中心化，个别的篡改无法得到整个网络的认可，使得数据无法被篡改。 3.开放性系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。 4.自治性区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据，使得对“人”的信任改了对机器的信任，任何人为的干预不起作用。 5.匿名性由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效)，因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任，对信用的累积非常有帮助。

缺点：

与传统数据库相比，当前区块链还不能存储大量

(1)不可撤销　　区块链中，如果误操作，或者丢失密码，损失将无法挽回。 (2)私密性　　由于区块链是分布式，交易账本必须公开透明，没有隐私可言。 (3)存储空间　　由于需要掌握所有历史记录，交易数量大的时候，性能受影响。 (4)延迟性分布式的特点，需要大家认证，因此，存在交易的延迟。 (5)当数据量越大伴随的性能问题每次交易为了验证你确实拥有足够的钱而需要追溯历史每一笔交易来计算余额。 (6)能耗问题区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算，这是非常耗费能源的。