理论教育 区块链:实现共享可靠数据库

区块链:实现共享可靠数据库

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:分布式账本是一种在网络成员之间共享、复制和同步的数据库。分布式账本记录了网络参与者之间的交易,比如资产或数据的交换。分布式账本的运行依赖于与区块链的共识机制—节点对系统的更新进行投票,以确保大多数人都同意所达成的结论,共识由共识算法自动执行。达成共识后,分布式账本将自动更新,而所有人商定后的结果将分别保存在每个节点上。

区块链:实现共享可靠数据库

分布式账本是一种在网络成员之间共享、复制和同步的数据库。分布式账本记录了网络参与者之间的交易,比如资产或数据的交换。网络中的参与者根据共识原则来制约和协商对账本中的记录的更新。没有第三方机构的参与。分布式账本中的每条记录都有一个时间戳和唯一的密码签名,这使得账本成为网络中所有交易的可审计历史记录。

分布式账本最突出的特征是其不由任何单个机构或个人维护,而是由网络中的每个节点单独构建和记录。分布式账本的运行依赖于与区块链的共识机制—节点对系统的更新进行投票,以确保大多数人都同意所达成的结论,共识由共识算法自动执行。达成共识后,分布式账本将自动更新,而所有人商定后的结果将分别保存在每个节点上。

通俗地讲,时间戳证明了区块链上什么时间发生了什么事情,且任何人无法篡改。区块链通过时间戳保证每个区块依次顺序相连。时间戳使区块链上每一笔数据都具有时间标记。时间戳在区块链中扮演公证人的角色,而且比传统的公证制度更为可信,因为区块链上记录的信息无法被任何人以任何方式修改。

举个简单的例子,几千年前人们对交易的理解是以物易物,进入文明时代后是等价交易,我们深信交易就是等价交易,从未怀疑这其中有什么不对。但等价交易是不够的,交易过程A付3元给B,与B再付3元给A,这两个过程在支付宝、银联等在线支付看来是等效的,且边际成本为零,也就是说,如果我有两个交易账户,可以在两个账户间无限转账。但区块链的分布式记账则不一样,交易存在时间戳,我们终于可以区分A付3元给B,与B再付3元给A这两种行为的不同。可以杜绝造假币的问题。

中本聪进行了伟大创新——给每笔交易“盖时间戳”。每10分钟一个区块,把10分钟的全网交易都正确地盖上时间戳。那么,由谁来盖呢?中本聪认为市场上的人都很贪婪。于是,他就让自称“矿工”的人去竞争这10分钟一个区块的记账权。竞争的规则是:正确记账,解决SHA256难题,只要证明自己的计算机算力最快,就能竞争到这10分钟区块的合法记账权,并得到25个比特币的奖励。

这就是俗称的“挖矿”过程,其实也是一个建立全网总账的过程,从这个意义上来说,矿工更本质的职能是“记账员”!

中本聪在其比特币白皮书中,比较详尽地叙述了这个信用系统建立的过程:

第一步:每一笔交易都是为了让全网承认有效,必须广播给每个节点;

第二步:每个矿工节点要正确无误地给这每笔10分钟的交易盖上时间戳,并且记入该区块;

第三步:每个矿工节点都要通过解SHA256难题,来竞争这个10分钟区块的合法记账权,并争取得到25个比特币的奖励(前四年是每10分钟50个比特币,每四年递减一半);

第四步:如果一个矿工节点解开了这10分钟的SHA256难题,就要向全网公布自己这10分钟区块记录的所有盖时间戳交易,并由全网其他矿工节点核对;

第五步:全网其他矿工节点核对该区块记账的正确性,若正确无误,就会竞争下一区块,继而形成一个合法记账的区块单链,也就是比特币支付系统的总账——区块链。(www.daowen.com)

通常,每笔交易都要经过6次区块确认,也就是6个10分钟记账,最终在区块链上被承认。所以,“比特币”就是这样一个账单系统:所有者用私钥进行电子签名并支付给下一个所有者,然后由全网的“矿工”盖时间戳记账,形成区块链。

区块链是分布式账本技术的一种形式,区块链分布在点对点的网络上并由其管理。由于它是一个分布式账本,因此可以在没有中央服务器管理的情况下运行,并且可以通过数据库复制和信任计算来维护其数据质量。但是,区块链的结构使它有别于其他类型的分布式账本。区块链上的数据被分组并以块的形式组织起来,这些块按照时间顺序依次连接形成一条链,并使用密码学技术对其进行安全保护。

区块链本质上是一个不断增长的记录列表,它的数据记录使用“仅可添加”的结构,即只允许将数据添加到链上,更改或删除已经录入的数据是不可能的。密码签名和将记录连成链是将区块链和分布式账本区分开的特点。

区块链的有趣之处在于它不仅仅是一个简单的数据结构。我们可以用区块链定义交易规则,甚至创建智能合约。区块链账户实际上是计算机程序,是一串代码,对这个账户可以进行编程,使得它智能化,可以和智能合约结合在一起做很多事情。唯一能够证明你持有加密资产的权属就是私钥。因此,区块链的分布式账本是搭载了很多区别于传统分布式账本的生态设施的。

区块链的分布式账本能够解决业务交易的所有内在问题,比如信任、透明性和责任性、防篡改性。

信任:通过使用区块链,参与交易的所有各方只需要信任该技术。

透明性:因为账本是分布式的,所以交易网络中涉及的所有对等方都能查看它(当然,受安全权利限制)。

责任性:因为交易中的所有各方都能查看分布式账本,所以每个参与者都认可交易进行过程中的进展和结果。

防篡改性:每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有交易详情(价值交换活动),由此,保证了账本(区块链)的连续性和完整性。一旦新账页(区块)完成后被加入账本(区块链)的最后,则此账页(区块)的交易记录(数据记录)就不能被改变或删除,除非能够同时控制系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,由此,保证了账本(区块链)的严谨性和防纂改性。

作为被认为是继蒸汽机电力、信息、互联网之后,最具有潜力触发第五次革命浪潮的核心技术,区块链能够显著降低信任风险,驱动新型商业模式的诞生等,对现有的社会、生活各个方面都产生潜在的巨大影响,随着经济的发展,区块链将越来越大地发挥改变整个人类社会价值传递方式的作用,重建一个新的世界

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