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边肖:记得要集中注意力。
来源:环球区块链
原标题:了解比特币网络运行原理及区块链应用前景
从资产确认、防止交易信息欺诈等角度通俗解读比特币网络背后的运作逻辑。
原标题:《一文透彻了解比特币网络背后的运行逻辑 | 万向区块链小课堂》作者:万能区块链
很多人都知道区块链的门户和区块链应用的鼻祖,——比特币网络。相信很多小伙伴都很熟悉。但是你真的了解比特币网络背后的工作原理吗?比特币系统不属于任何一个人或任何一个公司/组织,也没有员工、老板、股东来维持它的运行。换句话说,比特币系统不受任何人控制。那为什么全世界那么多节点和参与者都信任它?如何防止比特币被非法复制?
本次通用区块链小课堂将系统介绍比特币的工作原理以及比特币底层技术3354区块链在数字货币之外的商业应用潜力,并保证“说人话”,简洁易懂。诚邀您一饱口福~
缺乏银行等管理中心的交易系统通常面临以下三大挑战:
资产确认,防止交易信息欺诈,确定交易记录的可靠性和权威性。然而,在没有金融机构等第三方管理中介的情况下,比特币可以应对这三大挑战。明白了比特币如何应对这三个挑战,你自然就明白了比特币的工作原理。我们来详细看看比特币是如何克服这三个困难的。
挑战一:资产确认。当有人向比特币区块链发布交易记录时,我们如何确定交易是由比特币的所有者发起的,而不是骗子试图伪造的?这就需要使用计算机加密技术。
非对称加密比特币使用非对称加密技术,需要一对密钥。用一个密钥加密的数据可以用另一个密钥解密。在使用过程中,一个密钥即公钥被公开,另一个密钥相应地成为私钥(公钥类似于互联网中的账户,私钥类似于登录密码)。
如何用这对钥匙发送信息?假设《银河护卫队》中的星主想给Grut发送一条消息说:“你好,Grut”,但是要确保超级大反派灭霸看不到这条消息。他该怎么办?我们可以要求Grut创建一对密钥,将公钥交给Star-Lord,自己保留私钥。Star-Lord可以用公钥加密信息,加密后的信息看起来像废话。只有在Grut用私钥解密后,他才能知道Star-Lord到底说了什么。
数字比特币还会反向使用这对密钥来验证数据创建者的身份,即把密钥当作用户的数字签名。让我们请银河护卫队帮助我们解释这个场景。假设Grut想给Star-Lord发消息说“我是Grut”,但是Star-Lord怎么确定这个消息真的来自Grut,而不是别人冒充Grut?Grut可以用私钥对这条消息进行加密,Star-Lord收到消息后用相应的公钥解密就可以读取消息“我是Grut”。而且由于公钥和私钥对应关系的唯一性,Star-Lord用公钥成功解密该信息,可以证明该信息确实是私钥持有者Grut发送的,否则Star-Lord不可能解锁该信息。
挑战2:防止交易信息欺诈。如果一个月前有人做了一笔比特币交易,现在他食言了,想悄悄撤回交易,而比特币这种去中心化的系统又缺乏权威的管理者,这种信息诈骗的阴谋怎么可能失败?这需要一个哈希算法。
哈希算法哈希算法可以用来验证数据的真正完整性。任何信息都可以通过哈希函数运算得到一个哈希值,但是原始信息的任何改变都会使哈希值完全不同。
假设Star-Lord想发送数字“12345”给Grut,他担心灭霸会截获它并篡改信息。他可以计算出这串数字哈希值:Fe 100 da 6d 28 b 2280 b 34 fc 228 adab 42 e,然后将这串数字和他的哈希值同时发送给Grut。得到这串数字后,Grut还进行哈希运算,看得到的哈希值是否与Star-Lord告诉他的一致。如果一致,说明Grut和Star-Lord拥有的原始数字是相同的,这串数字在传输过程中没有被篡改或损坏。如果灭霸在数字传输过程中悄悄干预,把原来的数字串改成“12346”,然后把错误的数字发给Grut,Grut计算出来的哈希值就会是:176142089A8F0B731A 2E56A6F71567,和Star-Lord给他的完全不一样。自然会发现数据被篡改了。
区块链环环相扣。在比特币中,固定时间段内的交易会被打包成一个块。每个块存储前一个块的哈希值。这些块通过哈希值来回连接,形成链状结构,也称为区块链。
下图中的三个块记录了从交易1到交易9的信息。
如果删除第一个块中的交易3,第二个块中的hash值会发生变化,证明第一个块中的交易信息被篡改了。
我们能否尝试修改第二个块,使其存储的哈希值回显被篡改的第一个块中的信息?也不行。因为修改了第二块中的信息后,第三块中的hash值无法对应第二块中的信息,所以人们一眼就能知道第二块被篡改了。
可见,区块链上的信息是不可篡改的。更改任何块中的信息都会使其与下一个块中的哈希值冲突。只有逐个修改每个区块中的信息,才能覆盖原来的信息篡改,这样原来区块链的信息就会被完全改变,相当于产生了一个新的链条。
挑战三:确定交易记录的可靠性和权威性。假设真的有人篡改了每个块中的信息,创建了一个新的链。我们应该选择信任新链条还是旧链条?如何才能确定两者的可靠性和权威性?
工作证明这需要工作证明。计算机会将上面提到的哈希值转换成一串由“0”和“1”组成的数字:
0010111011110100000001000001101010010010001011101111100001001010
我们可以规定只有哈希值以0开头的块才可以被链接,这样就有50%的概率得到符合要求的块。
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