什么是区块链？区块链初学者指南

在过去的几十年里，区块链已经从一个好奇的技术流行语演变为我们集体数字基础设施的一个大胆的新领域。它的潜力已经超越了行业，并有能力彻底改变从医疗保健到在线游戏的一切。

但什么是区块链？广义上讲，区块链是一个高度安全的公共数据链，帮助商业网络交换资产，存储信息，并记录交易。这些数字账本利用共识和永久记录，使这些过程对所有参与方来说更加高效、可信和安全。

在这里，我们将为初学者提供区块链的全面概述，研究该技术的历史、目前的一系列用途以及不断增长的功能特性。

了解基础知识

什么是区块链技术？区块链是如何工作的？区块链有什么用处？

你可能发现自己一提到区块链就会问这些问题，这完全可以理解。尽管它的地位日益突出，但这个词对许多人来说仍然是个谜。然而，通过对区块链基础知识的工作理解，你将能够更好地理解这一概念及其在数字时代日益增长的重要性。

区块链定义

从本质上讲，区块链只是一种数据库类型。然而，区块链和普通数据库的关键区别在于数据的结构方式。与标准数据库将数据存储在集中的关系表中不同，区块链是一个开放的、点对点（P2P）的网络，倾向于用公共功能代替集中的控制实体。

在区块链中，数据被收集到称为区块的分组中。每个区块都有一定的存储容量，因此，当它被填满时，它与之前填满的区块相连，形成一个数据链--因此被称为 "区块链"。当随后添加额外的信息时，会形成另一个新的区块并添加到现有的区块链中。

区块链的一个重要特征是，随着每个区块的完成，会产生一个时间戳。这使每个区块链成为 "数据的时间轴"；也使它与标准数据库不同。

区块链简史

虽然区块链目前引起了很多关注，但其基本特征几乎不是一个新概念。这项技术可以追溯到1991年，当时一群研究人员首次描述了用密码学方法保护区块链中的数据的想法，对区块链进行时间标记，这样就不可能覆盖或篡改数据了。这个概念在接下来的十年里成为学术研究和实验的主题。

然后，在2008年，一位化名为中本聪的开发者推出了一个模型，该模型将成为第一个功能性区块链，并被用作比特币交易的第一个公共账簿。自这一突破以来，该技术的发展已经超越了它对加密货币的影响，为无数行业引入了新的数据导向可能性。今天，在以太坊和瑞波币等创新实体的引领下，区块链代表了数据共享、存储和加固的全面范式转变。

区块链是怎么工作的

区块链的核心是允许个人网络以防篡改的方式分享有潜在价值的数据。有关数据的类型往往取决于区块链的行业或目的。例如，基于加密货币的区块链存储加密货币交易的信息，包括交易人、收件人和正在交换的货币数量。

区块链工作流程：

• 区块链网络请求并验证一项交易。
• 一个新的区块被创建以代表该交易。
• 新区块被发送到区块链网络的每个节点（或参与者）。
• 节点验证新区块和交易。
• (在大多数情况下）节点收到奖励，作为工作证明系统的结果。
• 新区块被添加到区块链中。
• 区块链更新分布在整个网络中。
• 交易完成。

区块链还通过智能合约进行简化，或在满足预定条件时激活程序。智能合约本质上是作为双方协议的代码行，在区块链中，它们被用来自动处理交易，而不需要第三方来监督交换。

由于区块链数据是加密的，交叉检查的，并且是去中心化的，所以它是非常难以改变或窃取的。要黑掉这些数据，就需要同时渗透到一个区块链的所有区块，这几乎是不可能实现的。

区块链组件

每条链都基于三个关键组成部分：区块、节点和矿工。

区块

区块是作为链的链接的数据簇，包括两个重要的数字，称为nonces和hash。Nonces是创建区块时产生的32位整数，而Hash是与nonce相连的256位数字，用于识别该特定区块的数据（可将其视为指纹）。

在区块链的第一个区块（或 "创世区块"）被创建后，它的nonce生成了一个哈希值，在这一点上，区块被认为是被签署的，并永久地与nonce和哈希值绑定。这使得该区块的数据在加密上是安全的。

节点

节点本质上是能够参与区块链的设备。当一个新的节点加入区块链时，它被赋予自己的区块链副本，为了对整个区块链进行添加或更改，节点的行为必须得到区块链网络的算法认可。

例如，如果一个节点创建了一个新的区块，该区块会被发送给网络上的所有人，其他节点会确认该区块是可行的，没有被篡改过。这种共同的协议被称为 "共识"，它是区块链无懈可击的安全框架。

矿工

区块链矿工负责改变（或 "挖掘"）区块链的数据，通过共识的方式创造新的区块。这是通过在一个区块中找到正确的nonce-hash组合（也被称为 "黄金nonce"）来完成的。

由于每个区块都有一个独特的nonce和哈希值与前一个区块的哈希值相联系，有数十亿种可能的nonce-hash组合必须被挖掘出来以成功改变区块；使挖掘成为一个耗时的过程，需要高级数学技能和高级分析软件。然而，当一个变化最终被执行并被网络接受时，矿工会得到经济上的奖励。

区块链的优缺点

虽然区块链的去中心化基础设施有大量的优点，但该技术也带来了各种潜在的缺点。以下是对区块链值得注意的优点和缺点的详细介绍：

区块链优点

如前所述，区块链的主要优势来自其加密安全、众包监督和总体稳定性。区块链的数据在没有网络共识的情况下几乎是不可触及的，再加上每个区块固有的唯一性，减轻了黑客和其他恶意活动的可能性。

区块链缺点

如果没有一贯的谨慎，区块链最大的优势有可能成为其败笔。例如，网络共识通常被定义为51%的节点认可，而所谓的 "51%的攻击"是基于这一模式的理论威胁。换句话说，如果黑客获得区块链网络51%的控制权，他们将能够操纵区块链的散列能力，破坏交易，并危及存储数据。

同时，当需要对数据进行正向修改时，区块链的不可更改性也会成为一个障碍（因此，挖矿过程的难度很大）。修改通常要求很高，偶尔会导致链分裂成两个独立的网络--原始版本，随着时间的推移最终会被放弃，以及基于更新的新版本。

区块链的新趋势

随着区块链技术的发展，区块链和加密货币都产生了值得注意的趋势；以下是值得关注的几个趋势。

企业区块链

如前所述，区块链在历史上一直以开源社区为前提，而不是由单一实体运营的系统；然而，企业区块链代表了这一概念的一种新形式。在企业区块链中，网络属于一个中心化的所有者（通常是部署链的公司）的控制。今年，企业区块链持续上升，预计到年底这类投资将猛增50%。

NFTs

今年，不可伪造的代币（NFTs）点燃了相当多的话题。这些数字资产包含在区块链中，是完全独一无二的。NFTs本质上可以是任何数字文件--音频文件、视频、图片等--并包含内置认证；作为所有权证明，提高了数字资产的价值。体育、游戏、音乐和艺术只是开始实施基于NFT的限量版甚至是独一无二的数字文件发布的几个行业。这种趋势在2021年激增，可以认为NFT在未来几年将继续推动数字资产发行的创新。

DeFi

去中心化金融（DeFi）的使用以指数级的速度增长，从2020年5月的总价值锁定（TVL）不到10亿美元上升到2021年5月的800亿美元以上。因此，这种基于区块链的传统金融交易形式已经跃居加密货币趋势的前列，让许多人想知道它的快速上升是否可以重新获得，甚至扩大。随着DeFi在金融领域使用案例的增加，这一概念的未来预计将取决于其日益增长的市场可及性和可用性。

区块链的安全性如何

区块链几乎不可破解的框架旨在使信任和安全等因素成为事后考虑，但其固有的安全性仍然是一个常见的讨论点。一般来说，区块链的安全在于它极难被渗透或修改。

也就是说，为了维护这种安全环境，节点必须保持警惕，因为威胁在不断发展，以配合区块链的创新防御层。例如，像 "日蚀攻击 "这样的战术旨在利用节点之间保持功能的相同的持续通信，用涌入的虚假数据超越网络，欺骗它接受虚假数据或交易。幸运的是，随着区块链被更多行业采用来封装新型数据，它不可避免地让位于更严格的安全边界和更强的保护意识。

区块链已迅速成为现代技术最重要的方面之一。仅仅是其网络安全方面的影响就导致其在越来越多的行业中被采用，其固有的框架继续成为学术研究和技术创新的跳板。当展望未来时，我们可以安全地假设，区块链将完全重构我们的企业数据的存储、分发和防御方式。