区块链行业未来有发展潜力吗

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刘攀

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区块链是如何存储的?对于一个现金账户系统,首先要解决的是如何记账,把账记在哪里,账户如何存储等。例如,你在中国银行存款,中国银行为你开立账户,你的账户就存储在中国银行的服务器上,而你在建设银行存款,建设银行为你开立账户,你的账户就存储在建设银行的服务器上。如果你需要转账给同一个银行的其他人的账户,你需要通过这个银行为你转账和结算,如果你需要转账给其他银行的其他人的账户,你需要通过银联为你转账和结算,尽管一个普通用户感知不到如此多的过程,不过这些步骤确实是存在的,从这个过程中我们看到记账的账户系统是专用的,是中心化的,归某一个组织所有并维护,通常这个组织是权威的、可信赖的。而比特币并没有中心化的记账系统,而是通过分布式的区块链来记载比特币的拥有权和交易信息。每个比特币的参与者都拥有一份相同的区块链副本,区块链包含着多个随着时间排序的块,后一个块通过哈希指针指向前一个块,形成一个链,从链的顶端通过这个指针,可以一直找到底端第一个块,第一个块成为创世纪块。每个区块记录着前一个区块的哈希散列值,实际上是前一个节点头的哈希散列值,如果想改变一个区块包含的交易,必须改变这个区块之后所有的交易,由于每个区块的产生是需要条件和时间的,并且条件相当苛刻(后续会在共识机制相关的文章中详细说明),因此,一个区块一旦产生,并且被区块链的节点所接受,并且在这个节点之后又产生了一定数量的区块,那么这个区块基本是不可篡改的。区块链示意图如下:从上图可见,区块链是由多个区块组成,每个区块是由区块头和区块体组成的,每一个区块头包含着区块的元信息,同时也包含一个指向前一个区块头哈希值的指针,这个指针是防止区块链被篡改的关键信息。区块体包含比特币的交易信息,第一个交易是特殊交易,是奖励给挖矿节点的酬劳,这也是唯一一种可以产生比特币的方式,也就是发行比特币的方式,其余的交易都是转账交易,比特币从一个地址支付给另外一个地址,这也是实现比特币价值转移的唯一方式。总结来看,比特币只有发行和转账两种交易,比特币产生以后只能从一个人转账给另外一个人,而不能凭空消失,比特币发行的总量是有限的,一共2100万,因此是一种通缩性货币,后续我们会在相关的文章中详细介绍比特并的通缩特性。2.2 比特币的拥有者如何证明自己拥有比特币?上一节介绍了区块链的存储,区块链实际上是比特币的账本,记录着谁拥有多少比特币,只不过这个账本是保存在互联网上的、分布式的,并不是由一个中心机构或者服务器来存储。有了账本,剩下的问题就是比特币的拥有者如何证明自己拥有比特币?就像你在银行开立了一个账户,等你想给其他人转账的时候,你需要在ATM上插入卡,然后输入密码。卡就相当于比特币的地址,密码就相当于比特币的秘钥,有了正确的地址和秘钥,就可以对外宣称自己对比特币的拥有权,就可以把比特币转账给其他人来做一笔转账交易。在ATM上提取一笔现金,输入密码解锁账户,我们相信ATM机不会泄露密码。那么在比特币的世界里,我们如何通过私钥来校验一个地址上的比特币的归属权呢?比特币的归属权是通过加密领域技术来实现的,我们先来了解下加密领域的原理,加密领域大体上经过了3个阶段,第一个阶段拼算法,把加密逻辑写在一个非常高深的代码里,后来发现无论把多么复杂的逻辑写在代码里,总有高手可以破解。于是产生了对称秘钥加密,对称秘钥加密通过一个对称的秘钥进行加密数据,然后传输或者保存,需要的时候再通过同一个秘钥进行解密还原原来数据,缺点是秘钥是共享的,无法安全的保存秘钥,尤其是跨组织的场景。后来,聪明的安全科学家们发明了非对称加密算法,例如:RSA,非对称算法拥有一对秘钥,一个公钥和一个私钥,私钥可以推导出公钥,但是公钥不能推导出私钥,公钥加密的数据私钥可以解密,私钥加密的数据公钥可以解密,如果组织A向组织B传递数据,那么组织A使用公钥进行加密,组织B使用私钥进行解密,因此,组织B需要小心的保存好私钥,而公钥是公开的,这是典型的非对称加密场景,能够有效的防止数据被偷窥、被篡改。非对称加密还有另外一个场景,就是签名,签名是加密场景的逆向场景,商户B通过自己的私钥加密数据,然后把加密的数据传递给商户A,商户A通过公钥进行解密,如果解密的数据正确,则说明数据是由A发送的,有效的保证了数据的防篡改,从这两个场景我们看到,公钥是公开的,可发给任何人,私钥是私密的,用来解密或者签名的。比特币证明归属权的示意图如下:从上图可见,现实生活中我们用钥匙打开锁头,我们用密码在ATM上提取现金,那么在比特币系统里,我们通过秘钥来实现比特币的转账,实现价值的转移。更具体来讲,一笔比特币交易会把一定数量的脚本锁定在一个地址,声明拥有这个地址的用户会通过密匙的签名来证明自己拥有这个地址,然后,花费这笔比特币,这笔比特币被花费后并不会消失,会被锁定在其他人的地址上,其他人可以使用同样的方法来花费这笔比特币。从上面的过程,我们总结了两个动作,锁定与解锁,这和我们平时锁锁头和开锁头是对应的,在比特币系统里是通过锁定脚本和解锁脚本来实现的。1. 锁定脚本把比特币关联在一个比特币地址上,证明了比特币归属这个地址。2. 解锁脚本提供证明,证明这个地址归我所有,这个比特币也归我所有,我可以用来支付。下面我们举一个例子详细说明:用户Alice在比特币里地址A上拥有10个比特币,Alice与Bob想做一笔交易,Bob把自己家的汽车卖给了Alice,Alice需要向Bob支付10个比特币,Bob的比特币地址是B。在之前的交易中,Alice拥有的10个比特币被锁定在Alice的比特币地址A上,其来源可能是挖矿所得或者别人转账而来,我们会在后续详细描述如何获得比特币,这里我们只关注证明Alice拥有比特币的交易的锁定脚本。

凌零

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