区块链基础知识

书籍基本信息

中文名称：区块链基础知识25讲

中文名称：25步中的非

作者：【英文】 ( )

翻译：马丹王扶桑张楚阳

出版社: 人民邮电出版社

区块链定义

区块链在不同的背景下可能有不同的含义。 “区块链”的四种可能含义如下：

区块链的作用

从功能上来说，区块链主要可以用来明确所有权、转移所有权：

从技术上来说，区块链的作用是实现并维护去中心化系统的完整性，即保证：

区块链应用

详细内容请参见文末参考文档。

区块链的实现及相应概念

软件开发从业者应该很熟悉。 当我们编程解决现实世界中的问题时，首先需要对现实世界中的事物进行抽象和定义，然后实现对象可以执行的一系列操作，最后将每个对象转换成具体的操作安排成具体的流程并最终达到特定的目的。 本书对区块链实施的介绍遵循类似的方法。 实施区块链过程中要解决的任务及其对应的概念如下。 在这篇文章中，我将提取用于在区块链中实现各种任务的核心思想。

描述所有权

使用交易历史记录作为当前所有权的证明：

由于交易数据中包含了转让所有权的账户信息、接受所有权的账户信息以及该所有权对应的资产和交易数量等信息，因此只要将整个账户的所有权信息都可以重构出来，就可以重构出每个账户的所有权信息。历史交易记录可查。 因此，完整的历史交易记录足以明确所有权。

保护所有权

通过数字签名进行交易签名和交易验证：

这两个概念的结合可用于创建可以唯一追溯到特定交易的数字签名。 这证明创建数字签名的私钥的所有者实际上批准了交易数据中的内容。 也就是说，根据数字签名，可以证明：

您**“同意”**此交易 您同意**“此”**交易存储交易数据

存储交易数据的核心在于如何定义“区块链数据结构”。 与所有“链表”结构类似，在区块链数据结构中，区块（节点）的定义也包含两部分：

区块链数据结构的粗略图形示例如下：

上图中，区块链用来描述交易的信息如下：

准备分配分类账

在准备分发账本的过程中，需要解决的是如何保证区块链在证明所有权时的可靠性。 答案在于让区块链的历史不可变，即只允许将新记录添加到区块链中，而不允许修改历史记录。 区块链保证历史交易记录不可变的主要原理是让改变历史交易记录的成本变得极高。 极高的成本会阻止人们改变它。 上述目标可以通过以下三点来实现：

以一种使任何历史交易的更改高度可见和引人注目的方式存储历史交易。 强制增加修改历史交易记录需要重写大部分历史交易记录的要求。 更改历史交易记录的计算成本极高。分布式账本

分布式账本意味着让区块链数据结构承载的交易数据在分布式点对点系统中流动。 由于分布式点对点系统中的每个节点都通过网络传输数据，这可能会导致信息丢失、信息重复发送或信息传输顺序被打乱等问题。 区块链通过以下方式解决上述问题：

添加新交易

区块链算法负责管理节点如何处理新交易和区块：

决定哪个账本代表事实

核心思想：能够证明同一件事的独立证人越多，它就越有可能是真实的。

区块链的设计思想是让所有节点独立参与投票，从而就选择哪个版本的历史交易记录达成集体共识。

区块链通过哈希谜题将投票权与计算能力结合起来，因此任何有效控制多数投票权的尝试都意味着收获整个点对点系统中的很大一部分计算能力。 区块链共识的可靠性依赖于这样的假设：没有任何人或组织能够访问或控制整个系统中的大部分计算能力。

区块链所依赖的核心技术

区块链的实现会依赖一些技术或者算法。 这里我们仅选取一些有代表性的技术/算法进行简单描述。

哈希值

想象一下有这样一个“丰巢”快递柜：

区块链中用到的哈希相关技术如下：

非对称加密

非对称加密的核心是数据的加密和解密涉及到两个密钥，一般称为公钥和私钥。 公钥是公开的，私钥是非公开的。 但是，要加密和解密相同的数据，必须分别使用公钥和私钥。 也就是说，您不能先使用一个密钥加密数据，然后再使用相同的密钥解密数据。 因此，加解密过程只能通过以下两种方式之一进行：

区块链算法

区块链算法负责管理分布式点对点系统的节点如何处理新的交易和区块。 其核心是设定严格的验证规则、奖惩机制和竞争控制，不仅保证交易数据和区块有效，而且保证所有节点的工作节奏保持协调。

分布式共识

分布式共识是纯分布式点对点系统中的成员在集体决策问题上达成的一致。 用于当网络中出现两个可能发生冲突的事务时，决定保留哪一个事务、丢弃哪一个事务。 。 区块链通常根据创建交易所需的计算量来选择历史交易记录，因此可能有两个标准：

区块链的局限性及对策

区块链是一个完全分布式的点对点系统，允许每个人查看历史交易记录，并将新的交易记录添加到节点共同维护的账本中。 该系统的特点是开放且没有中央控制机构。 在该系统中，节点作为独立见证人来解决权限确权的问题。 但缺乏开放性和中央控制协调机构也会造成一些不必要的影响，从而限制了这一系统的应用。 区块链的主要技术缺陷包括以下几点。

解决透明度和隐私之间的冲突导致了以下两种区块链的出现：

解决安全性和速度之间的冲突导致了以下两类区块链的出现：

读后感想

区块链的概念已经存在十多年了，市场上已经有很多关于区块链的书籍。 不过，我这两年才开始了解区块链相关知识。 在本书的“内容摘要”部分，作者表示：“本书通过解释构成区块链的底层技术、概念和应用，弥合了关于区块链的纯技术书籍和纯商业书籍之间存在的差距。 ”个人认为，这本书对于有编程背景的人了解区块链来说是一本很好的入门书。

我几年前就读完了这本书，最近才想输出我的读书笔记。 然而直到整理了读书笔记大纲后，我才发现很多知识还是模棱两可的，于是我赶紧翻了对应的章节。 只有这样，我们才能大致理清上述脉络。 读起来确实很容易，但是读完之后要输出却没那么容易。 本人才疏学浅，以上内容如有不妥之处，还请不吝赐教。

参考文档：

《区块链技术五大应用场景》：