区块链技术是一种分布式账本技术（DLT），是加密货币的支柱。 简而言之区块链技术是一种按时间顺序存储数据块的数据库，每个块都链接到前一个块，其中包含最后一个块的哈希值并带有时间戳。 此外区块链网络在电脑节点之间运行和共享，这就是人们认为它是去中心化网络的原因。

区块链网络中的数据是按时间顺序以去中心化的方式存储的，使得数据很难被篡改，因此理论上是不可变的。

为什么选择区块链技术？

区块链由Stuart Haber 和W. Scott Stornetta 于1991 年作为一个研究项目开始，研究时间戳数据库的可能性和使用。然而，直到2009 年一个名为Satoshi Nakamoto 的未知人物发明了比特币，我们才终于看到了这种技术的广泛、实际应用。

在接下来的几年里，区块链技术和加密货币有许多创造性的用途甚至进一步发展。要了解为什么人们不能停止谈论区块链技术，我们必须了解比特币及其工作原理。

比特币是一种数字货币，是一种基于区块链技术的点对点电子现金系统，由密码学保护。由于不可避免的双重支出和中心化权威问题，许多人未能在比特币之前发明数字货币。

与实物货币不同，您通过分发来花钱，数字货币是一组交易记录；因此，控制该分类账的人在技术上拥有所有资金，因为他们可以更改每个交易记录条目。简而言之，“信任”是阻止数字货币完全取代传统货币的原因。然而，区块链技术可以完全缓解信任问题。

区块链究竟是如何运作的？

既然我们知道区块链是基于分布式账本技术的，那么它是如何分布的呢？它与备份数据库有何不同？

拥有备份数据库（也称为数据库镜像）和区块链网络之间的关键区别之一是后者的节点通常分布在不同的位置和不同实体的手中。

网络中的每个节点都维护着整个区块链，它们必须通过法定人数达成共识决定。换句话说，没有一个机构/实体可以完全控制网络和其中的记录。因此，在典型数据库的情况下，无论它有多少服务器，坏人只需按一下键即可删除所有内容。然而不良行为者必须控制超过50% 的区块链网络节点才能更改区块链网络中的任何记录。那么问题来了，如果不良行为者可以生成比网络中现有节点更多的节点来推翻它怎么办？他们不会篡改记录并与那些错误创建的节点达成共识吗？这就是共识机制的用武之地。

通过密码学达成共识机制

对于公共且无需许可的区块链，任何人都可以匿名参与，共识机制对于防止恶意篡改至关重要。否则，不良行为者可以用附加的新哈希重铸大部分区块，并使它们有效并被网络接受，这可以通过当今技术的计算能力快速完成。

以比特币为例；比特币网络使用工作量证明作为共识机制。工作量证明是证明者证明他们花费了一定数量的计算工作的一种加密证明。在比特币的情况下，证明者是网络的维护者，也称为矿工。矿工需要通过计算竞争来挖掘一个块并将其添加到区块链中。只有解决数学难题的获胜者才有这个权利。此外，获胜者将获得一枚硬币（比特币）以换取他们的服务。

由于每个节点都将贡献其电脑计算能力来竞争，因此不良行为者将不得不推翻50% 的网络来篡改数据，这对于大型区块链网络通常是不可能的。

区块链技术不变性的关键不是对任何恶意尝试都万无一失，而是抑制不良行为者。工作量证明和网络中节点之间需要达成共识的结合使得推翻区块链网络所付出的努力最终会挫败尝试本身的目的。

尽管工作量证明在听起来不错，但这种安全级别也存在重大缺陷。众所周知，工作量证明需要网络节点进行计算竞争。自然，网络中的节点越多，它就越去中心化。但更多的计算竞争也会转化为更大的能源消耗。因此，社区一直在寻找一种替代方案，可以在不消耗大量能源的情况下实现类似的安全级别。 Proof-of-Work 的最佳参赛者是Proof-of-Stake。

一些著名的区块链，例如Cardano、Algorand 和即将成为以太坊2.0 的区块链，都是基于Proof-of-Stake 模型。股权证明可能会逐渐取代工作证明，但它绝不是完美的，尤其是在这项技术不断发展的情况下。

区块链不仅仅是比特币

尽管区块链最初用作货币交易记录存储（比特币），但它也可以不可变地存储任何数据记录。 目前，许多公司正在研究区块链的各种实施方式。 例如，IBM 建立了食品信任区块链来跟踪和记录食品的物流。 如果在消费这些产品时发生任何危险事件，区块链可以让用户立即跟踪产品旅程。 区块链上的一切都是不可变和透明的，使任何一方的记录都值得信赖。 像这样的应用程序像野火一样蔓延到各个行业，例如投票系统、供应链、医疗保健等。

智能合约

智能合约是在满足预定条件时自动执行的程序。 此功能使区块链超越了分类帐； 它使区块链网络能够在没有中介的情况下执行一系列操作。

消除中介的需求是区块链智能合约的一个显著特征。 例如，智能合约可能是资金的中介：只有在产品交付时，A 才会将钱转给B。 通常，第三方需要持有A 的资金，直到B 完成交易。 在智能合约的帮助下，一旦网络确认B 人将产品转移给A 人，区块链网络可以自动转移资金而无需A 人或第三方的确认。

那里有成千上万的实时区块链，因此不可能涵盖它们之间的所有功能、用法和差异。 因此，本指南仅作为区块链世界的初学者指南。 我们只确定区块链技术将成为我们所认为的未来的基础。

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