区块链核心技术是什么

区块链技术出现以来,在社会上引起了长期的反响。有部分网友认为,区块链的出现具有颠覆性的意义,将其运用到市场当中,会人们的生活带来很大的改变。通常,一项技术的核心决定着其作用的大小和范围,而区块链技术可用在多个领域,并将重要的意义赋予其中。所以,要弄清楚区块链,先要知道其核心技术。

那么,区块链核心技术到底是什么呢?

从技术层面来看,区块链主要涉及两个关键技术,分别是 P2P 网络和非对称加密技术。P2P网络技术是区块链系统连接各对等节点的组网技术,学术界将其翻译为对等网络,在多数媒体上则被称为“点对点”或“端对端”网络,是建构在互联网上的一种连接网络。在P2P网络下,每个对等节点会有互联互通。

区块链核心技术是什么

非对称加密算法是指使用公私钥对数据存储和传输进行加密和解密。公钥可公开发布,用于发送方加密要发送的信息;私钥用于接收方解密接收到的加密内容。公私钥计算时间较长,主要用于加密较少的数据。常用的非对称加密算法有 RSA和ECC。

区块链的基本概念包括:

(1)交易:对账本状态的改变,如添加一条记录。

(2)区块:记录一段时间内发生的交易和状态,是对当前账本状态的一次共识。

(3)链:由一个个区块按照发生顺序串联而成,是状态变化的日志记录。

如果把区块链作为一个状态机,则每次交易就是试图改变一次状态,每次生成区块就是参与者对于其中包括的所有交易改变状态的结果确认。在操作过程中,首先假设存在一个分布式的数据记录本(这方面的技术相对成熟),这个记录本只允许添加,不允许删除。其结构是一个线性的链表,由一个个“区块”串联组成,这也是其名称“区块链”的来源。新的数据要加入,必须放到一个新的区块中加入。而这个块(以及块里的交易)是否合法,可以通过一些手段快速检验出来。维护节点都可以提议一个新的区块,然而必须经过一定的共识机制来对最终选择的区块达成一致。

具体以比特币为例来看如何使用区块链技术。客户端发起一项交易后,会广播到网络中并等待确认。网络中的节点会将一些等待确认的交易记录打包在一起,组成一个候选区块。然后,试图找到一个nonce串放到区块里,使得候选区块的hash结果满足一定条件(比如小于某个值)。一旦算出来这个区块在格式上就合法了,就可以进行全网广播。大家拿到提案区块,进行验证,发现确实符合约定条件了,就承认这个区块是一个合法的新区块,被添加到链上。当然,在实现上还会有很多的细节。

比特币的这种基于算力的共识机制被称为工作量证明(Proof of Work)。目前,要让hash结果满足一定条件并无已知的启发式算法,只能进行暴力尝试。尝试的次数越多,算出来的概率越大。通过调节对hash结果的限制,比特币网络控制约10分钟平均算出一个合法区块。算出来的节点将得到区块中所有交易的管理费和协议固定发放的奖励费。即俗称的挖矿。

或许有人会问,能否通过恶意操作来破坏整个区块链系统或者获取非法利益。比如不承认别人的结果,拒绝别人的交易等。实际上,因为系统中存在大量的用户,而且用户默认都只承认其看到的最长的链。只要不超过一半(概率意义上越少肯定越难)的用户协商,最长的链将可能成为合法的链,而且随着时间增加,这个可能性越大。从技术角度讲,区块链涉及的领域比较繁杂,包括分布式、存储、密码学、心理学、经济学、博弈论、网络协议等。

以上就是区块链核心技术的具体介绍。从这些介绍中可以知道,区块链在未来的发展前景还是很客观的。

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