1.基本概念:区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。简单来说,它就像是一个由众多节点共同维护的账本,每个节点都有这个账本的完整副本,数据的变动会在所有节点同步更新 。
2.特点
2.1去中心化:区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制。网络中的节点具有相同的权利和义务,任一节点停止工作都不会影响系统整体的运作 。例如,比特币系统就是去中心化的,没有任何一个机构或个人能完全掌控它。
2.2不可篡改:一旦数据被记录到区块链上,要想修改该数据,需要掌握超过全网 51% 的算力,这在实际中几乎不可能实现。因为每个新产生的区块都包含前一个区块的哈希值,通过哈希算法相互关联,改变其中一个区块的数据,后续所有区块的数据都要随之改变,这种联动效应保证了数据的稳定性和可靠性。
2.3可追溯:区块链中的数据是按时间顺序依次记录的,每个区块都包含了一定时间内的交易信息,通过链式结构可以追溯到每一笔交易的源头。以供应链金融为例,通过区块链可以清晰地追踪货物从生产到销售的每一个环节。
2.4匿名性:在区块链的交易中,用户的身份信息通过加密技术进行处理,交易双方不需要公开身份,而是通过地址进行交易。例如在比特币交易中,人们不知道地址背后真实的身份信息。
3.工作原理
3.1交易发起:用户发起一笔交易,比如 A 向 B 转账,该交易信息会被广播到区块链网络中的各个节点。
3.2节点验证:节点收到交易信息后,会对交易的合法性进行验证,如检查 A 的账户余额是否足够等。
3.3打包成块:验证通过的交易被收集起来,和其他交易一起打包成一个新的数据块。同时,节点会计算这个数据块的哈希值,哈希值是根据数据块中的所有交易信息通过特定哈希算法计算得出的一个唯一的字符串。
3.4共识机制:不同节点之间需要就新数据块的合法性达成共识。常见的共识机制有工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)等。以工作量证明为例,节点需要通过进行复杂的数学运算来竞争获得记账权(即添加新区块到区块链的权利),第一个计算出符合要求哈希值的节点将获得记账权,并将新的区块添加到区块链上。
3.5全网同步:获得记账权的节点将新的区块广播到全网,其他节点验证通过后,将该区块添加到自己的账本副本中,从而实现全网账本的同步更新。
4.应用场景
4.1数字货币:区块链技术最早应用于比特币,比特币作为一种数字货币,其底层技术就是区块链。除比特币外,还有以太坊等多种数字货币也基于区块链技术构建。
4.2金融领域:在跨境支付方面,传统跨境支付需要通过多个中间机构,流程繁琐且费用高、速度慢。而利用区块链技术可以实现点对点的直接支付,减少中间环节,提高支付效率并降低成本。在证券交易方面,通过区块链可以实现交易的实时结算,提高交易的透明度和安全性。
4.3供应链管理:借助区块链,产品从原材料采购、生产加工、物流运输到销售的整个过程中的信息都可以被记录在区块链上。消费者可以通过扫描产品二维码等方式,获取产品的详细信息,实现产品的全程追溯。
4.4医疗行业:在医疗数据共享方面,不同医疗机构之间的数据往往难以共享。利用区块链技术,患者的病历、检查报告等医疗数据可以安全地存储在区块链上,经过患者授权,不同医疗机构可以方便地获取和使用这些数据,提高医疗效率和诊断准确性