饭饭科普47 — 什么是区块链

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写区块链知识科普的作者很多,但仍希望饭饭写的是最通俗易懂的。

20:20,不见不散 



1. 定义

区块链本质上是一个去中心化的分布式数据库,很多由密码学方法生成的数据块串联在一起形成一条数据块链条,每个数据块中包含了一段时间内全网的交易信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

因此区块链是用去中心化和去信任化的方式,来让参与者共同维护一个数据库的技术方案。

通俗地讲,区块链就是全民记账,不受任何中心化的个人或机构控制。


传统数据库:

传统的数据库都是存储在中央服务器中,比如淘宝背后庞大的数据必然是存储在阿里巴巴的服务器里,由阿里控制。这种可以理解为一个巨大的账本,每次发生交易,都需要阿里这个公司来更新和维护。而我们作为支付宝的用户,是不可能参与记账和验证交易的。

这就是典型的中心化数据库管理方式,运行了这么多年,也被上亿民用户使用和认可。

中心化记账的弊端和缺陷,主要是中心化机构的信任问题和跨区域共识问题,具体上一篇文章已经解释过了,没看的小伙伴可以翻回去看看~


分布式数据库:

而区块链完全颠覆了这种方式,它号召大家一起来记账,交易的有效性由系统里的参与者来验证,不需要中心化的机构,并且数据分布的存储在每个节点里。

在比特币系统里,可以理解为每个小伙伴都有一个相同的账本,账本由许多页账单组成,记录着系统里从第一笔到最新一笔交易的数据。这些交易数据都是公开透明的,大家都可以验证每笔交易是否有效。

系统中每隔10分钟左右就会生成一页新的账单,争夺到记账权的小伙伴就可以在新页上记账,记录上这10分钟里的所有交易,就能获得新账单的12.5BTC奖励和这些交易的所有手续费奖励(区块奖励每4年减半一次,从2009年最开始50个BTC,现在已经减半两次)。争夺记账权的方式,就是让所有小伙伴每隔10分钟就同时开始找一个随机数,最快找到这个随机数的小伙伴就有了记账权。记账好了后就把这个新的账单发到网络里给所有其他小伙伴验证。其他小伙伴验证这页账单没有问题后,就放入自己的账本中。

于是,整个系统中的每个节点都有一份完全一样的账本,账本中的每页账单就是一个数据区块。

并且区块链系统通过强大的密码学,来保护数据不会在不被察觉的情况下篡改,让交易安全有效的进行。


2. 安全性

从直观上看,这种记账方式明显要比中心化记账看起来要复杂的多,会存在高度冗余的数据,并浪费大量的存储和带宽资源。

但区块链恰恰通过这种高冗余和高成本的方式,构建出来极高的安全性。


中心化系统的作恶成本:

试想在中心化系统中,中心化机构的作恶成本仅仅是消费大家对他的信任,其他的成本相对收益几乎可以忽略。


去中心化系统的作恶成本:

而在区块链系统里,每个节点的权利都是一样的,破坏其中一个或少数节点不会影响整个系统的安全,也不会造成数据的篡改和丢失。

另外系统中每个节点的账本是一样的,通过篡改某单个节点的数据是没有任何意义的。系统中只遵循大多数人认可的数据,少数人被篡改的数据则会被系统丢弃。

> 节点攻击:

在去中心化的区块链系统中,作恶的办法就需要控制大部分的节点。

再以支付宝为例,如果支付宝是一个去中心化的支付系统,那么其中一些不法分子想要修改支付数据来让自己有利可图,那么他唯一的办法就是要想办法控制住支付宝几亿用户中的大部分用户,这样的作恶成本可想而知有多大。

所以当一个系统的节点数达到很高的一个量级时,篡改数据的可能性就大大降低甚至是不可能完成的。

> 算力攻击:

当然也可以通过掌握全网中的大部分算力来发动51%攻击。其实目前比特币的算力基本都掌握在几大矿池手里,如果这些大矿池做一些合作,就可以发动51%攻击。但是试想他们攻击成本是无数太昂贵的矿机和消耗的大量电力资源以及人力、场地等等费用,成本之高难以想象,一旦发动攻击后全网的信任体系崩塌,比特币价格一落千丈,于是攻击者手里就剩下一堆废铁,完全无利可图。。何必杀敌一千自损八百呢。

在能明确知道攻击所耗费的成本换来的收益,远远不如做诚实节点的收益多时,我想不会有人会去尝试这样的行为。


因此,区块链的诞生是对中心化集权的一种挑战,它的愿景是创造一个人人权利平等的完全去中心化世界,是人类历史上第一次用技术手段来保证了私有财产神圣不可侵犯。

但是目前来看区块链技术还不够成熟,它就像一个拥有无穷潜力的超能力宝宝,是强大的也是脆弱的,未来可能是正确的茁壮成长也可能是偏离正道步入毁灭。

不管如何,这个宝宝已经诞生了并在飞速地成长中,你接受或不接受他都在那里,你喜欢或讨厌都不会影响他未来的发展。

与其自我封闭不愿接受新的事物,把大量的时间花费在追剧、熬夜、刷微博上,不如每天抽一点点时间来看看饭饭的文章,学点东西,你说是不是呢~


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