你可以把區(qū)塊鏈想象成一個充滿了喜歡跟蹤事物的成員的癡迷俱樂部。俱樂部有大量復(fù)雜的規(guī)則，以確保每個成員都寫下關(guān)于每天發(fā)生的事情的完全相同的記錄集（無論是觀鳥、啤酒品嘗或鮮花銷售），并且一旦數(shù)據(jù)被記錄并被接受，將會有越來越多的記錄添加到它上面，使它變得更加難以更改，而外人可以過來查看他們的所有記錄。
區(qū)塊鏈的核心是讓你與互聯(lián)網(wǎng)上的陌生人就數(shù)據(jù)達成一致。公共區(qū)塊鏈提供了一個放置信息的地方，任何人都可以添加，沒有人可以更改，并且不受任何個人或?qū)嶓w的控制，將責(zé)任分散給網(wǎng)絡(luò)上的每個人。
這些屬性通常用非常技術(shù)性的語言來描述，例如“分布式賬本”、“點對點”和“加密散列”，但這些是這些詞描述的基本屬性。我們將在稍后討論如何完成所有這些工作的技術(shù)方面，但可能有一些基礎(chǔ)概念我們應(yīng)該首先了解。
其一，區(qū)塊（Blocks）。區(qū)塊是將數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈上的基本單位，它由制作區(qū)塊鏈的人來決定他們存儲什么樣的數(shù)據(jù)。如果我愿意，我可以創(chuàng)建一個區(qū)塊鏈，其中每個區(qū)塊都存儲了《了不起的蓋茨比》的整個文本，但這樣會顯得我很愚蠢。
這部分是基本區(qū)塊鏈背后的代碼
然而，對于普通的加密貨幣，區(qū)塊包含網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的有效交易的記錄。我給你發(fā)了一個MitchellCoin？把它放在一個區(qū)塊中。你送了我 10 個 MitchellCoin 作為回報，這也在區(qū)塊中。對于加密貨幣，您可以將區(qū)塊想象為一盒收據(jù)。
其二，鏈（Chain）。假設(shè)我剛剛創(chuàng)建了一個新的區(qū)塊鏈，但第一個區(qū)塊在那里很孤獨，然后第二個街區(qū)會出現(xiàn)并說：“我面前的街區(qū)是第一個街區(qū)。”下一個區(qū)塊也會說：“我之前的區(qū)塊是第二個區(qū)塊”。依此類推，便創(chuàng)建一個區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈系統(tǒng)是一個能夠處理全球數(shù)百萬人使用的復(fù)雜系統(tǒng)，在這里關(guān)于孤立區(qū)塊、區(qū)塊時間、分叉等技術(shù)詳情就不展開說了。
加密貨幣是使用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建的，它們是迄今為止該技術(shù)最著名的用途。此時，您可能聽說過至少三種加密貨幣：比特幣、以太坊和狗狗幣。這三個都運行在自己的、獨立的區(qū)塊鏈上，而且這些區(qū)塊鏈的來源還有很多。但區(qū)塊鏈技術(shù)不僅限于金融目的。從技術(shù)上講，任何人都可以制作一個區(qū)塊鏈來跟蹤任何事情，所以真的可以有無限的區(qū)塊鏈。
人們經(jīng)常談?wù)搮^(qū)塊鏈，說它將徹底改變一切，并且它可能成為下一個互聯(lián)網(wǎng)，但我覺得這些說法可能有點夸大其詞。
02、問題二：區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾芜\作的？
關(guān)于加密貨幣在能源使用的討論有很多方面，需要幾篇文章來涵蓋（盡管我的一位同事確實對爭議進行了深入的探討），但可以肯定地說，區(qū)塊鏈在環(huán)保方面的確存在很大負面隱患。
部分原因是一種稱為“工作證明”的系統(tǒng)，許多區(qū)塊鏈（尤其是加密貨幣）出于安全和信任目的而采用該系統(tǒng)。如果區(qū)塊鏈?zhǔn)褂霉ぷ髁孔C明來驗證區(qū)塊，那么它需要大量的計算能力來完成交易。由于計算機需要能量來運行，交易最終會白白浪費大量能量。
值得注意的是，它不一定是這樣：區(qū)塊鏈本身并不需要消耗大量能源，而且還有工作量證明的替代方案。我們稍后會解釋為什么會這樣。但是，無論如何，目前人們熟悉的大多數(shù)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用程序，如比特幣和以太坊，都使用工作量證明。
要理解為什么工作量證明模型需要計算機如此努力地工作，我們首先必須了解區(qū)塊鏈技術(shù)的其他部分是如何運作的。
區(qū)塊鏈一開始是一個完全空的列表，根本沒有任何信息。然后，創(chuàng)建者將創(chuàng)建一個稱為創(chuàng)世塊的東西，它只是鏈中的第一個塊。與其他所有塊不同，它不指向任何東西。隨著時間的推移，人們可以將信息添加到該列表中——但是，這些信息的樣子取決于區(qū)塊鏈的用途：如果它是一個加密貨幣區(qū)塊鏈，它將是一堆交易。如果它是一個用于跟蹤lettuce的區(qū)塊鏈，它可能看起來有點不同。
如果您必須想象區(qū)塊鏈的實際外觀，請想象將一堆收據(jù)訂購到盒子中，這些收據(jù)都綁在一起。每隔一段時間，就會添加一個新盒子，其中包含自上一個盒子添加到鏈中以來收集的收據(jù)。
在這個例子中，收據(jù)是交易，盒子是區(qū)塊。在交易發(fā)生時對其進行管理，然后再將其發(fā)送到區(qū)塊鏈，是一個計算機網(wǎng)絡(luò)，通常稱為節(jié)點，這些計算機運行一種特殊的軟件，用于相互通信。
當(dāng)用戶進行任何類型的交易或更改時，他們都會向整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息，節(jié)點正在監(jiān)聽這些消息。讓我們使用一個虛構(gòu)的加密貨幣，完全隨機地命名為 MitchellCoin。如果我想向某人發(fā)送 5 個 MitchellCoin，我會將其廣播出去。
當(dāng)節(jié)點看到消息時，他們會對其進行一些檢查，他們會檢查以確保它是由我進行數(shù)字簽名的消息沒有被篡改，以確認冒充者沒有花我的錢。實際簽名的制作過程是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，但最終結(jié)果是一條可驗證由特定人發(fā)送的消息，幾乎不可能偽造（與真實簽名不同）。這可以防止不道德的人錯誤地聲稱其他人向他們發(fā)送了 MitchellCoin。節(jié)點還將檢查以確保交易有效（例如，通過檢查我實際上有五個 MitchellCoins 可以花費，或者向區(qū)塊鏈添加一批生菜的人是否被授權(quán)這樣做），但交易不會立即完成，他們必須等待下一個區(qū)塊被添加到鏈中，這個時間段可能因區(qū)塊鏈而異。在一個區(qū)塊被創(chuàng)建并成為區(qū)塊鏈的一部分之后，其中包含的所有交易也將成為區(qū)塊鏈的一部分，競爭創(chuàng)建該區(qū)塊的過程稱為“挖礦”。
區(qū)塊的開采方式取決于區(qū)塊鏈運行的模型，我們將在稍后介紹。在挖礦節(jié)點創(chuàng)建一個區(qū)塊后，它將向全世界廣播它。其他節(jié)點將檢查以確保它是一個有效的塊，然后將其添加到自己的分類帳中。可以同時創(chuàng)建多個區(qū)塊，但網(wǎng)絡(luò)最終會在一個區(qū)塊之上構(gòu)建比另一個區(qū)塊更多的區(qū)塊，從而使該區(qū)塊成為官方鏈的一部分。
03、問題三：區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾畏乐贡淮鄹牡模?/strong>
區(qū)塊鏈有一些功能可以防止篡改——散列法（Hashing）或哈希法。
自 1950 年代和 60 年代以來，散列是一種加密技術(shù)，對各種計算都必不可少，區(qū)塊鏈?zhǔn)褂盟鼇矸乐勾鄹?。在區(qū)塊鏈中，散列基本上充當(dāng)唯一標(biāo)簽，防止某人更改塊中的數(shù)據(jù)，甚至交換假塊。
散列可讓你從任何數(shù)據(jù)中創(chuàng)建一串字符，你將一堆數(shù)據(jù)放入（整個區(qū)塊）中，然后得到一個更小、唯一的數(shù)據(jù)。為了確認沒有被篡改，每個塊都存儲了它之前的塊的哈希值。這樣，如果哈希存儲的兩個位置之間存在差異，您就會知道出了什么問題。
哈希有幾個重要的屬性：
1、給定相同的數(shù)據(jù)，它們將始終相同。
2、如果數(shù)據(jù)的任何部分發(fā)生變化，即使是最輕微的變化，它們也會完全改變。
3、很容易再次檢查給定的散列是否來自給定的數(shù)據(jù)，但很難判斷僅從散列中給出了什么數(shù)據(jù)。
舉一個簡單的例子。假設(shè)當(dāng)我們通過哈希算法運行“區(qū)塊鏈”這個詞時，我們得到了“ef7797”（實際上，哈希要長得多）。如果我們運行“區(qū)塊鏈”，只有一個字母不同，我們會得到“8e809e”。
如果我們想確保我們正在查看最初經(jīng)過哈希處理的相同數(shù)據(jù)，只要我們使用相同的程序來創(chuàng)建我們的哈希值就很容易了，通過散列程序運行“區(qū)塊鏈”，無論是誰在做總是會產(chǎn)生“8e809e”。但是反過來需要很長時間：如果我想知道有人為了得到“9ed142”而在散列程序中放入了什么，我只需要猜測，直到找到產(chǎn)生那個的特定單詞哈希。
鏈中的每個區(qū)塊都包含前一個區(qū)塊的哈希值，這正是哈希算法在給定區(qū)塊數(shù)據(jù)時所吐出的內(nèi)容。如果有關(guān)該塊的任何內(nèi)容發(fā)生更改（例如，其中的交易，甚至整個塊本身），則該塊的哈希值都會更改，從而破壞鏈，包含前一個區(qū)塊的哈希值的下一個區(qū)塊會說“我已改變，有事！”
所有這些加起來構(gòu)成了一個系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，任何查看提交給鏈的新塊的人都可以知道在任何時候都沒有任何更改。如果有，則更改后每個塊的哈希值必須與當(dāng)時的分類賬不同。
04、問題四：如何檢查這些哈希值是否匹配？
確切的答案取決于你說的是什么區(qū)塊鏈，但每一個區(qū)塊鏈都有一個叫做 "共識算法 "的東西?；旧?，每個區(qū)塊鏈決定它經(jīng)典真理均基于投入工作最多的鏈。在基于工作證明的區(qū)塊鏈中，這意味著擁有最多區(qū)塊的鏈：因為每個區(qū)塊都需要工作來挖掘，最長的鏈將是投入工作最多的，因此將是官方鏈。（不過，也有一些其他的方法，我們將在后面談到）。
這將是非常痛苦的（對于你的計算機而言）。所以首先你要做的是改變發(fā)生這種情況的區(qū)塊。然后，您必須重新計算該區(qū)塊的哈希值，以及之后的每個區(qū)塊……而且您不僅必須在一臺計算機上執(zhí)行此操作（這已經(jīng)夠難了，原因我們將在稍后介紹）。
這就是你可以讓這些東西公開存在的方式，但仍然可以合理地確定沒有人在篡改記錄。攻擊可以而且確實會發(fā)生，但是當(dāng)需要如此多的計算能力來完成攻擊時，很難不被人注意到。
05、問題五：區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾伪恢圃炫c挖掘的？
一個區(qū)塊如何被制造或“挖掘”取決于區(qū)塊鏈本身。最受歡迎的系統(tǒng)之一被稱為“工作量證明”。
工作量證明系統(tǒng)……很復(fù)雜，但我們已經(jīng)涵蓋了理解它們所需的大部分內(nèi)容?；旧?，區(qū)塊鏈對于它希望區(qū)塊的哈希看起來像什么有一定的規(guī)則。例如，假設(shè) MitchellCoin 區(qū)塊鏈要求散列的前五個字符都是字母 a（這樣它就會像我一樣不斷尖叫）。
當(dāng)一個挖礦節(jié)點想要創(chuàng)建一個區(qū)塊時，它將獲取區(qū)塊中的所有數(shù)據(jù)，加上一個稱為隨機數(shù)的特殊數(shù)字，并通過哈希算法運行它。如果哈希開始時不是“aaaaa”，它會將隨機數(shù)增加 1，然后重新開始。所以，你的你的計算機只是猜測數(shù)字直到它達到它想要的散列。
而且哈希值很大——我只使用了幾個字符作為例子，但一般來說，哈希值有 60 多個字符長。平均而言，您的計算機必須進行大量猜測才能找到符合條件的猜測。但是，同樣，雖然我們需要很長時間才能找出合適的哈希值，但幾乎不需要任何時間來檢查以確保我們的數(shù)據(jù)確實按照我們所說的進行了哈希處理。所以當(dāng)您創(chuàng)建或挖掘區(qū)塊時，你所做的每個猜測都需要時間和電力。
好消息是，雖然工作量證明可能很受歡迎，但它并不是唯一的做事方式。還有權(quán)益證明系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，人們不是解決難題，而是將加密貨幣作為抵押品，以便有機會成為下一個開采區(qū)塊的人，并被要求驗證其他人開采的區(qū)塊。如果他們驗證惡意區(qū)塊，他們將損失部分或全部資金，具體取決于區(qū)塊鏈的規(guī)則。權(quán)益證明區(qū)塊鏈需要更少的能量，因為挖掘一個區(qū)塊不需要進行數(shù)百萬次猜測，那些持有權(quán)益的人是隨機或通過算法選擇來創(chuàng)建一個區(qū)塊的，而且他們不需要專門的、超強大的硬件來做到這一點。
一段時間以來，人們一直在談?wù)撧D(zhuǎn)向權(quán)益證明，尤其是在以太坊區(qū)塊鏈上，但升級仍處于非常早期的階段。不過值得注意的是，區(qū)塊鏈不一定必須使用工作量證明或權(quán)益證明——還有其他替代共識算法，不公開或用于貨幣的區(qū)塊鏈可以以完全不同的方式創(chuàng)建區(qū)塊這樣效率更高。
06、問題六：區(qū)塊鏈的價值體現(xiàn)在何處？除了加密貨幣區(qū)塊鏈還有其他應(yīng)用嗎？
區(qū)塊鏈提供了一種以合理的確定性驗證您正在查看的數(shù)據(jù)未被更改的方法。但它并不能幫助您確定輸入數(shù)據(jù)時的數(shù)據(jù)是否真實。有私有企業(yè)區(qū)塊鏈，其中每個用戶都是已知的并具有特定權(quán)限，但公共區(qū)塊鏈?zhǔn)峭耆煌囊矮F。
例如，假設(shè)我想出售太空巖石并聲稱使用區(qū)塊鏈技術(shù)證明其真實性。即使我想出了一種方法來提供存在于區(qū)塊鏈上的真實性證書，并且無可爭議地與我發(fā)送給你的物理巖石相關(guān)聯(lián)，如果“太空巖石”實際上只是一顆鵝卵石，那么區(qū)塊鏈也不會為你提供任何幫助我是從我家后院來的。
雖然加密貨幣顯然得到了所有的炒作和報道，但在許多不同領(lǐng)域?qū)^(qū)塊鏈進行了大量實驗。沃爾瑪使用區(qū)塊鏈跟蹤從農(nóng)場到商店的農(nóng)產(chǎn)品（并在疾病爆發(fā)時提供簡單的問責(zé)制）；有在區(qū)塊鏈上創(chuàng)建和銷售網(wǎng)址或域名的實驗；在大流行開始時有人談?wù)撌褂脜^(qū)塊鏈跟蹤供應(yīng)和 COVID-19 免疫力。然而，這些系統(tǒng)中的任何一個是否真正流行起來并變得必不可少，還有待觀察。
07、問題七：如何看待火熱的NFT？區(qū)塊鏈會改變投票/貨幣/庫存系統(tǒng)/新聞嗎？
以太坊區(qū)塊鏈上存在許多 NFT，它具有允許它們使用的特定功能。這確實意味著你可以在單個區(qū)塊鏈上同時執(zhí)行多項操作，但這僅取決于數(shù)據(jù)的設(shè)置方式，并不是區(qū)塊鏈本身取得了進步。
有許多炒作區(qū)塊鏈的投機者喜歡說技術(shù)是一切的未來，而且它將和互聯(lián)網(wǎng)一樣大。然而，就像任何告訴你他們深入投資的東西有多好的人一樣，你也許應(yīng)該用0.001 Saltcoin（代幣）來看待他們所說的話（都是不值錢的廢話）。
如果一個空間會在某種程度上從去中心化中受益，或者如果每個人都需要分享一個已知的真實記錄，那么是的，區(qū)塊鏈有可能成為未來的一項技術(shù)。但如果不是，那么使用該技術(shù)比起普通的數(shù)據(jù)庫就沒有太多的好處。IBM的一位研究員告訴我，當(dāng)它為企業(yè)創(chuàng)建區(qū)塊鏈時，區(qū)塊鏈實際上是一個更大的IT系統(tǒng)的一小部分，該系統(tǒng)還涉及數(shù)據(jù)庫和其他遺留程序等東西。換句話說，大多數(shù)時候，公司并不只是扔掉他們的舊系統(tǒng)而轉(zhuǎn)向區(qū)塊鏈，他們是以一種有意義的方式整合它們。
至于投票，目前阿拉斯加提出的一項法案希望將該州的投票系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到區(qū)塊鏈上，而其他一些地方已經(jīng)嘗試了這個想法。就我而言，在投票系統(tǒng)使用區(qū)塊鏈進行電子投票的問題上，我傾向于YouTuber教育博主Tom Scott的觀點，即使區(qū)塊鏈?zhǔn)雇镀蓖耆档眯刨嚕ㄟ@不一定是事實），你也必須向公眾證明為什么它是值得信賴的。
原文：《Blockchain, explained》。
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