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7 个步骤入门区块链

2017 年是比特币大爆发的一年。在潜水这么多年之后,比特币的价格一下子从 1000 美元左右飞涨至将近 20000 美元。多少人摇身一变,成了“密码学货币交易专家”。

赶上好时候确实可以狠赚一笔,不过醒醒吧,盛宴已散。

尽管让人们肾上腺素爆棚的主要还是飞速攀升的市值,但这波热潮最初还是由技术掀起的。区块链技术依然有巨大潜力。现在正是业务开发人员、企业家和个人爱好者怀着一腔热血上车的时候。不过热血翻涌之余,首先还是应该增进一下对区块链技术的了解。

只可惜,目前讲解区块链技术的文章不是涉及太多复杂的技术术语,就是太过肤浅,缺乏深度。这两种类型的文章都不便于读者清楚地理解文章内容。怎么办呢?我建议你不妨就从这篇文章开始。只要 10 分钟,就能了解区块链技术为什么这么具有颠覆性了。花这点时间还是物超所值的。祝阅读愉快。

引言

首先,区块链是一种电子化数据的存储方法。数据是以区块的形式出现的,想象一下有很多存储着数字化数据的区块。这些区块都链接在了一起,为其内部数据赋予了不可变性。当一个数据块被链接到了这条链上,其内部数据就再也无法更改了。一旦某个区块被添加到了链上,里面的数据对任何人都是公开可见的。这项技术具有非凡的革新意义,可以用来记录我们能想到的几乎所有数据(例如,产权、身份、余额、病历等等),同时不存在被篡改记录的风险。假设我买了一套房子,把产权证拍照上传到了区块链上,我就可以证明我在那个时刻享有这套房产的所有权。一旦这个信息上链,就没人能够更改它(好吧,还是有办法更改的,这里有一篇进阶阅读材料,我建议你稍后阅读)。因此,区块链是一种存储数据且保证数据不被篡改的方法。这听上去不错,不过随之而来的问题是:我们是怎么实现这样的技术的?

(校对注:吹毛求疵来说,这一段表述并非无懈可击,但姑且可以这么先记着。)

第一阶——交易数据

好吧,我们先拿比特币区块链做个例子。比特币区块链是现存历史最悠久的区块链。在比特币区块链上,每个区块的大小在 1 MB 左右。至截稿日,这条链上已经累积了 52.5 万个区块,链上存储的数据总量约为 52.5 万 MB 。(校对注:其实远远没有 52.5 MB,因为在早期,很多区块都没有打满 1MB。另,截至今日(2019 年 4 月

24 日,已经积累了 57.3 万个区块,总数据量约 250 GB。)

比特币区块链上仅存储 比特币的交易数据 。它就像是一个庞大的交易记录库,可追溯至第一笔比特币交易。在本文中,我们假设有一条存储交易数据的区块链,就像比特币区块链那样。

第二阶——(通过哈希运算)链接区块

想象有三个存储着交易数据的区块(如图一所示)。

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这三个区块内都存有一些交易数据。这没什么特别的。就好比是三个独立的 word 文档,里面描述了交易的内容和余额变化情况。文档 1 会按照时间顺序从第一笔交易开始记录,直到数据量达到 1 MB 为止,之后的交易会记录在文档 2 中,直到数据量达到 1 MB 为止,以此类推。这些文档就是数据块。它们一个接着一个联系(链接)在一起。为此,每个区块会根据其内部数据串生成一个特殊的(数字)签名。如果这个区块中的数据发生任何变动,即使只改变了一个数字,这个区块的签名也会发生改变。这是如何实现的?欲知详情,请阅读步骤三中的 哈希运算 部分。

(校对注:如上文所述,实际情形中的区块并不是个个都接近区块大小的上限,实际数据大小要看把区块打包上链的矿工在区块中记录了多少交易,而他们并不会等到有了 1MB 交易数据才开始动手。实际情形见下文)

假设区块 1 中记录了两笔交易,分别是交易 1 和交易 2 。这两笔交易的总数据量达到了 1 MB (实际上一个区块中包含的交易笔数远不止这点)。根据这个区块内的数据串会生成一个签名。假设这个签名是 “X32” 。如下图所示:

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