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区块链原理

  区块链的本质是一种数字分布式账本,以分布式、不可篡改和可信的方式保证所记录交易的完整性、不可反驳和不可抵赖性。区块是一种只可写入和添加的数据集,包含交易及其它记录的确认、合约、存储、复制、安全等信息。

  区块链的链式存储结构由单个区块构成,每一个区块都通过区块头中的哈希标签连接到上一个区块,从而形成一条单向链结构,第一个区块被称为创始区块。每一个区块都包含区块头和区块体2个部分,其中区块头包含80 B的关键字标识,区块体主要包含交易信息等数据。区块链主要包含以下关键技术。

  a)分布式账本。区块链是一种分布式账本架构,没有中心化节点,所有节点都保存全部且相同的区块账本信息。通常分布式账本数据的更新需要网络中的节点对更新进行投票并达成协议,以确保大多数节点的账本数据是一致的。分布式账本记录传输类似于网络成员之间的数据交换过程。在不需要第三方执行交易的分布式环境中,网络参与者可以通过协商一致机制达成协议。

  b)共识机制。在区块链网络中采用共识协议或机制的方法来确保去中心化的网络中各节点上账本的一致性,常见的共识机制包括工作量证明算法(PoW,也是比特币采用的共识算法)、股权证明算法(PoS)、授权股权证明算法(DPoS)、实用拜占庭容错算法(PBFT)等。

  c)密码学特性。区块链的不可篡改性是通过密码学设计来保证的,包括了常见的密码学算法种类,比如哈希算法和非对称加密算法等。信息数据在传输的时候,都会进行加密处理,且保证所传输的信息是完整状态,不能在中间被恶意篡改或者增添、删除一些信息。同时,相应的密码学信息,在任何一个时间下都应该可以被外界所用。

  d)智能合约。智能合约是运行在可复制、可共享的分布式账本上的计算机程序,可以处理信息,接受、存储和发送数字资产。区块链上的各个节点可以独立执行不同作用的智能合约,并确定能否达成共识,或者对执行进程进行回溯,验证执行结果的有效性。智能合约可以将区块链系统的业务逻辑以代码的形式实现、编译并部署,完成既定规则的条件触发和自动执行,大限度的减少人工干预。

      区块链作为去中心化、隐私保护的技术工具,与边缘计算融合发展,能够从信任、数据完整性和安全等层面提升边缘计算服务质量,优化业务能力,催生新商业模式和业务场景。随着产业结构转型和数字化程度的不断加深,区块链所构建的边缘价值使能体系将渗透到多个垂直行业,实现数据信息和生产要素的高效协同和共享。此外,区块链与5G、人工智能、物联网、大数据等多种技术结合的程度会逐渐加深,而技术融合带来的价值也会逐步放大。


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