2018年我国区块链运行简介及技术原理分析（图）

2018-02-08 05:23

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区块链到底是什么？我们以比特币为例来解释区块链里的各个名词。比特币系统（区块链）相当于一个去中心化大账本，每个区块就是这个账本中的一页，系统自动生成比特币作为奖励激励矿工参与记账。挖矿可以理解为记账，每10分钟，全体矿工一起计算一道问题，最先算出答案的矿工获得记一页账的权利，记账完成后，他将自动获得一定量的比特币，这就是新增比特币的发行过程。最开始每记一次账奖励50个比特币，每记21万页账（也就是21万个区块，大约需要4年），记账的奖励就会减少一半，直到2140年左右，比特币将无法继续细分，至此，比特币发行完毕，总量2100万。

参考观研天下发布《2018年中国区块链行业分析报告-市场运营态势与发展前景研究》

图：比特币系统介绍

资料来源：观研天下整理

区块链最大的特点即其去中心化特征。中心化的特点是，中心节点掌握分布节点信息，分节点不掌握其他节点信息，即只有中心节点才具有记账权，节点之间的联系都需要通过中心节点，但是，去中心化网络的每个节点都有一本一模一样的账本，每个节点都有记账权，由于区块链内每个节点掌握各个节点信息，信息可以采用匿名原则（交易公开），系统内交易批准取决于所有节点共识性原则，规则对于所有节点公平且具有强制性。

图：区块链是一个去中心化的网络

资料来源：观研天下整理

区块链的运行过程即加密数据（区块）按照时间顺序的叠加。每个区块包括header和body，其中区块头（header）用于链接到前面的区块并为区块链提供完整性，主要包括本区块的hash值；body包含了验证该块创建过程中交易的信息。为了创建一个新的区块，矿工必须找到满足特定要求的hash值，这个过程被称为挖矿，区块链即为记录交易信息的账本，每个区块为账本的一页。第一个区块称为创始块，数据可以随意设定，之后的区块的数据来源于之前的区块。

图：区块链示意图

资料来源：观研天下整理

区块链的运行原理决定了其自发性和不可篡改性。以比特币为例，挖矿原理即找到一个可以满足要求的Nonce值，使得hash符合要求（满足4个条件：包含前区块的hash值，小于等于目标值，包含随机数，包含Merkle根），找到hash值后，会得到奖励，每个区块信息采用密码学的方法保证已有信息不能被篡改，以比特币为例，每10分钟添加一个新的区块，账本记录了10分钟的全部交易信息，添加新的区块可以获得奖励（比特币），奖励可以流通。

图：区块链运行示意图

资料来源：观研天下整理

区块链的交易信息采用非对称加密，保证了交易信息的准确性和安全性。非对称加密有两把钥匙，分别是公钥和私钥，用其中一种加密，只能用另一种解密，反之亦然。非对称加密除了保证信息的安全性之外，还能够进行身份验证，保证信息的准确性，发信人首先将自己的数字证书通过哈希运算生成一个hash值，然后用私钥加密hash，生成数字签名，发信人将数字签名和数字证书发送给收信人，收信人首先用公钥对数字签名进行解密，得到一个hash值，同时对数字证书进行哈希运算，得到另一个hash值，对比两个hash值，即可得知信息是否被篡改过。