区块链基础知识

人类是社会动物。分享、社交和相互交流是我们的天性。随着互联网的发展，这种天性发生了巨大变化。在互联网发展的早期，人们主要是数据的消费者。后来，随着互联网发展到第二代，我们成为信息共享生态系统的积极参与者。

但是你如何信任任何共享的东西？这是互联网上传输信息的一个重要问题。大部分信息都存储在由少数几家大公司控制的服务器上；这是一个中心化问题。这就是区块链发挥作用的地方，它为新一代互联网（称为 web3.0）提供动力，其中信息存储在分散的服务器上，由利益相关者进行验证和同意。没有人需要信任任何人进行验证或认证。

区块链
区块链最初是为了解决一个问题而提出的技术：在缺乏信任的环境中建立信任。它最初是为了解决数字交易中的基本问题而提出的，即在线世界中信任稀缺。传统上，信任是由银行、中央机构或政府监督和验证交易来促进的。然而，这种集中式方法也有其自身的问题，例如单点故障、易受攻击以及这些控制实体可能进行审查。区块链提供了一种去中心化的方法来验证和处理交易，从而无需中央机构。

在区块链网络中，参与者无需相互了解；网络的运作方式就像一个民主实体，每个交易验证者或节点都持有区块链数据的副本，称为账本。这个账本是透明的，所有人都可以访问。网络的验证者验证并同意账本上的数据。这些验证者或节点遵守一组规则来确定哪些数据是准确的，这被称为共识机制。由于账本是公开的，每个人都可以访问，任何操纵的企图都可以被迅速识别和制止。由于没有任何一个实体拥有网络，任何用户或数据都无法受到审查，这解决了集中式系统中的审查问题。现在我们对区块链有了基本的了解，让我们来探讨一下它为何如此重要，以及它还能解决哪些其他问题。

为什么是区块链
为了理解区块链的必要性，让我们采用一种经典的方法来理解拜占庭将军问题，即一支军队有几位将军，每位将军都有自己的部队。将军们包围了一座他们想要占领的城市。如果将军们同时进攻这座城市，他们就会成功，但如果他们缺乏协调，他们就会失败。

将军面临的挑战是，他们没有一种通信手段来确保他们的信息不会被恶意方阻止（审查）或操纵。那么，我们如何确保所有信息都能传递，并且在此过程中不会被操纵？这就是区块链的作用所在。

区块链通过提供无审查且可验证的真实系统解决了这个问题。这是通过一个简单的机制实现的。每个将军都可以通过信使向其他将军发送消息，其他将军可以使用他们的账本副本来验证该消息是否有效。

将军签署消息并将其交给信使。及时传递正确消息而不进行任何篡改的信使将获得奖励。接收消息的将军可以根据发送者的签名轻松验证消息是否有效。

此外，如果未能及时传递有效信息，则会受到严厉惩罚。这种奖惩结合的制度建立了一个激励机制，使信使采取适当的行动符合其最大利益，而如果他们没有这样做，很容易被发现。

在区块链术语中，将军代表那些在网络上创建交易的人。虽然我们想象将军的签​​名是用草书写的他们的名字，但有一种加密机制也被称为签名。区块链上的所有内容都是加密签名的。有了这个加密签名，任何人都可以验证发送者是否发送了交易，以及交易是否没有被修改。

传递信息的信使是矿工或验证者（分别在比特币和以太坊的情况下）。

在比特币等工作量证明区块链中，矿工因率先打包有效数据并传递消息而获得奖励。他们因提交无效数据而受到惩罚，这要通过成本来衡量。运行比特币挖矿操作的成本非常高，而投入这些成本来生成所有其他参与者都会忽略的数据（因为它是错误的或被操纵的）没有任何好处。通过将参与成本与获得奖励的可能性相结合，我们还有机会成本与行为不端有关。只要遵守规则，就有机会获得可观的收入。

在像以太坊这样的权益证明区块链中，所有验证者都会因及时提供有效数据而获得奖励。要成为验证者，他们需要提供抵押品，即“权益”。如果验证者提供无效数据，则会受到惩罚，从其权益中扣除。这被称为“削减”。机会成本也适用于以太坊，如果您传递正确的数据，您一定会产生收入。

这些激励机制确保我们拥有一个系统，在这个系统中，广播交易的人是根据系统规则适当地广播交易的。我们可以相信系统在不明确信任单个矿工或验证者的情况下也能正常工作。这就是我们所说的“无需信任”的意思。

区块链对
区块链作为一种技术可以对社会产生巨大影响；它创造了一个自由的环境，每个人都可以参与其中，而不必担心受到审查或压制。最好的部分是他们不必信任系统中的任何人。系统本身是无需信任的，所有数据都是事实。它可以为社会带来以下积极成果：

不受审查的
区块链技术可以创建一个系统，任何人都可以发布信息，而这些信息不会被中央机构或政府删除或审查。例如，想象一个新闻工作室，任何信息都可以发布，而不必担心受到任何机构的审查或删除；区块链可以实现这一点。

消除
区块链提供了一种点对点交易方式，可以创建一个双方无需中间人干预即可进行交互的系统。这在现实生活中非常有用，因为交易需要在双方之间进行，通常整个交易都依赖于中间人，而中间人可能是单点故障、行为不当等。例如，在传统的国际汇款中，银行充当汇款方和收款方之间的中间人。在这里，银行需要几天的时间来验证和处理交易。使用区块链，资金可以即时转移，而无需银行等中介机构。

不可变
因为数据是免审查的，而且是在区块链上验证的，所以数据的可信度已经很高了。而且，一旦数据被存储在区块链上，就无法被修改。我们称之为不可篡改。

区块链的核心设计在一定程度上通过将之前的所有数据与当前数据链接在一起来防止更改历史数据。将当前的区块链数据想象成一张图片。一旦提交了新的交易，您就可以将该数据与之前数据的图片捆绑在一起形成一张新图片。因此，只需使用最新的图片，您就可以验证所有历史数据是否保持不变。

区块链的所有参与者（节点）都拥有区块链的本地副本，并可以计算区块链的当前图景。我们将其称为“状态”。节点会定期检查图景是否有效，如果检测到任何不正确的数据，则会将其丢弃。

生成和验证状态的过程通常称为共识机制。不同的区块链依赖于不同的共识形式，每种形式都有各自的权衡。一般来说，共识机制的参与者因保持可信而获得经济奖励（或不受到惩罚）。

现在我们已经了解了区块链如何造福社会，让我们来回顾一下这项技术的诞生历史。

区块链
区块链技术的发展历史中有许多重要的里程碑，为区块链技术当前的应用和广泛关注奠定了基础。区块链技术的发展始于 1976 年，当时 Whitfield Diffie 和 Martin Hellman 提出了一种通过公共渠道进行安全密钥交换的突破性方法，为公钥加密奠定了基础。这项创新实现了安全通信，而无需共享密钥，而这一概念对于区块链的安全和无需信任的交易至关重要。

1991 年，Stuart Haber 和 W. Scott Stornetta 提出了数字文档中可验证时间的概念，他们提出了一种使用安全区块链对数字文档进行时间戳记以防止回溯或篡改的系统。这一概念是区块链不可变账本的前身。1992 年，两人进一步增强了该系统，引入了 Merkle 树，允许在一个区块中高效地包含多个文档，解决了可扩展性和数据完整性问题——这是现代区块链技术的核心方面。

这些概念的实际应用随着 2008 年比特币的诞生而开始成形。匿名人士中本聪（Satoshi Nakamoto）的白皮书提出了一种去中心化的点对点数字货币系统，利用区块链实现透明且防篡改的交易，而无需中央权威机构。随后，2009 年比特币网络的推出标志着去中心化账本的首次成功实施，展示了区块链超越学术理论的潜力。

2013 年至 2015 年间，Vitalik Buterin 推出了以太坊，扩展了比特币的基本用例，引入了智能合约和开发去中心化应用程序 (dApp) 的能力，进一步展示了区块链的多功能性。这一时期为 2017 年的 ICO 热潮奠定了基础，区块链在融资方面的实用性及其重塑传统金融和商业模式的潜力引起了主流关注。

这些关键发展凸显了区块链从密钥交换的安全方法演变为去中心化应用的强大平台，并以可验证来源、时间和可扩展性原则为基础

区块链从一个简单的想法发展成为一股全球力量，表明我们非常重视网络上的信任和开放。它正在塑造一个每个人都有发言权、每个行动都清晰公平的未来，为我们所有人的合作和相互信任开辟了新的方式。