区块链是一种分布式数据库或分类账，在计算机网络的节点之间共享。作为一个数据库，区块链以数字格式存储电子信息。区块链因其在比特币等加密货币系统中的关键作用而闻名，该系统用于维护安全和分散的交易记录。区块链的创新之处在于，它保证了数据记录的保真性和安全性，在不需要可信第三方的情况下产生信任。
典型数据库和区块链之间的一个关键区别是数据的组织方式。区块链以组的形式收集信息，称为区块，区块包含信息集。块有一定的存储容量。当它们被填充时，它们将被关闭并链接到先前填充的块，形成一个称为区块链的数据链。新添加的块之后的所有新信息被编译成新形成的块，该块一旦被填满也将被添加到链中。
数据库通常将其数据构造成表格，而区块链，顾名思义，将其数据构造成串在一起的块(blocks)。当以分散的方式实现时，这种数据结构固有地形成了不可逆的数据时间线。当一个块被填充时，它是固定的，并成为该时间线的一部分。当添加到链中时，链中的每个块都有一个准确的时间戳。
关键要点
区块链是共享数据库，在存储信息的方式上不同于典型的数据库；区块链将数据存储在块中，然后通过加密技术将它们链接在一起。当新数据进来时，它被输入到新的块中。一旦一个块被数据填充，它将被链接到前一个块，这使得数据按时间顺序链接在一起。不同类型的信息可以存储在区块链上，但目前最常见的用途是作为交易分类账。以比特币为例，区块链以去中心化的方式使用，因此没有任何人或团体拥有控制权3354相反，所有用户共同保留控制权。分散区块链是不可变的，这意味着输入数据是不可逆的。对于比特币来说，这意味着交易被永久记录，任何人都可以查看。
区块链如何工作？
区块链的目标是允许数字信息被记录和分发，但不能被编辑。这样，区块链就是不可变账簿或交易记录的基础，不能被更改、删除或销毁。这就是为什么区块链也被称为分布式账本技术(DLT)。
区块链的概念于1991年作为一个研究项目首次提出，并于2009年首次得到广泛应用：比特币。在随后的几年里，通过创建各种加密货币和去中心化金融(DeFi)应用，区块链的使用出现了爆炸式增长，它无法取代代币(NFT)和智能合约。
交易流程
区块链去中心化
假设一家公司拥有一个包含10，000台计算机的服务器场，用来维护包含所有客户帐户信息的数据库。这家公司拥有一栋仓库大楼，将所有这些电脑都包含在一个屋檐下，可以完全控制每一台电脑以及里面包含的所有信息。然而，这提供了单点故障。那个地方停电了怎么办？如果它的网络连接被切断了怎么办？一个有趣的员工一键删除所有内容怎么办？在任何情况下，数据都会丢失或损坏。
区块链的作用是允许存储在该数据库中的数据分布在不同位置的多个网络节点中。这不仅产生了冗余，还保持了存储在其中的数据的保真度。——如果有人试图更改数据库的一个实例中的记录，其他节点将不会被更改，因此可以防止不良参与者这样做。如果一个用户篡改了比特币的交易记录，其他所有节点都会相互交叉引用，很容易识别出信息不正确的节点。这个系统有助于建立一个准确和透明的事件序列。这样，网络中的任何一个节点都不能改变存储在其中的信息。
因此，信息和历史(如加密货币交易)是不可逆的。这种记录可以是交易列表(例如，使用加密货币)，但区块链也可以保存各种其他信息，如法律合同、州标识或公司的产品库存。
为了验证块的新条目或记录，分布式网络的大多数计算能力需要同意它。为了防止不良行为者验证不良交易或重复支出，区块链受到诸如工作证明(PoW)或权益证明(PoS)等共识机制的保护。即使没有单个节点负责，这些机制也允许达成一致。
透明度
由于比特币区块链的去中心化性质，通过拥有个人节点或使用允许任何人实时查看交易的区块链浏览器，可以透明地查看所有交易。每个节点都有自己的链副本，随着新块的确认和添加而更新。这意味着，如果你愿意，你可以随时随地追踪比特币。
比如过去交易所被黑，把比特币留在交易所的人就什么都没了。虽然黑客可能完全匿名，但他们提取的比特币很容易追查。如果这些黑客中的一些人盗取的比特币被转移或花在了某个地方，那就众所周知了。
当然，存储在比特币区块链(和大多数其他区块链)的记录是加密的。这意味着只有记录的所有者可以解密它以揭示他们的身份(使用一个公钥-私钥对)。因此，区块链用户可以保持匿名，同时保持透明度。
区块链安全吗？
区块链技术通过多种方式实现去中心化的安全和信任。首先，新块总是按时间顺序线性存储。也就是说，它们总是被添加到区块链的“末尾”。在区块链的末尾添加一个块之后，除非大多数网络已经达成共识，否则很难返回并改变块的内容。这是因为每个块都包含自己的散列，以及前一个块的散列和前面提到的时间戳。哈希码是由数学函数创建的，它将数字信息转换成一串数字和字母。如果此信息被以任何方式编辑，哈希代码也会改变。
比方说，在区块链网络上运行节点的黑客想要改变区块链，从其他人那里窃取加密货币。如果他们想改变自己的单一副本，它将不再与其他所有人的副本保持一致。当别人把自己的副本互相交叉引用时，就会看到这个副本脱颖而出，这个黑客的链版就会被当作非法而丢弃。
为了成功地进行这样的黑客攻击，黑客需要同时控制和改变区块链的51%或更多的副本，以使他们的新副本成为多数副本，从而成为约定的链。这种攻击也需要大量的资金和资源，因为他们需要重做所有的块，因为他们现在有不同的时间戳和哈希码。
由于许多加密货币网络的规模和增长率，实现这一壮举的成本可能是不可逾越的。这不仅非常昂贵，而且可能会无果而终。这不会被忽视，因为网络成员将看到区块链如此剧烈的变化。然后，网络成员将硬分叉到未受影响的链的新版本。这将导致被攻击版本的令牌价值暴跌，使攻击最终失去意义，因为坏人控制了无价值的资产。如果坏人想要攻击比特币的新分叉，也会发生同样的事情。它就是这样建立起来的，所以参与网络比攻击它能获得更多的经济激励。
比特币与区块链
区块链技术由Stuart Haber和W. Scott Stornetta于1991年首次提出。这两位研究人员希望实现一个文档时间戳不能被篡改的系统。但直到近20年后，随着2009年1月比特币的推出，区块链才有了第一次实际应用。一个
比特币协议建立在区块链之上。在介绍数字货币的研究论文中，比特币的创造者中本聪(化名)称其为“完全点对点的新型电子现金系统”，没有可信的第三方。\" 2
这里需要理解的关键点是，比特币只是将区块链作为一种透明记录支付账簿的手段，但理论上，区块链可以用于不可变地记录任意数量的数据点。如上所述，这可以是交易、选举投票、产品库存、国家鉴定、住房合同等形式。
目前，成千上万的项目正在寻求以各种方式实施区块链来帮助社会，而不仅仅是记录交易。
区块链与银行
区块链被认为是对金融行业的颠覆性力量，尤其是在支付和银行领域。然而，银行和分散化的区块链有很大的不同。
为了理解银行和区块链之间的区别，让我们将银行系统与比特币在区块链的实施进行比较。
区块链是如何使用的？
正如我们现在所知，比特币区块链上的区块存储了货币交易的数据。今天，区块链上有超过10，000个其他加密货币系统在运行。但事实证明，区块链实际上是一种存储其他类型交易数据的可靠方式。
一些公司已经采用了区块链，包括沃尔玛、辉瑞、美国国际集团、西门子、联合利华和许多其他公司。例如，IBM创建了区块链食品信托公司来跟踪食品到达其所在地的过程。三
为什么要这么做？食品行业出现了多次大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌的爆发，以及意外引入食品的有害物质。在过去，从人们的饮食中找到这些爆发的源头或疾病的原因需要几个星期。区块链的使用使品牌能够跟踪从产地到生产的每一站的食品配送路线。如果发现一种食品被污染，可以通过每个站点追溯到它的源头。不仅如此，这些公司现在可以看到它可能接触到的所有其他东西，这样就可以更快地发现问题，挽救生命。这是区块链在实践中的一个例子，但是还有许多其他形式的区块链实现。
银行和金融
也许没有哪个行业比银行业更能从将区块链融入其业务运营中获益。金融机构只在营业时间营业，通常一周五天。这意味着，如果你试图在周五下午6点存入一张支票，你可能要等到周一早上才能看到钱进入你的账户。即使您在营业时间存款，由于银行需要结算的交易量巨大，交易仍可能需要一到三天的时间来验证。另一方面，区块链从不休息。
通过将区块链集成到银行中，消费者可以看到他们的交易只需10分钟就能处理完毕。——基本上是向区块链添加一个区块所需的时间，不考虑节假日或一天或一周的时间。在区块链的帮助下，银行也有机会更快、更安全地在机构间交换资金。例如，在股票交易业务中，结算和清算过程可能需要长达三天的时间(如果是国际交易，则需要更长时间)，这意味着在此期间资金和股票被冻结。
鉴于涉及金额的规模，运输过程中哪怕几天都可能给银行带来巨大的成本和风险。
货币
区块链构成了比特币等加密货币的基石。美元由美联储控制。在这种中央权威体系下，用户的数据和金钱在技术上是由他们的银行或政府发明的。如果用户的银行被黑了，客户的隐私信息就会有风险。如果客户的银行破产，或者客户生活在一个政府不稳定的国家，他们的货币价值可能面临风险。2008年，拯救了几家倒闭的银行，其中——家用的是纳税人的钱。这些都是比特币最初构思和发展的顾虑。
通过在计算机网络上开展业务，区块链允许比特币和其他加密货币在不需要中央机构的情况下运行。这不仅降低了风险，还消除了许多处理和交易成本。它还可以为货币或金融基础设施不稳定的国家的人民提供更稳定的货币、更多的应用和更广泛的个人和机构网络，他们可以在国内外开展业务。
对于没有国家身份的人来说，使用加密货币钱包作为储蓄账户或作为支付手段尤为重要。有些国家可能饱受战争蹂躏，或者政府缺乏任何真正的基础设施来提供身份证明。这些国家的公民可能无法使用储蓄或经纪账户，因此他们无法安全地储存财富。
卫生保健
医疗保健提供商可以使用区块链安全地存储患者的医疗记录。在生成病历并签名之后，可以将病历写入区块链，从而为患者提供证据并使其相信病历不会被更改。这些个人健康记录可以用私钥编码并存储在区块链上，这样它们只能由特定的个人访问，从而确保隐私。
财产记录
如果你去过当地的登记员办公室，你就会知道，产权登记的过程很繁琐，效率很低。如今，实物契约必须交付给当地档案办公室的政府雇员，然后手动输入该县的中央数据库和公共索引。如果发生财产纠纷，必须通过公共索引检查财产索赔。
这一过程不仅成本高、耗时长，而且容易出现人为错误，每一个错误都会降低追踪财产所有权的效率。区块链有可能消除在地方记录办公室扫描文档和跟踪物理文件的需要。如果在区块链上存储并验证财产所有权，所有者可以相信他们的行为是准确的并被永久记录。
在战乱国家或地区，几乎没有政府或金融基础设施，当然也没有记录员办公室。要证明财产所有权几乎是不可能的。如果生活在这样一个地区的一群人可以利用区块链，那么就可以建立一个透明和明确的财产所有权时间表。
智能合约
智能合同是一种计算机代码，可内置于区块链，以促进、核实或谈判合同协议。智能合约在用户同意的一系列条件下运行。当满足这些条件时，协议条款将自动执行。
例如，假设一个潜在的租户想要使用智能合同租赁一套公寓。房东同意在房客支付押金后立即向房客提供公寓的通行密码。租客和房东都将各自的交易部分发送到智能合约，智能合约会在起租日保管并自动交换门禁密码，以换取保证金。如果房东未能在租赁日期前提供访问代码，那么智能合同将退还押金。这将消除通常与使用公证人、第三方调解人或律师相关的成本和流程。
供应链
与IBM食品信托基金的例子一样，供应商可以使用区块链记录他们购买的材料的来源。这将使公司不仅能够验证其产品的真实性，而且能够验证诸如“有机”、“本地”和“公平贸易”等常见标签的真实性。
据《福布斯》报道，食品行业越来越多地采用区块链来跟踪从农场到用户整个过程中的食品路径和安全。
区块链的优点和缺点
尽管区块链很复杂，但它作为一种分散的记录保存形式的潜力几乎是无限的。从更大的用户隐私和更高的安全性到更低的处理成本和更少的错误，区块链技术很可能会看到除上述以外的应用。但是也有一些缺点。
通过消除手动验证提高准确性，通过消除第三方验证降低成本，通过去中心化使篡改更加困难。交易安全、私密、高效、透明。
挖掘比特币相关的巨大技术成本，每秒交易量低。对非法活动的历史监管因辖区而异，数据存储限制仍不确定。
区块链的好处
链条精度
区块链网络上的交易是由成千上万台计算机组成的网络批准的。这消除了验证过程中几乎所有的人工参与，从而减少了人为错误和准确的信息记录。即使网络上的计算机出现计算错误，该错误也只会出现在区块链的一个副本上。为了让这个错误蔓延到区块链的其他地方，至少需要51%的网络计算机来犯这个错误3354。对于比特币这样一个庞大且不断增长的网络来说，这几乎是不可能的。
降低成本
通常，消费者向银行支付费用以核实交易，向公证人支付费用以签署文件，或向牧师支付费用以执行婚姻。区块链消除了对第三方验证3354的需求以及随之而来的相关成本。例如，企业主在接受信用卡支付时会产生少量费用，因为银行和支付处理公司必须处理这些交易。另一方面，比特币没有中央权威，交易成本有限。
权力下放
区块链不会将其任何信息存储在中心位置。相反，区块链在计算机网络中被复制和分发。每次向区块链添加新的块时，网络上的每台计算机都会更新其区块链以反映这些变化。通过在网络上传播这些信息，而不是将其存储在中央数据库中，区块链变得更加难以篡改。如果区块链的拷贝落入无良技术人员手中，那么受损的只是一份信息拷贝，而不是整个网络。
高效交易
通过中央机构进行的交易可能需要几天才能结算。例如，如果你试图在周五晚上存入一张支票，你可能要到周一早上才能真正看到你账户上的资金。金融机构在营业时间运作，通常是一周5天，而区块链是一年365天，一周7天，一天24小时工作。交易只需10分钟就能完成，几个小时后才算安全。这对于跨境贸易尤其有用，由于时区问题和各方必须确认支付处理的事实，跨境贸易通常需要更长时间。
私人交易
许多区块链网络作为公共数据库运行，这意味着任何人只要有互联网连接就可以查看在线交易历史列表。尽管用户可以访问有关交易的详细信息，但他们无法访问进行这些交易的用户的身份信息。人们普遍误解比特币等区块链网络是匿名的，但事实上它们只是保密的。
当用户进行公开交易时，他们的唯一代码——，称为公钥3354，被记录在区块链上，如前所述。他们的个人信息不是。如果一个人在需要认证的交易所购买比特币，那么这个人的身份仍然与他们的区块链地址3354相关联，但即使它与一个人的姓名相关联，交易也不会泄露任何个人信息。
安全交易
交易一旦被记录，其真实性必须由区块链网络验证。区块链上的数千台电脑争相确认购买细节是否正确。计算机验证交易后，将其添加到区块链块。区块链中的每个块都包含自己的唯一散列，以及前一个块的唯一散列。当以任何方式编辑块上的信息时，该块的散列码将改变——，然而，在它之后的块上的散列码将不会改变。这种差异使得在不事先通知的情况下很难更改区块链上的信息。
透明度
大多数区块链是完全开源的软件。这意味着任何人都可以查看它的代码。这使得审计人员能够审查比特币等加密货币的安全性。这也意味着，对于谁控制比特币的代码或如何编辑代码，没有真正的权威。因此，任何人都可以建议对系统进行更改或升级。如果大部分网络用户都认同升级后的新版本代码是合理的、值得的，那么比特币就可以更新了。
为没有银行账户的人提供银行服务
也许区块链和比特币最深刻的一面是，任何人，无论种族、性别或文化背景，都可以使用它。根据世界银行的数据，估计有17亿成年人没有银行账户或任何储存金钱或财富的手段。几乎所有这些人都生活在发展中国家，那里的经济还处于起步阶段，完全依赖现金。
这些人经常赚点小钱，用现金支付。然后，他们需要将实物现金存放在家中或其他居住地的隐蔽地方，从而使他们面临抢劫或不必要的暴力。比特币钱包的密钥可以存储在一张纸上，一部廉价的手机上，必要时甚至可以记忆下来。对大多数人来说，这些选择可能比床垫下的一小堆现金更容易隐藏。
未来区块链也在寻找解决方案，它不仅可以作为财富存储的会计单位，还可以存储病历、产权和各种其他法律合同。
区块链的缺点
虽然区块链可以为用户节省交易成本。比如比特币网络用来验证交易的PoW系统，会消耗大量的计算能力。在现实世界中，比特币网络上数百万台电脑的能量接近挪威和乌克兰一年的消费量。
尽管开采比特币的成本很高，但用户仍在不断提高电费来验证区块链上的交易。这是因为当矿工在比特币区块链中增加一块时，他们将获得足够的比特币来奖励他们的时间和精力。然而，当涉及到不使用加密货币的区块链时，矿工将需要支付报酬或其他动机来验证交易。
这些问题的一些解决方案开始出现。例如，比特币矿已经建立起来，以利用太阳能、水力压裂站的多余天然气或风力发电场的电力。
技术成本
比特币是研究区块链可能低效率的一个完美案例。比特币的PoW系统向区块链添加新区块大约需要10分钟。按照这种速度，估计区块链网络每秒只能处理大约7个事务(TPS)。尽管以太坊等其他加密货币的表现优于比特币，但它们仍然受到区块链的限制。语境方面，传统品牌Visa可以处理6.5万TPS。
这个问题的解决方案已经开发了很多年。目前有超过30，000辆TPS区块链。11
另一个问题是每个块只能容纳这么多数据。关于区块链规模的争论已经并将继续成为未来区块链可扩展性中最紧迫的问题之一。
速度和数据效率低下
很多加密货币领域的人都在关注政府对加密货币的监管。虽然随着比特币去中心化网络的发展，终结比特币这样的东西越来越困难，几乎不可能，但理论上，政府可以将拥有加密货币或参与其网络定为非法。
随着时间的推移，这种担忧变得越来越小，因为PayPal这样的大公司开始允许在其平台上拥有和使用加密货币。
规定
简而言之，区块链是一个共享数据库或分类账。数据片段存储在称为块的数据结构中，网络的每个节点都有整个数据库的精确副本。安全性得到了保证，因为如果有人试图编辑或删除分类帐副本中的条目，大多数人不会反映这种变化，并且会被拒绝。
什么是简单的区块链？
实时区块链的数量每天都在以越来越快的速度增加。截至2022年，有超过10，000种基于区块链的活跃加密货币，还有数百种非加密货币区块链。
有多少个区块链？
公共区块链，也称为开放或无执照的区块链，是一个任何人都可以自由加入网络和建立节点的区块链。由于它们的开放性，这些区块链必须受到诸如加密和工作量证明(PoW)之类的一致系统的保护。
另一方面，私有或许可的区块链要求每个节点在加入之前都经过批准。因为节点被认为是可信的，所以安全层不需要如此健壮。
私有区块链和公共区块链有什么区别？
区块链平台允许用户和开发者在现有的区块链基础设施之上创造新的用途。以太坊就是一个例子，它有一种叫做以太坊(ETH)的原生加密货币。但以太坊区块链也允许创建智能合约和可编程令牌，用于初始令牌发行(ICO)和不可替代的令牌(NFT)。这些都是围绕以太坊的基础设施构建的，由以太坊网络上的节点保护。
什么是区块链平台？
区块链技术由两位数学家Stuart Haber和W. Scott Stornetta于1991年首次提出。他们希望实现一个文档时间戳不能被篡改的系统。一个
20世纪90年代末，Cypherpunk Nick Szabo提议利用区块链保护名为Bitgold的数字支付系统(该系统从未实施)。