如何理解区块链的运行原理?

如何理解区块链的运行原理?

上面,我们介绍了区块链的概念。今天,让我们更深入一点,尽可能通俗地介绍一下:区块链是如何工作的?

通过上面的小故事,我们知道了区块链的概念。其本质是解决信任问题、降低信任成本技术方案。目的是中心化,去信用中介

区块链是比特币底层技术。比特币的概念是由中本聪在2009年首次提出的。就是数字货币,在海外也叫法币。

首先,我们借鉴区块链描述中的一个经典场景来模拟集中记账。

假设吴唐门是一个有数百徒弟门派,其中张三丰是吴唐门的掌门人,掌门人的大徒弟是宋远桥。武当弟子将钱财存放在何处,由张三丰负责记账。例如,当张翠山以1000元购买尹丽婷的牛时,张三丰从张翠山的存款中扣除1000元,并在尹丽婷的存款中增加1000元。听起来像是银行操作吗?

是从银行集中记账开始。弟子们都信张三丰,所以都愿意把钱存到张三丰的门派。他们相信张三丰不会作恶。

可惜好景不长。张三丰年纪大了,不能再当领导了。新老板宋远桥也是一个非常诚实和聪明的人,但也有一个问题,那就是粗心大意。他不仅经常算错账,而且他的账单还被偷过一次。

不过,幸运的是,学徒们有自己的记账方式。然而,由于宋远桥算错账后要和别人合作半天,村民们对新领导的记账能力非常不满。

时光流逝,最可怕的事情却发生了。宋远桥的儿子宋青书私下篡改了账本,偷偷在宋远桥亲戚的账上加了不少。终于有一天,众弟子愤然跑去宋远桥躲避,武当一片混乱,遭到赵敏的攻击。

如果这个时候用比特币的思路来解决这个问题,应该怎么解决?

公开记账

每个徒弟发一只信鸽。这就是P2P网络,是点对点的分布式网络。每个学徒都有一个特殊的印章和一个扫描仪。这个扫描仪有两个作用,一是识别别人的交易是否真实有效,二是识别这个交易是否属于自己的账户,同时识别并解锁未使用的余额这是不对称加密。每个学徒都可以参与记账,但他可以记录交易本身的内容,而不是记录余额。这是区块链的交易。这个“交易”对应的英文单词是“transaction”,是专有名词,指的是一个账户,与金融交易的贸易是不同的。总的来说,这三条实际上做了一件事,即:

每户都有一个账本,账本上不再记录每个村民的余额,只记录每笔交易,即每笔交易的付款人、收款人和付款金额

那么问题来了:如果每个徒弟都记账,那肯定徒弟们的账不统一。你记得你的,我也记得我的,但最后并不全是一团糟?

这时候就需要统一账本,保证大家的账本一致。因为记录的交易是由门派拥有者有序产生的,所以需要有一个广播机制

其实很简单。现在,让我们把教派的所有资产加起来。太巧了,刚好100万。

只要确定了账本的初始状态,每一笔交易都是可靠的,都是按照物理时间自然记录的,并且只增加,不改变,不删除,就可以计算出每一户目前持有的资产数额。

第一部分是可识别的标记。比如我敲在纸上,可识别的标记是1MsTg2。

这是你的代号。由于我们的帐本是公开的,使用你的真名会有危险。所以你记账交易清单的收款人和付款人都填这个码,不用写名字。你的扫描仪和你印章生成的代码有关,只有拥有相应扫描仪的人才能花钱。这一步是“解锁交易”。

我刚才说有两个封印。第二段内容只能用这台扫描仪看,但用肉眼看是乱码。扫描仪在扫描后将知道第二段内容是否有效。这一步就是“交易验证”。

而且所有的交易都可以被所有人接收和看到,但是无法解锁印章的乱码部分。只有收款人才能解锁,因为你的扫描仪和你印章生成的代码有关,只有拥有相应扫描仪的人才能解锁交易。

创建创世区块

创建块是我们第一笔交易生成门派总账的第一个信封就像一篇文章总有开头一样。

结果一个弟子成了第一笔交易,这张交易单的付款人是空白的,收款人是宋远桥,付款金额是100万。因为是创世块,所以可以任意指定输出个数。由于我们统计了上面所有门派的账号,写了100万。等我们以后付了头,就可以按照原来的账本给你发相应的金额了。好了,我们有了第一笔交易,第一个信封也做好了。现在请领导把信封送到张翠山张翠山去复印一份,然后寄给尹丽婷。尹丽婷会继续传下去,一字一句的传下去,直到传到整个门派。这一步就是“同步块”,也就是全网都会得到这个信封和里面的事务

交易

既然我们创世块交了100万给负责人,我们假设张翠山在负责人那的存款余额是10万。这时,负责人会根据原来的旧账本把这10万元寄给张翠山,然后在旧账本上划掉这笔账。让我们讨论一下如何构建这笔交易。把100万分成两部分,第一部分10万,收款人为张翠尚;第二部分90万,收款人是自己;这样的交易就完成了。

前面说了,不能直接写名字,只能写代号,也就是你的钱包地址。我们需要写上收款人的名字,让收款人拿出他的印章,读出代号,然后告诉失主。

业主写完交易后,还需要拿出自己的印章在交易上盖章。这种盖章过程相当于区块链中的签名。这个章,门派的每个人都可以用扫描仪扫描一下,验证是否有效,也就是验证付款人的章是否有效。

这样,店主一共写了10笔交易,分别代表发给不同人的交易,10万给张翠山,1万给尹丽婷,以此类推。

打包 Transaction (挖矿

既然我们有了交易,我们还需要一些东西来包装它。我们把它装在一个特殊的信封里,这是区块链的“积木”。这个打包过程就是“打包交易”。

为什么要封装?是为了让打包交易的人在信封上签字,说明这个打包是XXX做的。其次,全村可能会有很多交易,所以需要组装标签,方便大家查询。

我们可以看到,上面的交易虽然已经生成,但是有一个问题,就是没有规定谁有权利把交易打包到一个信封里。

由于我们教派人口增长,以后100万可能不够。我们暂定150万,多出来的50万奖励给放信封的人。当然,我们不可能一次都给。谁投一次信封,谁就能得到3个硬币

这个时候,每个人都精力充沛。光是装信封就能拿到钱。我们这里把合格的人叫做“矿工”。

获得这个信封权是有条件的。我给你出个难题。谁先解决了这个难题的答案,谁就有权把交易放在信封里,并用自己的邮票在信封上盖章。

好了,这个时候大家都开始计算给定的问题,就像张翠山第一个计算一样。然后,信封的包装操作由张翠山完成。张翠山将10份交易装入信封,即打包交易,并在信封背面写下信封的汇总信息

比如最后一个信封里的第一笔交易是什么,信封封面是什么样子的?最后信封要盖章,也就是“签字”。矿工签名的目的是收集硬币,也就是比特币基地交易。

上述过程在区块链领域被称为“打包交易”,也就是著名的“挖矿”。

广播交易

先说上面说的广播交易。广播是为了让每个人都知道你在当前时刻产生了一笔交易,或者你打包了一个信封。

广播内容有两种,一种是广播事务,一种是广播信封。第一次广播意味着仍有未打包的事务,而第二次广播信封意味着此事务已被矿工确认。

收到广播通知后,我们首先验证信封上的难题答案是否正确,这样就可以验证信封是否是伪造的,然后检查里面的每一笔交易,最后验证信封背面的内容,也就是上一个信封的总结是否正确。因为大家都确认了最后一个信封,可以大大避免作弊的可能。如果觉得没问题,可以存储在本地数据库中。

双花问题

如果两个弟子同时上传,虽然这种概率很小,但如果真的发生了,我们就看最后区块链哪个长,短的无效。这就是区块链的“双花问题”(同样的钱花了两次)。

虚假交易,除非你说服全网51%以上的矿工换一个账号,否则你的篡改是无效的。参与网络的人越多,诈骗的可能性就越低。这也是集体维护监管的优越性,最大化造假成本。还是很难说服51%的人造假。

总结

通过今天的武侠故事讲了比特币区块链,包括区块链的几个步骤,公开记账,创建创建块,交易,打包交易,广播交易。

版权声明:区块链数字货币 发表于 2022-06-13 8:48:19。
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