区块链事实：它是什么，它的工作方式以及如何使用

什么是区块链？

区块链是在计算机网络节点上共享的分布式数据库或分类帐。他们以在加密货币系统中的关键作用而闻名，保持了交易的安全和分散的记录，但它们不仅限于加密货币的使用。区块链可用于在任何不变的行业中制作数据，这意味着它不能改变。

由于无法更改一个块，因此唯一需要的信任是在用户或程序输入数据的点。这减少了对可信赖的第三方（例如审计师或其他人类）的需求，这些人会增加成本并可能犯错误。

自比特币在2009年推出以来，区块链的使用通过创建爆炸了各种加密货币，，，，分散财务（DEFI）申请，无杀菌令牌（NFTS）， 和智能合约。

区块链如何工作？

您可能熟悉电子表格或数据库。区块链有点相似，因为它是一个数据库，其中输入和存储信息。传统数据库或电子表格与区块链之间的关键区别在于数据的结构和访问方式。

区块链由名为脚本的程序组成，该程序在数据库中进行通常会执行您通常会执行的任务：输入和访问信息，以及保存并存储在某个地方。分布区块链，这意味着在许多机器上保存了多个副本，它们必须匹配以使其有效。

比特币区块链收集事务信息并将其输入到一个4MB文件中堵塞（不同的区块链具有不同的尺寸块）。一旦块已满块标头哈希。

然后将哈希输入以下块标头中，并在该块标头中使用其他信息进行加密，从而创建一系列块，因此名称为“区块链”。

交易过程

交易遵循特定过程，具体取决于区块链。例如，在比特币的区块链上，如果您使用您的交易启动交易加密货币钱包- 为区块链提供接口的应用程序 - 启动了一系列事件。

在比特币中，您的交易被发送到存储池，在其中存储并排队，直到矿工捡起它。一旦将其输入一个块并充满交易，它就会关闭，并开始采矿。

网络中的每个节点都以这种方式提出了自己的块，因为它们都选择了不同的交易。每个都在自己的块上工作，试图使用“ nonce”的“ nonce”缩短一次使用的数字。

NONCE值是块标头中的一个字段，它是可变的，其值随着每次采矿尝试而逐渐增加。如果所得的哈希不等于或小于目标哈希，则将一个值添加到nonce中，将生成一个新的哈希，依此类推。 NONCE每45亿次尝试（少于一秒钟）进行一次滚动，并使用另一个称为额外的nonce的值作为附加计数器。这一直持续到矿工产生有效的哈希，赢得比赛并接受奖励。

一旦块关闭，交易就完成了。但是，直到对其他五个块进行验证，该块才被确认。确认需要大约一个小时要完成，因为平均每块不到10分钟（您的交易的第一个街区和5个以下块乘以10等60分钟）。

并非所有区块链都遵循此过程。例如，以太坊网络随机从所有用以太固定的用户中选择一个验证器来验证块，然后由网络确认。这比比特币的流程更快，能源强大得多。

区块链权力下放

一个区块链允许数据库中的数据分布在多个网络节点之间（计算机或设备为区块链运行的软件）在各个位置。这会产生冗余并保持数据的保真度。例如，如果有人试图改变一个节点上的记录，其他节点将通过比较块哈希来阻止这种记录发生。这样，没有一个节点可以更改链中的信息。

由于这种分布以及工作已完成的加密证明，区块链数据（例如交易历史记录）变得不可逆转。这样的记录可能是交易列表，但是私人区块链也可以持有其他各种信息，例如法律合同，州识别或公司的库存。大多数区块链不会直接“存储”这些项目。它们可能会通过哈希算法发送，并由令牌在区块链上代表。

区块链透明度

由于比特币区块链的分散性质，可以通过下载和检查或使用来透明地查看所有交易区块链探索者这使任何人都可以看到发生的交易。每个节点都有自己的链条副本，随着新鲜块的确认并添加，可以更新。这意味着，如果您愿意，您可以在任何地方跟踪比特币。

例如，过去曾被黑客入侵，导致大量加密货币丧失。虽然黑客可能是匿名的（除了他们的钱包地址，但他们提取的加密货币很容易追溯，因为钱包地址存储在区块链上。

当然，存储在比特币区块链中的记录（以及大多数其他）都已加密。这意味着只有分配地址的人才能揭示其身份。结果，区块链用户可以在保持透明度的同时保持匿名。

区块链安全吗？

区块链技术通过多种方式实现了分散的安全性和信任。首先，新块总是在线性和时间顺序上存储。也就是说，它们总是添加到区块链的“端”中。将块添加到区块链的末端后，无法更改以前的块。

任何数据的更改都会更改其所在的块。网络通常会拒绝更改的块，因为哈希是不匹配的。但是，可以在较小的区块链网络上完成更改。

一个新的和较小的链可能容易受到这种攻击，但是攻击者至少需要网络计算能力的一半（51％的攻击）。在比特币和其他较大的区块链上，这几乎是不可能的。当黑客采取任何行动时，网络可能已经超越了他们试图更改的块。这是因为这些网络哈希的速率异常迅速 - 截至2024年9月，比特币网络以每秒640张（18零）的速度约为640个exahashes。

以太坊区块链也不太可能被黑客入侵 - 攻击者需要控制区块链固定的一半以上的一半。截至2024年9月，超过一百万验证者已将超过3,380万的ETH固定在了。攻击者或一个团体将需要拥有超过1700万的ETH，并随机选择以验证足够的时间以实现其块。

比特币与区块链

区块链技术首先由Stuart Haber和W. Scott Stornetta于1991年首次概述，他们的两位研究人员希望实施一个无法篡改时间戳的系统。但是直到将近二十年后，随着比特币在2009年1月的推出，区块链有第一个现实应用程序。

比特币

比特币协议建在区块链上。在介绍数字货币的研究论文中，比特币的化名创建者，萨托·纳卡本（Satoshi Nakamoto），被称为“完全是点对点的新电子现金系统，没有值得信赖的第三方”。

要理解的关键是，比特币使用区块链作为透明记录付款分类帐或当事方之间的其他交易的手段。

区块链

区块链可用于不变地记录任意数量的数据点。数据可以是交易，选举中的投票，产品库存，国家认同，对房屋的契约等等。

目前，成千上万的项目正在寻求以各种方式实施区块链，以帮助社会仅仅记录交易，例如，作为一种在民主选举中安全投票的一种方式。

区块链不变性的性质意味着欺诈性投票将变得更加困难。例如，投票系统可以起作用，以使每个国家的公民将被发出单一的加密货币或令牌。

然后，每个候选人都可以得到一个特定的钱包地址，选民将其令牌或加密货币发送给他们希望投票的任何候选人的地址。区块链的透明性和可追溯性的性质将消除对人类投票的需求，以及不良演员对身体投票篡改的能力。

区块链与银行

区块链被认为是金融部门的破坏力，尤其是付款和银行业务的职能。但是，银行和分散的区块链截然不同。

要查看银行与区块链的不同之处，让我们将银行系统与比特币的区块链实施进行比较。

如何使用区块链？

如我们现在所知，比​​特币的区块链商店交易数据的区块。如今，成千上万的其他加密货币在区块链上运行。但是事实证明，区块链也可能是存储其他类型数据的可靠方法。

一些尝试区块链的公司包括沃尔玛，辉瑞，AIG，西门子和联合利华等公司。例如，IBM创建了其食品信托区块链，以追踪食品到达其地点所需的旅程。

为什么这样做？食品工业发生了无数大肠杆菌，沙门氏菌和李斯特菌的爆发。在某些情况下，将危险材料意外引入食品。过去，已经花了数周的时间才能从人们所吃的东西中找到这些爆发的根源或疾病的原因。

使用区块链使品牌可以跟踪食品从其起源到每一台停车的路线到交付。不仅如此，这些公司现在还可以看到它可能与之接触的所有其他一切，从而使问题发生得很早，可以挽救生命。这是实践中区块链的一个例子，但是存在或正在尝试许多其他形式的区块链实施。

银行和金融

也许没有哪个行业能够从将区块链整合到其业务运营中，而不是个人银行业务。金融机构仅在工作时间内运营，通常每周五天。这意味着，如果您尝试在周五下午6点存放支票，则可能必须等到星期一早上才能在您的帐户中看到这笔钱。

即使您在营业时间内存款，由于银行需要解决的庞大交易，​​交易仍然可能需要一到三天才能验证。另一方面，区块链从不睡觉。

通过将区块链集成到银行中，消费者可能会看到其交易在几分钟或秒内处理的交易，无论假期还是一天的时间或一周中的时间，都需要在区块链上增加区块的时间。借助区块链，银行也有机会更快，安全地在机构之间交换资金。鉴于所涉及的款项，即使在运输货币中的几天也可以承担银行的巨大成本和风险。

这和解过程对于股票，交易者最多可能需要三天（如果在国际上进行交易），这意味着该时期的资金和股票被冻结了。从理论上讲，区块链可以大大减少这段时间。

货币

区块链形成了像比特币这样的加密货币的基岩。该设计还可以更轻松地进行跨境交易，因为它可以使用可以通过互联网连接的任何人来绕过货币限制，不稳定性或缺乏基础架构。

卫生保健

医疗保健提供者可以利用区块链安全地存储患者的病历。生成和签名后，可以写入区块链，该区块链为患者提供了证明和信心无法更改记录。这些个人健康记录可以用私钥编码并存储在区块链上，以便仅特定个人才能访问它们，从而确保隐私。

属性记录

如果您曾经在当地录音机的办公室里度过了一段时间，您会知道录制财产权既繁重又效率低下。如今，必须将物理契据交付给当地录制办公室的政府雇员，在该办公室中，该契约被手动输入该县的中央数据库和公共指数。在财产纠纷的情况下，对财产的索赔必须与公共指数进行调和。

这个过程不仅是昂贵且耗时的，而且还容易出现人为错误，在这种情况下，每个不准确性使追踪财产所有权效率降低。区块链有可能消除对扫描文档的需求，并在本地记录办公室追踪物理文件。如果在区块链上存储和验证财产所有权，所有者可以相信其契约是准确且永久记录的。

证明财产所有权在饱受战争war的国家或几乎没有政府或金融基础设施且没有记录员办公室的地区几乎是不可能的。如果一群居住在这样一个地区的人可以利用区块链，那么可以维持透明和清晰的财产所有权时间表。

智能合约

智能合约是可以内置在区块链中以促进交易的计算机代码。它在用户同意的一组条件下运行。当满足这些条件时，智能合同将为用户进行交易。

供应链

与IBM食品信托基金示例一样，供应商可以使用区块链记录他们购买的材料的起源。这将使公司不仅可以验证其产品的真实性，还可以验证“有机”，“本地”和“公平贸易”等常见标签。

据《福布斯》报道，食品行业越来越多地采用区块链来跟踪整个农场到用户旅程中食品的道路和安全性。

表决

如上所述，区块链可以促进现代投票系统。与区块链一起投票具有消除选举欺诈并提高选民投票率的潜力，正如2018年11月在西弗吉尼亚州的中期选举中所测试的那样。

以这种方式使用区块链将使投票几乎不可能篡改。区块链协议还将在选举过程中保持透明度，减少进行选举所需的人员，并为官员提供几乎即时的结果。这将消除对叙述的需求或欺诈可能威胁选举的任何真正关注。

区块链的利弊

对于它的所有复杂性，区块链作为分散的记录保存形式的潜力几乎没有限制。从更大的用户隐私和增强的安全性到较低的处理费用和更少的错误，区块链技术很可能会看到以上概述的应用程序。但是也有一些缺点。

区块链的好处

链的准确性

区块链网络上的交易已由数千台计算机和设备批准。这使几乎所有的人都从验证过程中删除，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要犯计算错误，该错误也只会犯错链的一个副本，而不会被网络的其余部分犯下。

成本降低

通常，消费者向银行付款以验证交易或公证人签署文件。区块链消除了对第三方验证的需求，并随着其相关成本。例如，企业主在接受信用卡付款时会产生少量费用，因为银行和付款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，交易费用有限。

权力下放

区块链不会将其任何信息存储在中心位置。取而代之的是，将区块链复制并分布在计算机网络中。每当将新块添加到区块链中时，网络上的每台计算机都会更新其区块链以反映更改。

通过将这些信息传播到网络中，而不是将其存储在一个中央数据库中，区块链变得更加困难。

有效的交易

通过中央当局进行的交易最多可能需要几天才能解决。例如，如果您试图在星期五晚上存放支票，则直到星期一早上，您实际上可能不会在帐户中看到资金。金融机构通常在工作时间内运营，通常每周五天，但区块链每天24小时，每周7天和每年365天运行。

在某些区块链上，可以在几分钟内完成交易并将其视为安全。这对于跨境交易通常需要更长的时间，这是因为时区问题以及所有各方都必须确认付款处理的事实。

私人交易

许多区块链网络作为公共数据库运行，这意味着任何具有Internet连接的人都可以查看网络的交易历史记录列表。尽管用户可以访问交易详细信息，但他们无法访问有关执行这些交易的用户的标识信息。常见的误解是，像比特币这样的区块链网络完全匿名。它们实际上是假名的，因为如果信息删除，则可以与用户关联的可见地址。

安全交易

一旦记录了交易，必须通过区块链网络验证其真实性。交易验证后，将其添加到区块链块中。区块链上的每个块都包含其独特的哈希和块的独特哈希。因此，一旦网络确认它们，就无法更改块。

透明度

许多区块链完全是开源。这意味着每个人都可以查看其代码。这使审核员能够审查诸如比特币之类的加密货币以进行安全性。但是，这也意味着谁控制比特币的代码或编辑方式没有真正的权威。因此，任何人都可以建议对系统进行更改或升级。如果大多数网络用户都同意带有升级的新版本是合理且值得的，那么可以更新比特币。

私人或权限区块链可能不允许公众透明度，具体取决于它们的设计方式或目的。这些类型的区块链只能为希望准确跟踪数据的组织而不允许允许用户以外的任何人查看它的组织。

另外，可能需要公开交易的公司通过监管机构批准的区块链报告系统为投资者提供财务透明度。在业务会计中使用区块链财务报告将防止公司改变财务状况，从而比实际上更有利可图。

银行不账户

区块链和加密货币最深刻的方面也许是任何人的能力，无论种族，性别，位置或文化背景如何。根据世界银行的数据，估计有14亿成人没有银行帐户或任何存储他们的资金或财富的方式。此外，几乎所有这些人都生活在经济处于起步阶段并完全取决于现金的发展中国家。

这些人通常以实物现金付款。然后，他们需要将这些实际现金存储在房屋或其他地方的隐藏位置，激励强盗或暴力行为。虽然并非不可能偷窃，但加密货币使潜在的盗贼更加困难。

区块链的缺点

技术成本

尽管区块链可以为用户节省交易费用，但该技术远非免费。例如，比特币网络验证交易的工作证明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个设备消耗的能量比巴基斯坦国家每年消耗的能量更多。

这些问题的一些解决方案开始出现。例如，已经建立了比特币开采农场，以使用太阳能，压裂地点过多的天然气或风电场的能源。

速度和数据效率低下

比特币是对区块链效率低下的完美案例研究。比特币的POW系统大约需要10分钟才能为区块链增加一个新的区块。以这个速度，据估计，区块链网络每秒只能管理约七笔交易（TPS）。尽管其他加密货币（例如以太坊）的性能比比特币更好，但区块链的复杂结构仍然限制了它们。关于上下文的旧品牌签证可以处理65,000 TP。

这个问题的解决方案已经在开发了多年。目前，有一些区块链项目声称成千上万的TPS。以太坊正在推出一系列升级，其中包括数据采样，二进制大对象（斑点）和滚动。这些改进有望增加网络参与，减少拥堵，降低费用并提高交易速度。

许多区块链的另一个问题是，每个区块只能持有如此多的数据。这块大小辩论一直以前，它一直是将来区块链可伸缩性的最紧迫性问题之一。

非法活动

尽管区块链网络上的机密性可保护用户免受黑客攻击并保留隐私权，但它还允许在区块链网络上进行非法交易和活动。最引用的区块链用于非法交易的例子可能是丝绸之路，从2011年2月到2013年10月，联邦调查局将其关闭，这是一个在线黑暗网络非法药物和洗钱市场。

这暗网允许用户购买和出售非法商品，而无需通过使用Tor浏览器并在比特币或其他加密货币中进行非法购买。这与美国法规形成鲜明对比，后者要求金融服务提供商在开设帐户时获取有关其客户的信息。他们应该验证每个客户的身份，并确认他们不会出现在已知或怀疑的恐怖组织的任何名单上。

该系统既可以看作是专业人士又是骗局​​。它使任何人都可以访问财务帐户，但允许犯罪分子更容易交易。许多人认为，加密货币的良好用途，例如储存无银行的加密货币的不良用途，尤其是当大多数非法活动仍然通过无法追踪的现金来实现时。

规定

加密货币空间中的许多人对政府对加密货币的监管表示关注。几个司法管辖区正在收紧对某些类型的加密货币和其他虚拟货币的控制。但是，尚未介绍任何法规，专注于限制区块链用途和开发，只有某些使用它创建的产品。

数据存储

区块链的另一个重要含义是它们需要存储。这似乎不是很大的，因为我们已经存储了大量信息和数据。但是，随着时间的流逝，增长的区块链的使用将需要更多的存储空间，尤其是在节点存储整个链条的区块链上。

目前，数据存储集中在大型中心。但是，如果全世界都过渡到每个行业和使用的区块链，则其尺寸呈指数增长将需要更先进的技术，以使存储效率更高，或者迫使参与者不断升级其存储空间。

就所需的货币和物理空间而言，这可能会变得更加昂贵，因为截至2024年9月15日，比特币区块链本身为600千兆字节，而该区块链仅记录比特币交易。与存储在大数据中心中的数据相比，这很小，但是越来越多的区块链只会增加数字世界所需的存储量。

底线

由于已经实施和探索了许多实用的应用程序，因此区块链终于在很大程度上为自己的名字命名，因为比特币和加密货币。作为全球每个投资者的舌头的流行语，区块链将使商业和政府运营更加准确，高效，安全和便宜，并且中介机构更少。

当我们进入区块链第三个十年时，不再是传统公司是否会抓住这项技术的问题，而是何时的问题。今天，我们看到NFT的扩散和资产的令牌化。明天，我们可能会看到区块链，代币和人工智能的结合，都融入了业务和消费者解决方案中。

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