【区块链是什么】区块与链的相遇-掘金网

【区块链是什么】区块与链的相遇

掘金K • 5月 19, 2022 7:24 上午 • 7×24快讯 • 阅读 217

区块链是什么？区块里装的是什么？为什么又要用链接起来？它到底长什么样子？本文是区块链入门文章，为想跟上金融科技时事、但又不是很熟的区块链新手诉说一个简单易懂又生动的故事。

区块链，简单来说是一种新式资料库（Database），过去我们常使用硬碟与云端资料库来储存资料，这两者是实体与虚拟的差别，但都属于将资料存在一个中心化、集中式的资料库中，因此若中心伺服器当机或遭遇骇客攻击，都会让用户遇到服务停摆或个资外泄的危机，而这些中心化的资料库也有被窜改的风险，例如骇客骇进银行资料库，只要删掉一个0，客户就损失重大了！台湾也时有行员伪造文书、盗领顾客存款的新闻，显示若管理这个资料库的人不具诚信，也会对于文件储存的安全性造成风险。

透过层层加密，区块链的安全性相当高

因此，区块链与传统资料库的差别，在于去中心化和中心化的差别，如下面的概念图，去中心化的差别在于没有一个主要的头，但与最右边的分散式仍有些许差异。区块链的资料储存分布多处于去中心化和分散式之间，如下图（B）所示。

资料储存模型分为中心化、去中心化、分散式（图片来源：Paul Baran— On Distributed Communications）

从上图可看到许多点，这些点称为节点，节点可以是一台电脑或伺服器，因此储存在区块链的资料是指存在这些分散的节点里，而非一个集中式的中心伺服器，类似鸡蛋不要放在同一个篮子里分散风险的概念。而每一个节点存的资料都必须一样，也就是资料正本只有一个，但每个参与区块链的节点会有一个副本，如果有人想要修改已经存在区块链中的资料，必须要经过这些节点的同意，换句话说，一个人好说话，但若要一百个人都同意，那可是非常困难的，因此区块链具有不可窜改的特性便是从这而来。

区块链里的秘密

区块链的区块究竟装的是什么？前面提过，区块链是种分散式的资料库，资料库里存的就是交易纪录，也可以视为一本帐本，记录着流水帐。你可能会想流水帐为何这么重要？还要大费周章的找一堆节点分散储存？其实流水帐如同你的银行明细，纪录的是钱的支出与收入，最后算出个人帐户里有多少结余，若今天一个骇客偷偷在你的银行帐本里加一笔汇出的纪录，银行就会根据这笔纪录认定你有这笔支出，扣掉你户头里的钱，这也是为什么帐本的正确性与安全性非常重要，而区块链技术会造成这么大的轰动原因之一。

我们已经知道区块里装的是交易纪录，但区块本身是什么东西？其实是为了帐本的安全性，我们需要为这些帐本加装保全，也就是使用密码学来加密，包一层加密规则来保护记录，最后产生的密码值就是区块。区块也可视为一个保险箱，把珍贵的帐本放入保险箱锁上，最后看到的就是一个保险箱的区块。

把记有交易纪录的帐本锁进加密的保险箱

实际在电脑里又是怎么跑的呢？如：A 转帐1000 元给B，但在电脑的世界里这笔交易纪录会被转为二元的资料，呈现出由0 和1 组成的数字序列，如：10011001101111。接着经过一道加密手续（通常是使用密码学SHA-256 的规则来加密），整个加密过程称为Hash Function，产生出来就是Hash 值（区块）。

区块（锁着帐本的保险箱）= Hash 值= 交易纪录（帐本） + Hash Function（密码锁）

那链又是指什么呢？其实区块链的链非彼链，而是指区块之间彼此交叠扣住的区域，将每个区块以这个方式串接起来。

链是指区块之间彼此交叠扣住的区域，将每个区块以这个方式串接起来．因此除了第一块创世块外，每块的「区块头」都会包含前一块的Hash值，再加上本身新的交易资料与后续的加密步骤

【区块链入门】挖矿指南—IPFS

这篇文章来教大家如何挖矿，挖矿又有哪一些需要注意的地方呢？首先我们就先来好好认识一下什么是IPFS，以及和Flowchain之间的关系吧！认识IPFS IPFS 社群的愿景之一，就是期待IPFS 能

刚刚提到，区块链的安全性是相当高的，在于其加密的过程非常复杂，环环相扣到牵一发动全身的程度。Hash Function 的过程又可细分为Nonce 和Difficulty。简单来说，Nonce 是一个加密的规则，例如：规定在这笔交易的二元数字序列中，每五个数字就分别按照顺序插入101011：

交易序列：1001100110101101100101010…
Nonce：每五个、101011
Hash值：10011100110010110111001001010…

Hash Function的过程又可细分为Nonce和Difficulty

组合而成，便成了区块链的第一块区块－创世块：

创世块的组成有6个栏位：交易资料、Nonce、Difficulty、时间戳记、Merkleroot和Version，为了避免让读者头晕，后三个栏位在此略过不提

Nonce 的设定也不是随便乱设的，需要符合Difficulty 这条游戏规则。我用Nonce 算出的Hash 值需要小于或等于Difficulty，最后才算符合游戏规则，赢得游戏、成功「上链」。后面的区块同样需要遵守相同的游戏规则，才可上链成为区块链的一份子，也就是前一块的Hash 值加上新的Nonce，并符合Difficulty 的规则，产生新的Hash 值，以此类推，区块链则会越接越长。

也因为如此，每一块区块都用了前一块的Hash 值做加密的动作，所以如果我想要更改第1001 块的区块的交易资料，我连前面的1000 块都要跟着一起改，否则很容易被其他节点识破我在偷偷干的好事，所以一般而言，区块链是越长越安全。

新Hash 值（新区块）

= 前Hash 值（上一个区块） + 新交易资料+ Nonce（加密） ≤ Difficulty（游戏规则）

1（前一块Hash值）+ 2（新交易）+ 3（Nonce）+ 4（≤Difficulty）= 5（新Hash值）

越来越长的区块链

小结

区块：又称Hash值，共有6个档位：包括前一块区块的Hash值、Nonce、Difficulty、时间戳记、Merkleroot和Version
链：不是真的链，而是每块使用前一块的Hash值一起加密，像是积木重叠扣在一起的样子。
加密：比特币区块链使用SHA-256密码学，将原始交易资料加密并上链，其中Nonce和Difficulty就是旷工挖矿的重点。

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