看完这些,你就成了区块链大牛!

近些日子笔者阅读了一些关于区块链技术原理的书籍,在这里有几个问题需要澄清一下,也许这些问题你也困惑过,在此我们一起看一看借着这个机会豁然开朗。

1.目前获取比特币有哪几种方式?

答: 目前获得比特币的方式,主要是两种,挖矿链上交易

2.我们常常听到区块链上的“节点”和“区块”,请问这两者是不是一回事?

答: 节点所在的网络社区是一个交易社区,节点是每个交易的主体。区块链则是一个个新形成的账本,是经过反复确认被所有节点认可的记账(区块)首尾相连形成的链式数据结构。交易社区的最主要活动是数字货币的交易,因此是数字货币在执行流通手段和支付手段职能。而区块链是已经固化的信息的存储仓库,那里面只有对交易(不一定是用数字货币)的记账。节点的交易形成和区块形成,这两者的难易度有天壤之别。节点发起一个交易很容易,而一笔交易完全有效,从而被写入区块链,是一个很费工夫的过程。

3.请问每产生一笔交易,只要这笔交易被大多数节点认为有效,就会产生一个新的区块是吗?

答: 答案是否定的。以比特币为例,比特币网络每天会产生数以千万计的交易,而参与记账的只有那些对比特币系统给出的谜题正确破解的节点,这些节点被称为“矿工”。毫无疑问,矿工拥有最强大的算力。但如果每产生一笔交易,矿工就记一次,这么多交易交由矿工来完成,工作量太大了!所以一般是矿工每隔一段时间批量打包这些实际交易者广播到全网中的交易信息,所以一次记账(也就是一个新区块的生成)可能对应着一万次交易,或者十万次交易,或者更多。在这里,广播的交易信息的正确性,由网络节点集体负责。矿工只负责信息录入。

4.新节点加入区块链交易网络有什么步骤?一个新节点如何获得全网的认可?

答: 就像你入党需要有入党介绍人一样,你作为一个新节点加入“组织”,也需要节点的“推荐”,这个节点就是所谓的“种子节点”。种子节点可能是现实中跟你具有很强的信任度的人,并通过种子节点的“引荐”,“认识”更多的节点,当然这些节点都必须是诚实节点,种子节点肯定也是诚实节点,并且他不会将恶意节点推荐给你。你可以尝试着跟这些节点进行交易,经过几轮以后,只要你一直保持诚实节点,那么你可能链接到的节点会越来越多。这个机制充分说明了,在区块链上的“诚信”有多么地重要!所以,你可以在任何地方弄虚作假,但千万别尝试在区块链上偷奸耍滑,否则你的代价也许比你想象得更为惨重。

5.矿工的收益只有系统所给的比特币奖励一项吗?

答: 答案是否定的。矿工的工作包括拼算力获得记账权,和将新交易信息打包放入区块链,即创造新区块的过程。但是,拥有记账权是能够有权限打包这些信息的前提条件。所以,拼算力就成了至关重要的一步。比特币系统对矿工的回报一般可分两项:第一项是因为争取到了记账权(其实就是破解了比特币的谜题)而获得的一定的比特币奖励,第二项是建立新区块的努力。这两项奖励的方式都是给予一定数量的比特币。矿工2013年前每破获一个比特币谜题,都是获取25个比特币的奖励,这一奖励此后逐年下降。

6.矿工挖矿的时候,比特币系统中的电商交易在同时进行吗?

答: 这个问题很简单,因为矿工就是靠着拼算力,进行竞争性记账的一群人,那么是给谁记账呢?当然是给比特币网络中的节点的交易行为记账,很显然,这说明与记账相关联的交易是在同时进行着的。

7.一个区块头由哪些内容构成?

答: 我们知道一个区块分为区块头和区块内容两个方面,而哈希指针就是将两个区块连接在一起的“链”。区块头里面存储的主要是上一个区块内容里面数据的哈希值,借助公钥我们可以按照哈希指针的算法,随时查询到上一个区块的内容,这也是核实区块信息的关键步骤。但是小小的区块头里还存了其他的信息,还有比如挖矿谜题信息、临时随机数信息和时间戳点数信息等。

8.听说区块链也叫作“分布式数据库”,那么区块链的数据结构是什么样子的?

答: 目前看来,区块链整个体系是由两大类数据结构相互嵌套组合而成的。第一类数据结构是“哈希链”结构,这可看做是区块链的纵向逻辑结构;第二类数据结构是“梅克尔树”结构,这可看作是区块链的横向结构,实际上是使用了哈希指针的二叉树结构。在梅克尔树结构中,所有的区块可被两两分组,指向这些区块的指针被存储在上一层的父区块中,这些父区块再次被两两分组,再指向上一层的父区块,以此类推,直达创世区块。通过哈希链和梅克尔树两套数据结构,我们可以很严格地倒推验证每笔交易的真实性。

9.所有的参与到区块链网络上的节点都各自拥有一套全部的区块链信息吗?

答: 答案是否定的。拿比特币来说,比特币网络上的节点分为两种,一种叫做“轻量节点”,英文名为SPV,一种叫做“全节点”。只有全节点拥有从创世区块以来形成的区块链上的所有信息,而轻量节点不会存储整个比特币区块链,只会存储跟这些节点相关的交易的区块链信息。一般来说,普通用户绝大多数都是以轻量节点的身份出现的,全节点只占很小的一部分。这一点看起来又有点像“一小群人领导一大群人”的中心化的意思了。所谓的“比特币扩容”重点是全节点的扩容,因为随着链的伸长,交易信息量越来越大,存储容量爆满,而轻量节点则不存在这个问题,很小的存储容量就足够了。

10.比特币交易完全可以做到“去中介化”,而不用任何的第三方背书吗?

答: 答案是否定的。比特币的多重签名(MULTISIG)就是一个典型的使用第三方中介来对交易的可靠性进行背书的例子。最常见的是A要跟B交易,C作为一个中介节点。ABC三个节点都有各自的不可伪造的数字签名。A跟B的交易发生之后,光有包含B的数字签名验证,还不够,还必须加上包含C的数字签名的验证。这里C不仅起到共同验证交易正确性的作用,还可以作为损失准备节点,随时对交易可能出现的损失的一方进行补偿。从这个例子来看,也许比特币今后的交易过程,会是去中心化和中心化现象同时存在的一个过程,完全去中心化是不可能办到的。

11.区块链上的存储信息真的永远不可篡改吗?

答: 答案也是否定的。区块链上的信息无论从短期来看,还是从长期来看,都是可以篡改的,当然我们这里用“修改”这个词似乎更妥帖一点。

短期来看,在6次交易确认之前,你可以随时中止交易,而修改交易信息。6次交易确认之后,交易被写入区块,短期内这个信息已经不能修改了。但是从长期来看,如果经过6次交易确认以后,被写入区块的仍然是一个错误的交易信息,或者是恶意交易,那么你可以申请追溯至出错的那个区块,从这里开始分出一条新的分支。

请注意,这不是“分叉”。一旦你把出错的区块剔除以后,包含正确交易信息的新的区块被包括到了主链之中,然后那个出错的区块就成了“孤块”。当然,你的修改也要经过所有节点的认可。“孤块”是未被纳入主链的区块。当然,主链就是最长的那条链,不管它是否包含错误区块,或者包含多少,主链的可信度始终是最高的!

这里有一点必须要提及,有一种方法可以使得区块链上的信息完全无法修改,那就是“销毁证明”。比特币里有几个概念,一个叫做工作量证明(PoW),一个叫做权益证明(PoS),这里的销毁证明(proof of burn),简称PoB,是指如果在同一个区块链网络上你不想用比特币进行交易了,想用莱特币交易,你又不想把手里仅剩的比特币花出去,这时你可以选择销毁这些比特币。如果你发起一笔比特币交易之后,在比特币脚本中加入了跟这笔交易有关的信息,随后你使用了销毁证明(PoB),那么这些信息将会永久地记录在区块链上!无法修改!所以这个功能应该慎用。

12.同一个区块链交易社区中,只能使用一种数字货币吗?

答: 答案是否定的。比如从上面的问题我们就看到了,同一个交易社区,是可以使用很多种类的数字货币进行交易的。数字货币的互换按照现实世界中的汇率换算。

13.比特币交易网络上的节点下线了,或者这些节点很长时间不上线了,那么这些节点还有效吗?

答: 毋庸置疑,区块链需要借助互联网的载体,才能运行,那些说区块链可以完全代替互联网的言论,目前看来可以休矣。比特币体系是要求有些节点必须全天24小时,永远在线的,这些节点在线的意义就是随时随刻处理交易。因为比特币网络不是哪一个国家的,而是全球的,所以没有所谓的“晚上休息”一说。一般来讲,这些永远在线的节点,在全球范围内,有1万个左右。

本文来自企鹅号 - 指旺金科媒体

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