Блокчейн — это децентрализованный распределенный цифровой реестр, который обеспечивает прозрачность и защиту данных о транзакциях от подделок, одновременно снижая зависимость от доверия к централизованным посредникам. Он достигает этого, упаковывая транзакции в «Блоки» в хронологическом порядке и используя криптографические методы, такие как хеш-функции и механизмы согласования, чтобы реализовать информацию, которая является неизменяемой и отслеживаемой. Кроме того, блокчейн поддерживает программируемые функции, такие как смарт-контракты, предоставляя основополагающую базу для децентрализованных приложений (DApps) и финансовых инноваций. Он широко используется в таких областях, как криптовалюта и управление цепочками поставок.
1. Основные компоненты и структуры данных
Блок（Block）
Каждый Блок обычно состоит из заголовка блока (включая хэш предыдущего блока, временную метку, нонсы и т.д.) и тела блока (список транзакций). Предыдущие и последующие блоки связаны хэшами для обеспечения целостности Блокчейна.
Хеш и цепочная структура
Предыдущий хеш блока в заголовке блока связывает все блоки вместе; любое вмешательство в упакованные транзакции изменит значение хеша, что приведет к разрыву цепи и отклонению ее узлами сети.
Меркле-дерево и Патриция Меркле-Патриция Три
Меркле-дерево используется для эффективной проверки, включены ли транзакции в блок, в то время как Ethereum расширяет его до Патриции Меркле-Патриции Три, чтобы оптимизировать эффективность хранения и извлечения данных состояния.
2. Механизм консенсуса
Узлы в сети Блокчейн должны пройти через
Механизм согласования(Механизм Консенсуса) для достижения согласованности состояния реестра, к общим относятся Доказательство Работы (PoW) и Доказательство Доли (PoS). Механизм консенсуса не только определяет, кто имеет право упаковывать новые блоки, но и защищает от атак злонамеренных узлов, обеспечивая децентрализацию и безопасность сети.
3. Умный контракт
Умные контракты — это программы, развернутые на Блокчейне, характеризующиеся автоматическим выполнением, неизменяемостью и самопроверкой, способные автоматически завершать согласованные операции при выполнении определенных условий. Они работают в таких средах, как Ethereum Virtual Machine (EVM), и могут позволять различные инновационные приложения, такие как децентрализованная торговля и бездоверительные финансовые инструменты (DeFi) (Ethereum).
4. Безопасность и децентрализация
Безопасность Блокчейна основана на
Криптографическая хеш-функция 、
Цифровая подпись и
Распределенное Хранилище Механизм делает практически невозможным одностороннее вмешательство или подделку. В то же время узлы сети совместно поддерживают реестр без необходимости в централизованной институции, что снижает риски цензуры и простоя, а также достигает высокой доступности и устойчивости к цензуре.
5. Применение Блокчейна в криптовалютной индустрии
- Цифровая валюта Биткойн, Эфириум и другие активы на основе блокчейна стали средствами хранения и обмена ценности.
- Децентрализованные Финансы (DeFi) Финансовые инновации, такие как кредитование, автоматизированное создание рынка (AMM) и торговля деривативами, быстро развиваются на Блокчейн.
- Кросс-цепочные мосты : Достижение совместимости активов между различными публичными блокчейнами, такими как решения для соединения Ethereum с другими сетями.
- NFT и Метавселенная Цифровой активный сертификат с уникальным идентификатором, предоставляющий новую модель для торговли искусством, играми и виртуальными активами.
