区块链技术原理详解
区块链的原理是什么

区块链的原理是什么
区块链是一种去中心化的分布式账本技术,其基本原理如下:
1. 分布式网络:区块链是由许多计算机节点组成的去中心化网络。
每个节点都保存了完整的账本副本,并通过互相通信和共识算法来维护数据的一致性。
2. 区块:区块是区块链中的基本单位,包含了一定数量的交易记录和其他相关的数据。
每个区块都包含一个指向前一个区块的引用,形成了一个链式结构。
3. 分布式账本:区块链中的账本是公开透明的,任何节点都可以查看和验证账本中的交易记录。
每个节点都有一个完整的账本副本,通过共识算法来确保账本的一致性。
4. 加密和哈希:区块链使用加密算法来保护交易数据的安全性和隐私性。
每个区块中的交易被进行加密处理,并通过哈希函数生成一个唯一的哈希值,用于验证数据的完整性。
5. 共识机制:区块链中的共识机制被用来解决分布式环境下的信任和一致性问题。
常见的共识算法包括工作量证明(Proof-of-Work)和权益证明(Proof-of-Stake),它们通过节点的竞争或抵押来决定谁有权创建新的区块。
6. 不可篡改性:通过区块链的去中心化和加密特性,一旦数据被写入区块链,很难随意篡改或删除。
这为信任和可追溯性提供了一种新的解决方案,并为许多应用领域提供了潜在的好处。
总的来说,区块链通过去中心化网络、共识算法、加密和哈希等技术手段,实现了一个安全、透明、不可篡改的分布式账本。
这个账本可以被应用于众多领域,包括数字货币、智能合约、供应链管理、投票系统等等。
区块链技术的基本原理及应用

区块链技术的基本原理及应用区块链技术是一种去中心化的数据管理方式,通过加密技术和共识机制确保数据的安全性和不可篡改性。
作为一种创新技术,区块链不仅在数字货币领域引起了广泛关注,还在金融、供应链、医疗等多个领域展现出巨大的应用潜力。
本文将介绍区块链技术的基本原理及其主要应用。
区块链技术的基本原理1.去中心化区块链技术的核心特点是去中心化,即不依赖于中央权威机构。
区块链通过分布式网络,将数据存储在网络中的多个节点上,每个节点都有一份完整的区块链副本。
这种设计保证了数据的可靠性和一致性,避免了单点故障的风险。
2.区块和链区块链由一系列按照时间顺序连接的区块组成。
每个区块包含若干交易记录及一个指向前一个区块的加密哈希值,从而形成链条结构。
这个链条确保了数据的顺序和完整性。
任何对区块链的修改都需要重新计算后续区块的哈希值,因此非常难以篡改。
3.加密技术区块链利用加密技术确保数据的安全性和隐私保护。
每个区块都包含一个加密的哈希值,任何对区块内容的更改都会导致哈希值的改变,从而引发链条的变化。
区块链还使用公钥和私钥加密机制来验证交易的合法性和防止伪造。
4.共识机制为了确保网络中所有节点对区块链数据的一致性,区块链使用共识机制。
常见的共识机制包括工作量证明(Proof of Work, PoW)和权益证明(Proof of Stake, PoS)。
工作量证明要求节点解决复杂的数学难题以获得区块奖励,而权益证明则根据节点持有的资产量和时间来确定其出块权利。
区块链技术的应用1.数字货币区块链技术最早在比特币等数字货币中得到了应用。
数字货币通过区块链技术实现去中心化的交易和资产管理,用户可以在没有中介的情况下进行全球范围的交易。
比特币、以太坊等数字货币是区块链技术应用的经典案例。
2.金融服务区块链在金融领域的应用正在逐步扩展。
例如,区块链可以用于跨境支付、智能合约、证券交易等场景。
区块链技术的透明性和不可篡改性使得金融交易更加安全高效,降低了交易成本和处理时间。
区块链技术的原理及应用

区块链技术的原理及应用随着互联网技术的发展,信息的安全和隐私保护成为了重要的需求。
传统的中心化服务模式已经不能满足现代人的需求。
作为一种新兴的技术,区块链逐渐走进人们的视野。
那么,区块链技术是什么,它的原理是什么,它又有哪些应用呢?一、区块链技术的原理区块链技术是一种分布式的数据库技术,在多个节点之间共享数据,并不断更新。
它的核心是分布式账本技术,可以用来管理各种资产和交易记录。
区块链是由区块和链组成的,每个区块有自己的唯一标识和时间戳,它保存了一个或多个交易的信息以及前一个区块的哈希。
区块通过哈希算法相互链接,形成了一条不可篡改的链,即“区块链”。
区块链技术的实现是基于多个节点之间的共识机制。
每个节点都需要验证新生成的区块的有效性,并且要达成共识才能将其添加到区块链中。
为了验证区块的有效性,节点需要通过加密算法对其进行解密,并且验证交易的完整性和有效性。
如果大部分节点都认为该区块是有效的,则该区块会被添加到区块链中去。
二、区块链技术的应用1、数字货币区块链最早被应用于比特币,成为比特币的底层技术。
比特币是一种去中心化的数字货币,通过区块链技术实现了交易记录的公开和透明性。
随着数字货币市场的不断发展,越来越多的数字货币开始采用区块链技术。
2、供应链管理供应链管理需要多个参与者之间的协作,区块链技术可以提供去中心化的交易记录和管理方式,以实现供应链的透明和安全。
很多大型企业正在尝试将区块链用于供应链管理,提高供应链的效率和可靠性。
3、智能合约智能合约是在区块链上运行的自动化协议,可以执行合同中的条款和条件。
智能合约可以做到自动化和透明化,能够避免争议和纠纷。
4、身份验证区块链技术为身份验证提供了更加安全和去中心化的解决方案。
比如,通过区块链实现的数字身份可以保护用户的个人信息,同时也可以防止身份信息被冒充。
5、物联网应用物联网应用需要大量的设备之间的通信,区块链可以提供安全、透明和高效的数据传输。
深入浅出理解区块链技术

深入浅出理解区块链技术随着人类社会的不断发展,科技日新月异,各种新技术层出不穷。
在这些新技术中,近年来最引人瞩目的技术之一便是区块链技术。
尽管区块链技术在金融领域最为知名,但其实它具有更广泛的应用前景,可以带来重大的革新。
本文将深入浅出地介绍区块链技术的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、基本原理区块链技术是一种去中心化分布式数据库,也可称作分布式账本技术。
最早出现的区块链技术是比特币,它是一种数字货币。
区块链技术的核心原理是公链和智能合约。
1. 公链公链是一种无需授权的公开网络,所有人均可以参与其中。
在公链上,每个人都可以使用数字货币、建立应用程序和智能合约,实现数据共享、交易验证等操作。
公链的最大特点是去中心化,所有人都可以参与控制和维护网络。
共识算法是公链的重要组成部分,经过共识算法的验证,交易信息才可以被记录到区块链上。
2. 智能合约智能合约是一种基于区块链技术的自动化协议,可以自动执行特定的动作,也可以作为交易条件。
智能合约的效率和准确性取决于代码的质量和完整性。
智能合约可以使用各种编程语言实现,例如Solidity、JavaScript 等。
二、应用领域1. 金融领域区块链技术最早的应用领域是金融领域。
比特币是区块链技术的最佳代表之一,它的利用区块链技术实现了去中心化的数字货币。
2. 物流领域物流领域是区块链技术的重要应用领域之一。
区块链技术可以实现温度、湿度、位置等数据的实时监控,从而确保货物在运输过程中的安全。
3. 教育领域区块链技术也可以应用于教育领域。
通过区块链技术,学生的学习成绩、证书等信息可以被记录在区块链上,且不可篡改,这可以有效地防止学历造假现象。
三、未来发展趋势目前,区块链技术正在逐渐发展壮大。
未来,它有望在各个领域得到广泛的应用,特别是在金融、物流、教育等领域。
在金融领域,区块链可以大幅度提高交易效率,降低交易成本。
在物流领域,区块链可以提升物流信息透明度,还可以实现该领域内的智能合约等技术应用。
区块链的技术原理及其不可替代性

区块链的技术原理及其不可替代性区块链(Blockchain)是一种新兴的去中心化技术,以其安全、透明、不可篡改等特性备受关注。
本文将从技术原理、应用场景和不可替代性三个方面来探讨区块链的发展及其未来。
一、技术原理区块链的核心技术有两个:去中心化和加密算法。
区块链通过去中心化的方式,将信任由中心化机构转移到节点之间,实现对网络的自主管理。
在加密算法的支撑下,区块链的交易记录被加密存储在区块中,解除了传统账本在信任问题上的瓶颈。
具体来说,区块链的技术原理包括以下几个方面:1.分布式网络区块链是一种分布式网络,节点分布在不同的地方,每个节点都有一份完整的账本,记录了所有的交易信息和账户余额。
在区块链中,节点通过经过共识的方式来确认交易记录的有效性,从而保证了整个网络的安全和一致性。
这种分布式结构也保证了区块链的高度可靠性和容错性。
2.哈希算法区块链中的交易记录被哈希算法加密处理并存储在区块中,每个区块中都包含了前一个区块的哈希值,形成了一个不可篡改的链式结构。
这种链式结构使得区块链上的数据不可篡改,因为任何的数据修改都会影响整条链,并被其他的节点检测到。
3.共识机制在区块链中,节点通过共识机制来实现对一致性的维护。
共识机制可以理解为一个审核机制,只有得到节点多数的认可,交易记录才能被确认和记录下来。
常见的共识机制包括工作量证明机制、权益证明机制等。
这种共识机制使得区块链上的交易信息具有较高的可信度和稳定性。
二、应用场景区块链除了拥有强大的技术原理外,还具有许多广泛的应用场景。
1.金融行业区块链技术能够实现不需要中介的交易方式,对于银行等传统金融机构来说,这意味着永久的交易记录、即时的结算以及降低成本。
同时,区块链技术还能够应用在KYC(了解客户)和AML(反洗钱)等领域,增强金融行业的合规和监管能力。
2.物联网由于区块链的去中心化、分布式以及加密等特性,能够解决物联网设备的可信问题。
利用区块链技术,设备之间的信任可以由技术本身来保证,从而确保数据的安全和可靠性。
区块链技术的原理和应用解析

区块链技术的原理和应用解析区块链技术作为近年来备受关注的一种新兴技术,在金融、医疗、社交等领域呈现出不可忽视的成长趋势。
所谓区块链,简单来说,就是一种去中心化的分布式数据库技术,在它的基础上建立了一个公共账本,将所有的交易数据都记录在上面,并保证交易的安全性和真实性。
本文将对区块链技术的原理和应用进行探讨。
一、区块链技术的原理1.1 去中心化区块链技术最大的特点是去中心化。
区块链可以看作是一种分布式数据库,每个节点都拥有同样的复制数据,而不需要像传统数据库一样,由中心节点控制数据。
这意味着任何节点都可以校验其他节点提交的信息,而不需要通过中心化的第三方来进行数据校验。
1.2 分布式记账区块链中每一笔交易都需要进行记账,且每一笔都是公开的。
比特币的交易就是通过区块链进行记账的。
在区块链上,每一个区块同时包含了所有已完成的交易信息,这就使得交易信息无法被篡改,并且防止了重复交易。
1.3 智能合约智能合约可以看作是一种利用代码来规范合同自动执行的技术,区块链技术就是它的重要载体。
智能合约能够自动存储、验证、执行合同条款和条件,同时也可以促进信任关系的建立。
智能合约的优势在于它们是可编程的,能够在合同达成后按照预设条件自动执行,从而降低合同执行成本和减少诉讼。
二、区块链技术在应用中的体现2.1 区块链在金融领域的应用区块链技术在金融领域的应用最为广泛,在很多领域都取得了突破性的进展。
比如,利用区块链技术,我们可以实现去除银行作为信用中介的中间环节;利用区块链技术,我们可以实现区块链数字货币,使交易无需通过银行进行,大大降低了交易成本和减少了交易时间;利用区块链技术,我们可以实现金融数据的安全可追溯共享。
2.2 区块链在医疗领域的应用区块链技术在医疗领域的应用有望解决传统的病历共享难题,以及管理医疗保健数据时的隐私问题。
通过区块链技术,医生、医院、保险公司和患者都可以直接存取医疗记录、处方和个人健康数据。
区块链的原理

区块链的原理一、区块链技术的概述在金融、医疗、政务、物流等诸多领域掀起一阵“区块链”热,区块链技术作为一项新兴技术,正日益受到人们关注。
区块链可以视为一种去中心化的分布式数据库技术,其核心理念是将数据存储于区块中,并通过加密算法组成连接单元,从而形成持续不断的链式结构。
二、区块链的基本原理1. 分布式数据存储区块链使用了分布式存储技术,将数据分散存储在众多节点上,每个节点都持有部分数据,这样即使有节点发生故障,整个系统也不会完全崩溃。
2. 去中心化管理区块链的本质是去中心化管理,没有一个中心机构掌控着整个系统的运作,因此即使是第三方机构也无法干涉网络中的任何操作。
3. 哈希算法区块链采用了哈希算法作为其核心加密算法,每个区块都包含了前一区块的哈希指针,并且以这种方式链接形成了永不可变的数据结构,从而确保了数据的可靠性和完整性。
三、区块链的工作原理1. 数据存储在区块链中,数据被存储在区块中,每个区块由一定数量的交易信息组成。
每个新的区块都要链接到之前的区块上,形成一个由多个区块组成的链式结构。
节点将区块存储在自己的电脑上,进行区块链的分布式存储。
2. 工作量证明机制为了防止篡改和攻击,在区块链中使用了工作量证明机制(PoW),每个节点都要通过计算难题获得工作量的证明,从而获得记账的权利。
这样能够保证不会有节点会在网络中不断产生无效的区块,并且只有获得了工作量证明的节点才能加入新的区块。
3. 交易确认在进行交易时,将产生一个交易记录,该记录必须通过节点的验证才能被添加到区块中。
节点会对交易的有效性、是否重复等进行验证,只有当交易记录被验证通过后,才能被添加到区块中。
4. 智能合约智能合约是指一个可以自动化执行合同的程序,其状态保存在分布式区块链系统中。
区块链技术利用智能合约可以实现更加简单、高效的交易过程,同时还可以避免由于第三方机构的干涉带来的不公正。
四、应用场景1. 金融行业区块链技术可以应用于金融交易结算、跨境支付等领域,其不可篡改和去中心化的特性可以保证交易的安全和可靠性。
区块链技术的工作原理

区块链技术的工作原理区块链技术的工作原理是指通过密码学、分布式共识机制和去中心化的网络结构,实现信息的安全传输、储存和验证的一种先进技术。
区块链技术是一种基于去中心化的分布式数据库,每个节点都保存了完整的数据副本,并通过共识算法保证节点之间的数据一致性,从而实现了去中心化的特点。
区块链的核心概念包括区块、链和共识机制。
每个区块包含了交易数据和一个哈希指针,指向前一个区块,这样就形成了一个不断扩展的链式结构。
每个区块的数据都通过密码学算法进行哈希运算,得到一个唯一的哈希值,用于验证区块的完整性和防止篡改。
同时,将哈希值链接在一起的区块链结构,使得数据的修改变得非常困难。
区块链中的数据交互是通过网络中的节点进行的。
一个节点可以是任何连接到区块链网络的设备,例如个人电脑、服务器或物联网设备。
每个节点都保留了完整的区块链数据,通过网络传输和验证交易信息,并参与到区块链网络的共识机制中。
共识机制是区块链中实现数据一致性的重要组成部分。
共识机制通过算法和协议,使得网络中的节点能够达成一致的意见,并共同验证和确认交易的有效性。
常见的共识机制包括工作量证明(Proof of Work,PoW)和权益证明(Proof of Stake,PoS)等。
在工作量证明机制中,节点通过解决复杂的数学谜题来获得权威地位,并获得验证交易的权利。
节点需要通过计算大量的哈希值来找到一个满足条件的答案,这个过程称为挖矿。
一旦一个节点找到了答案,它就可以创建一个新的区块,并将其广播到网络中,其他节点也会验证该区块的有效性。
这样的机制保证了网络中的数据不可篡改和透明可信。
另一种常见的共识机制是权益证明机制。
权益证明机制更加节能环保,节点的权威地位取决于其拥有的加密货币的数量。
权益证明机制利用节点的经济利益来保证数据的一致性和安全性。
节点需要将一定数量的加密货币(在一些系统中称为“股份”)锁定在网络中,以证明其对该网络的承诺。
除了共识机制,区块链技术还包括加密算法和智能合约等关键技术。
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区块链技术原理详解以数据库思维理解区块链作为一个数据库行业的老兵,我看到在区块链技术的热潮下,传统的IT技术同学们保持了十分理性,甚至是排斥的态度。
其实不管是热捧还是排斥,两极观点之下,我认为我们应该从IT人比较能够理解的角度探讨一下区块链技术。
因为区块链这个东西的本质和数据库技术非常相像,很多机制使用数据库的理念去理解会非常直观准确。
对于区块链和传统数据技术,我认为区块链技术的未来发展,主题是“融合”。
我们就从数据库这个角度来解读区块链技术体系中各个技术点,以及通过“去中心化数据库”这个概念,把区块链与数据库技术做一个比较好的整合。
一、区块链技术现状当前的区块链世界有人号称1.0、2.0、甚至已经到了3.0时代,但是从一个产品或技术打磨的角度来看,我认为当前的区块链也就相当于数据库的80年代,处于百花争鸣各种思想层出不穷的时代。
对技术人来说,这是最好的时代,各种新鲜的想法和思路大量爆发,在沉闷的技术领域带来新鲜的突破;同时这也是最坏的时代,没有任何产品或方向肯定是未来的主流,任何新鲜的思路也许在几个月以后就被证明不可行。
所以,我们要正确认知当前区块链技术的变革和发展,那我们来对比当年数据库所走过的道路,看看未来区块链世界会怎样发展。
1、技术演进路程首先我认为,区块链一定会从当前的专有化向通用化演进。
现在基本所有做公链的产品都是针对某一个特定的场景来实现与优化,但是我认为未来一定不会是一个应用一条链,而是有一种通用的开发范式。
就好像传统数据库一样,不管大家开发什么样的应用程序,都可以使用这么若干有限的几个通用性产品就能够满足大部分业务场景了。
第二,向标准化演进。
对于区块链技术,现在每个链基本都有自己的开发范式,甚至很多公链还模仿以太坊尝试自己做一个编程语言出来,这实际上是一种行业处于原始时期的标志。
怎样判断一个行业开始走向成熟?就是业务模式基本固定、开发方式基本固定,这样就能够对大量的程序人员进行推广了。
第三,产品化和模块化不断加强。
当前不管是以太坊、比特币还是很多其它新的公链,大部分的体系结构都是非常紧耦合的。
对比起我们在大数据领域的Hadoop,基本每个模块都可以作为独立插件进行可配置可定制的插拔。
所以我认为,随着区块链技术的不断成熟和稳定,未来一定会出现一款成熟产品,能够通过可插拔配置与插件的方式满足多种共识算法、安全机制等。
最后,性能与可扩展性的提升。
实际上这也是数据库所走过的路,当前区块链世界想在短短的时间之内通过侧链、分片等机制跨过当年数据库几十年来的变革。
接下来我会介绍,从数据库的角度看待区块链其最大的性能与扩展能力制约瓶颈在什么地方,以及应当如何优化。
2、发展现状那我们回过头看看当前区块链行业的现状。
抛开区块链上层的一些应用与金融领域的创新,单独从技术角度来看,我一直认为其最大的革新在于对等数据存储机制的建立。
在数据库这个行业里,大家一直遵从着主-从架构,而完全“多活”的系统从几十年前的提出一直以来都是传说中的事情,从来没有任何产品真正做到多活。
而当我们以创新的多活数据库来看待当前区块链技术时,就会发现三个急需改进的问题:∙首先,区块链的体系结构现在非常混乱,大家还没有向传统数据库一样将其分类为事务、存储过程、鉴权、主从同步等模块,大部分人对区块链的认知还是停留在神秘的黑盒子阶段。
∙第二,区块链的开发语言完全不成体系。
数据库在经过开始的“战国时代”后,渐渐使用SQL 做到了业界的大一统。
而区块链当前明显还处于“战国时代”,还没有一个统一的标准开发和使用标准。
∙第三,需求的多种多样,有些需求或白皮书的业务介绍是靠谱的,有些则是完全异想天开不知所云。
实际上这个和区块链所带来全新的业务模式相关,很多人还在探索新的业务模型,从而导致需求没有形成标准范式。
二、区块链vs数据库技术:相同点从数据库的角度对比,区块链技术即去中心化多活数据库技术,两者之间没有本质区别。
这里我列举了一些区块链里面比较重要的技术点,以及这些技术点在数据库领域中是以什么形式存在的。
这些概念和数据库中的技术概念一一对应关系如下:共识机制一致性控制——共识机制分布式数据库中叫做一致性控制,包括传统的主从复制、新一代的Raft、Paxos等算法。
在区块链中为了解决额外的拜占庭问题,将算法改进为PBFT、PoW、PoS等协议。
存储机制数据库日志——账本区块链结构基本等价于数据库的事务日志,其主要新增的内容包括Merkle Tree结构用于快速验证数据的正确性,但是其本质与数据库的交易日志等价。
同时数据库在日志中更会包括事务控制等企业级能力,是区块链数据结构所不具备的。
智能合约智能合约——存储过程智能合约与数据库存储过程一样,都是一段托管代码。
本质上智能合约与数据库存储过程没有什么区别,都是通过外部调用或虚拟机执行一段代码,并可以将托管代码共享给其他用户进行调用。
分片数据库分片机制早在MPP数据库时代就已经存在。
通过将大量数据切分在不同分片中,达到限制每个分片数据总量,并提升总吞吐量和存储空间的目的。
应用开发接口当前区块链还处于类似数据库当时的早期时代,接口没有统一标准化。
根据区块链项目不同,其接口可以按照数据库、对象存储、API调用、甚至PaaS平台标准进行定义。
安全区块链的安全机制与数据库安全机制具有相似之处。
数据库安全一般分为鉴权与授权两个模块,分别代表用户登录以及访问权限。
而区块链当前仅支持记录级写授权,但是对于读操作时完全共享的。
因此,从安全策略上数据库比当前的区块链完善很多。
三、区块链vs数据库技术:不同点数据库与区块链功能架构图1、功能架构黄色部分是区块链和数据库架构都拥有的功能。
白色的部分是目前数据库独有的功能。
我们在上文也有提及数据库的SQL能力是实现其通用性的重要部分,SQL对于之后区块链的开发模式固定下来很重要。
索引管理这块,在数据库中主要是提升数据管理和数据查询的性能效率的,当具体的应用场景出现,性能将成为下一阶段需要提升的重要部分。
因此,存储的数据的索引就成为很重要的组成了。
2、机制在机制上,区块链和数据库的主要区别有如以下几点:一致性区块链的设计思想,与传统数据库设计思想最大的不同就在于多活,也就是去中心化这个体系下所带来的一致性模型的区别。
传统的关系型数据库遵循ACID强一致模型,写入的记录立刻可以读到。
而一些新型分布式数据库采用最终一致性,也就是BASE模型,写入的数据暂时不一定读到,但是最终一定会存在。
但是,区块链或者说去中心化数据库的设计思路就存在明显区别,也就是说任何操作不存在“永久确认”这个概念。
即使类似比特币,从核心原理上来看6个块之前的内容也只是“基本不会被回退”。
举个极端的例子,如果中美之间广域网出于什么原因突然断了三天,之后恢复的话比特币一定会出现大规模分叉,这个期间如果有账号同时在中美进行大额消费的话,想要恢复一个主链则一定需要牺牲很大一部分人的交易才能实现回退。
那么,既然在对等架构中没有办法保障强一致,那么区块链体系中的一致性则和传统数据库存在本质上的区别,从而引发后续一系列设计上的不同。
归根结底,在任何传统主从架构的数据库模型中,人们会想尽一切方法防止集群内出现“脑裂”,也就是同一个集群里面两个节点都认为自己是主节点。
但是这个问题在对等数据库体系下时时刻刻都可能发生,而这种现象在区块链里面叫做分叉,这是和我们传统数据库一致性模型非常不同的地方。
锁机制其中,锁机制可以说是区块链与数据库在保障数据一致性方面最大的区别。
所有研究过数据库的同学不可能没听说过锁。
当我们做一个事务的时候,提交之前所有该会话变更的记录都要被锁住,不能被其他会话所修改。
而去中心化数据库,由于每个账本节点操作本地数据,变更信息会异步地传输出去,因此根本不存在一个全局锁能够在记录变更的时候通知其他人。
因此,在无锁的前提下,去中心化数据库,也就是区块链该怎样保障数据一致呢?比特币使用的是UTXO结构,有点类似于数据库的“乐观锁”的思路,也就是操作的时候不进行锁定,只有在最后提交的过程中判断记录有没有变化。
比特币则是通过coin是否被花费的状态来判断是否存在交易冲突。
而以太坊则是使用nonce作为每条记录的递增计数器来判断是否存在针对某一账户的重复交易,实际上也是一种变相实现的行级锁的机制。
安全机制另一个区块链业界大家谈论比较多的就是安全机制。
首先,我不是加密算法专家,因此我在这里不去讨论具体使用的加密算法,而是从整个存储体系的安全模型设计上,来讨论一下区块链技术中如何在全对等架构的体系下保障数据安全。
在我看来,区块链的安全体系分为三个级别,记录级、区块级以及链级。
记录级安全主要是判断某一条操作记录是否合法,在一些实现中还包括是否对不同用户有读可见和写可见。
而区块级则是当节点接收到另一个节点发送的区块时,如何判断这个区块本身没有被篡改过,那么通过默克尔树、挖矿的结果等机制都可以做到。
最后,怎样保证链的完整呢?比如每个数据块需要包含链中上一个数据块的校验,以及当分叉发生时如何进行回退等,都是保障整个链条结构的完整。
四、去中心化数据库架构区块链技术和数据库技术的融合会形成怎么样的结果呢?我们是否能够将现有的区块链以数据库的架构进行组织,分为内核、运行库、插件,以及SQL解析优化等不同模块呢?既然数据库的核心本质依然是不可变更的事务日志,这一部分等同于区块链的链结构,那么如果我们通过将SQL引擎架设在state store,甚至让SQL引擎直接对链内的数据进行访问,是不是意味着我们就拥有了一个通用的编程和访问接口?又例如:对于安全组件,我们是否可以做到列级行级表级以及节点级别的安全认证,同时可以通过配置指定哪些表需要进行数字签名,哪些表的一些字段是共享的,但其他字段是需要经过多重签名做加密的等。
另外,对于一致性来说,我们是否可以指定某些表是全局共享表,某些表则是本地表,这样就可以取代现在区块链与数据库混用的部署方式。
我认为,未来会出现两者融合而成的“去中心化数据库”。
去中心化数据库基本功能去中心化数据库的基本特性:∙去中心化:架构是完全的去中心化的,不存在中心的控制节点,每个节点都具备读写的功能,每个节点的数据都是一致的;∙无全局锁:由于采用广域网上的对等架构,去中心化数据库不可能实现全局锁,因此系统只能使用在某种程度上弱化锁与一致性,来满足高可用的需求;∙非固定节点生成日志:非固定节点生成日志,日志是整个数据库的日志,在去中心化的体系结构中任何节点都有权记录日志,这样就形成了去中心化没有主节点的架构,任何节点都有机会临时成为记账节点出块;∙异步事务确认:由于不存在全局锁,与传统数据库相比一些事务机制必须得到调整。
将事务的提交回滚做到异步可能是一种比较可行的思路;∙一致性策略调整:在多活的区块链状态下,数据的一致性策略会与传统的数据库一致性机制有所不同;∙行级别安全性和触发器:对于数据安全,去中心化数据库将会保证到行级甚至列级的数据安全性。