什麼是區塊鏈，它是如何運作的？

區塊鏈技術是一種分佈式賬本技術（DLT），是加密貨幣的支柱。 簡而言之區塊鏈技術是一種按時間順序存儲數據塊的數據庫，每個塊都鏈接到前一個塊，其中包含最後一個塊的哈希值並帶有時間戳。 此外區塊鏈網絡在電腦節點之間運行和共享，這就是人們認為它是去中心化網絡的原因。

區塊鏈網絡中的數據是按時間順序以去中心化的方式存儲的，使得數據很難被篡改，因此理論上是不可變的。

為什麼選擇區塊鏈技術？

區塊鏈由 Stuart Haber 和 W. Scott Stornetta 於 1991 年作為一個研究項目開始，研究時間戳數據庫的可能性和使用。然而，直到 2009 年一個名為 Satoshi Nakamoto 的未知人物發明了 比特幣，我們才終於看到了這種技術的廣泛、實際應用。

在接下來的幾年裡，區塊鏈技術和加密貨幣有許多創造性的用途甚至進一步發展。要了解為什麼人們不能停止談論區塊鏈技術，我們必須了解比特幣及其工作原理。

比特幣是一種數字貨幣，是一種基於區塊鏈技術的點對點電子現金系統，由密碼學保護。由於不可避免的雙重支出和中心化權威問題，許多人未能在比特幣之前發明數字貨幣。

與實物貨幣不同，您通過分發來花錢，數字貨幣是一組交易記錄；因此，控制該分類賬的人在技術上擁有所有資金，因為他們可以更改每個交易記錄條目。簡而言之，“信任”是阻止數字貨幣完全取代傳統貨幣的原因。然而，區塊鏈技術可以完全緩解信任問題。

區塊鏈究竟是如何運作的？

既然我們知道區塊鏈是基於分佈式賬本技術的，那麼它是如何分佈的呢？它與備份數據庫有何不同？

擁有備份數據庫（也稱為數據庫鏡像）和區塊鏈網絡之間的關鍵區別之一是後者的節點通常分佈在不同的位置和不同實體的手中。

網絡中的每個節點都維護著整個區塊鏈，它們必須通過法定人數達成共識決定。換句話說，沒有一個機構/實體可以完全控制網絡和其中的記錄。因此，在典型數據庫的情況下，無論它有多少服務器，壞人只需按一下鍵即可刪除所有內容。然而不良行為者必須控制超過 50% 的區塊鍊網絡節點才能更改區塊鏈網絡中的任何記錄。那麼問題來了，如果不良行為者可以生成比網絡中現有節點更多的節點來推翻它怎麼辦？他們不會篡改記錄並與那些錯誤創建的節點達成共識嗎？這就是共識機制的用武之地。

通過密碼學達成共識機制

對於公共且無需許可的區塊鏈，任何人都可以匿名參與，共識機制對於防止惡意篡改至關重要。否則，不良行為者可以用附加的新哈希重鑄大部分區塊，並使它們有效並被網絡接受，這可以通過當今技術的計算能力快速完成。

以比特幣為例；比特幣網絡使用工作量證明作為共識機制。工作量證明是證明者證明他們花費了一定數量的計算工作的一種加密證明。在比特幣的情況下，證明者是網絡的維護者，也稱為礦工。礦工需要通過計算競爭來挖掘一個塊並將其添加到區塊鏈中。只有解決數學難題的獲勝者才有這個權利。此外，獲勝者將獲得一枚硬幣（比特幣）以換取他們的服務。

由於每個節點都將貢獻其電腦計算能力來競爭，因此不良行為者將不得不推翻 50% 的網絡來篡改數據，這對於大型區塊鍊網絡通常是不可能的。

區塊鏈技術不變性的關鍵不是對任何惡意嘗試都萬無一失，而是抑制不良行為者。工作量證明和網絡中節點之間需要達成共識的結合使得推翻區塊鏈網絡所付出的努力最終會挫敗嘗試本身的目的。

儘管工作量證明在聽起來不錯，但這種安全級別也存在重大缺陷。眾所周知，工作量證明需要網絡節點進行計算競爭。自然，網絡中的節點越多，它就越去中心化。但更多的計算競爭也會轉化為更大的能源消耗。因此，社區一直在尋找一種替代方案，可以在不消耗大量能源的情況下實現類似的安全級別。 Proof-of-Work 的最佳參賽者是 Proof-of-Stake。

一些著名的區塊鏈，例如 Cardano、Algorand 和即將成為以太坊 2.0 的區塊鏈，都是基於 Proof-of-Stake 模型。股權證明可能會逐漸取代工作證明，但它絕不是完美的，尤其是在這項技術不斷發展的情況下。

區塊鏈不僅僅是比特幣

儘管區塊鏈最初用作貨幣交易記錄存儲（比特幣），但它也可以不可變地存儲任何數據記錄。 目前，許多公司正在研究區塊鏈的各種實施方式。 例如，IBM 建立了食品信任區塊鏈來跟踪和記錄食品的物流。 如果在消費這些產品時發生任何危險事件，區塊鏈可以讓用戶立即跟踪產品旅程。 區塊鏈上的一切都是不可變和透明的，使任何一方的記錄都值得信賴。 像這樣的應用程序像野火一樣蔓延到各個行業，例如投票系統、供應鏈、醫療保健等。

智能合約

智能合約是在滿足預定條件時自動執行的程序。 此功能使區塊鏈超越了分類帳； 它使區塊鏈網絡能夠在沒有中介的情況下執行一系列操作。

消除中介的需求是區塊鏈智能合約的一個顯著特徵。 例如，智能合約可能是資金的中介：只有在產品交付時，A 才會將錢轉給 B。 通常，第三方需要持有 A 的資金，直到 B 完成交易。 在智能合約的幫助下，一旦網絡確認 B 人將產品轉移給 A 人，區塊鍊網絡可以自動轉移資金而無需 A 人或第三方的確認。

那裡有成千上萬的實時區塊鏈，因此不可能涵蓋它們之間的所有功能、用法和差異。 因此，本指南僅作為區塊鏈世界的初學者指南。 我們只確定區塊鏈技術將成為我們所認為的未來的基礎。