区块链教程：学习区块链技术（示例）
伊丽莎桑顿
这款 blockchain 用于安全转移金钱、财产、合同等物品，无需银行或政府等第三方中介。一旦数据被记录在区块链中，就很难更改。
区块链是一种软件协议（就像 SMTP 之于电子邮件一样）。然而，区块链离不开互联网。它也被称为元技术，因为它会影响其他技术。它由几个部分组成：数据库、软件应用程序、一些连接的计算机等。
有时该术语用于 Bitcoin 区块链或 Ethereum 区块链，有时也指其他虚拟货币或数字代币。不过，他们大多谈论的是分布式账本。
在本区块链初学者教程中，您将学习区块链基础知识，例如：
- 什么是区块链？
- 区块链不是什么！
- 全面、 Archi质地
- 区块链技术如何运作？
- 为什么我们需要区块链？
- 区块链版本
- 区块链变体
- 区块链用例
- 区块链的重要现实用例
- Bitcoin 加密货币：区块链最受欢迎的应用
- 区块链与共享数据库
- 关于区块链的误解
- 区块链技术的应用
- 区块链技术的局限性
区块链不是什么！
- 区块链不是 Bitcoin但它背后的技术 Bitcoin
- Bitcoin 是数字代币，区块链是记录谁拥有数字代币的账本
- 你不能有 Bitcoin 没有区块链，但你可以拥有区块链 Bitcoin.
全面、 Archi质地
现在，在本区块链技术教程中，让我们通过了解区块链的各个组件来研究区块链架构：
什么是块？
区块链是包含信息的区块链。区块内存储的数据取决于区块链的类型。
例如， Bitcoin 区块包含有关发送者、接收者以及要转移的比特币数量的信息。
Bitcoin 阻止
链中的第一个区块称为 创世块。链中的每个新区块都与前一个区块相链接。
了解 SHA256 – 哈希
区块也有一个哈希值。哈希值可以理解为每个区块独有的指纹。它标识了一个区块及其所有内容，并且始终是唯一的，就像指纹一样。因此，一旦创建了区块，区块内部的任何更改都会导致哈希值发生变化。
什么是 SHA256 哈希
因此，当您想要检测交叉点的变化时，哈希非常有用。如果某个块的指纹发生变化，它就不再是同一个块。
每个区块都有
- 时间
- 哈希
- 上一个区块的哈希值
考虑以下示例，其中我们有 3 个区块的链。第 1st 区块没有前一个。因此，它不包含前一个区块。区块 2 包含区块 1 的哈希值。而区块 3 包含区块 2 的哈希值。
因此，所有区块都包含先前区块的哈希值。这就是区块链如此安全的技术。让我们看看它是如何工作的——
假设攻击者可以更改区块 2 中存在的数据。相应地，区块的哈希值也会发生变化。但区块 3 仍包含区块 2 的旧哈希值。这会导致区块 3 以及所有后续区块无效，因为它们没有前一个区块的正确哈希值。
因此，更改单个块可以迅速使所有后续块无效。
工作证明
哈希值是一种很好的防篡改机制，但如今的计算机速度非常快，每秒可以计算数十万个哈希值。只需几分钟，攻击者就可以篡改一个区块，然后重新计算其他区块的哈希值，使区块链再次有效。
为了避免这个问题，区块链使用了工作量证明的概念。这是一种减慢新区块创建速度的机制。
工作量证明是一种需要付出一定努力才能解决的计算问题。但验证计算问题结果所需的时间与解决计算问题本身所需的努力相比要少得多。
在案件 Bitcoin，计算将新区块添加到链中所需的工作量证明需要近 10 分钟。考虑我们的例子，如果黑客要更改区块 2 中的数据，他需要执行工作量证明（这将花费 10 分钟），然后才对区块 3 和所有后续区块进行更改。
这种机制使得篡改区块变得非常困难，因此即使你篡改了一个区块，你也需要重新计算所有后续区块的工作量证明。因此，哈希和工作量证明机制使区块链变得安全。
分布式P2P网络
然而，区块链还有一种保护自身安全的方法，那就是分布式。区块链不使用中央实体来管理链，而是使用分布式对等网络，每个人都可以加入。当有人进入这个网络时，他将获得区块链的完整副本。每台计算机被称为 节点.
让我们看看当任何用户创建新区块时会发生什么。这个新区块被发送给网络上的所有用户。每个节点都需要验证该区块以确保它没有被更改。完成检查后，每个节点都会将此区块添加到他们的区块链中。
该网络中的所有这些节点都会创建一个 共识。它们就哪些区块有效、哪些区块无效达成一致。网络中的节点将拒绝被篡改的区块。
因此，要成功篡改区块链
- 你需要篡改链上的所有区块
- 为每个区块重新进行工作量证明
- 控制超过 50% 的点对点网络。
完成所有这些操作后，您的篡改块将被其他人接受。这几乎是一项不可能完成的任务。因此，区块链非常安全。接下来，在本初学者区块链开发教程中，我们将了解区块链交易如何运作？
区块链技术如何运作？
区块链交易流程
步骤1） 某人请求交易。交易可能涉及加密货币、合约、记录或其他信息。
步骤2） 请求的交易在节点的帮助下广播到 P2P 网络。
步骤3） 节点网络借助已知算法来验证交易和用户的状态。
步骤4） 一旦交易完成，新的区块就会被添加到现有的区块链中。这样它就是永久的、不可更改的。
为什么我们需要区块链？
以下是区块链技术如此受欢迎的一些原因。
弹性： 区块链通常是复制架构。当系统遭受大规模攻击时，链仍然由大多数节点运行。
时间减少： 在金融行业，区块链可以发挥重要作用，允许更快地结算交易，因为它不需要漫长的验证、结算和清算过程，因为所有持有者之间都可以获得共享分类账的约定数据的单一版本。
可靠性： 区块链可证明并验证相关方的身份。这可消除重复记录、降低费率并加速交易。
不可更改的交易： 通过按时间顺序记录交易，区块链保证了所有操作的不可更改性，这意味着当任何新的区块被添加到账本链中时，它都不能被删除或修改。
预防诈骗： 共享信息和共识的概念可以防止因欺诈或挪用公款而可能造成的损失。在以物流为基础的行业中，区块链作为一种监控机制可以降低成本。
安全性： 攻击传统数据库是针对特定目标的攻击。借助分布式 Ledger 技术，每一方都持有原始链的副本，因此即使大量其他节点崩溃，系统仍然有效。
透明度： 公共区块链的变更对所有人都是公开可见的。这提供了更高的透明度，并且所有交易都是不可改变的。
团队协作 – 允许各方直接进行交易，无需第三方中介。
分散式： 每个节点如何交换区块链信息都有统一的标准规则，确保所有交易都经过验证，所有有效交易都会被逐一添加。
区块链版本
现在，在这个区块链开发教程中，让我们了解区块链版本。
区块链版本
区块链 1.0：货币
DLT（分布式账本技术）的实施带来了其第一个明显的应用：加密货币。这允许基于区块链技术的金融交易。它用于货币和支付。 Bitcoin 是这一领域最突出的例子。
区块链 2.0：智能合约
新的关键概念是智能合约，即“生活”在区块链中的小型计算机程序。它们是免费的计算机程序，可以自动执行并检查先前定义的条件，例如促进、验证或执行。它被用来替代传统合约。
区块链 3.0：DApps：
DApps 是去中心化应用程序的缩写。它的后端代码在去中心化的对等网络上运行。DApp 可以拥有前端区块链示例代码和用户界面，这些界面可以用任何可以调用其后端的语言编写，就像传统的应用程序一样。
区块链变体
上市：
在这种类型的区块链中，账本对互联网上的每个人都是可见的。它允许任何人验证并将交易块添加到区块链中。公共网络鼓励人们加入，并且免费使用。任何人都可以使用公共区块链网络。
私人：
私有区块链位于单个组织内。它只允许组织内的特定人员验证和添加交易区块。但是，互联网上的每个人都可以查看它。
财团：
在这个区块链变体中，只有一组组织可以验证和添加交易。在这里，账本可以公开或仅限于选定的群体。联盟区块链用于跨组织。它仅由预授权节点控制。
区块链用例
区块链技术广泛应用于不同领域，如下表所示。
| 行业领域 | 用法 |
|---|---|
| 市场 |
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| 政府部门 |
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| 物联网 |
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| 健康 |
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| 科学与艺术 |
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| 财务与会计 |
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区块链的重要现实用例
1.迪拜：智慧城市
2016 年，智能迪拜办公室推出了区块链战略。利用这项技术，企业家和开发者将能够与投资者和领先公司建立联系。目标是实施基于区块链的系统，以促进各种行业的发展，使迪拜成为“世界上最幸福的城市”。如果您有兴趣成为区块链开发人员，您可以在此了解更多信息 如何成为区块链开发者 并为基于区块链的尖端系统的发展做出贡献。
2. 激励客户保留
Incent 是基于区块链技术的 CRaaS（消费者留存即服务）。这是一个忠诚度计划，基于为与其相关网络关联的企业生成代币。在这个系统中，区块链可以即时交换，并且可以存储在用户手机的数字投资组合中或通过浏览器访问。
3. 区块链用于人道主义援助
2017 年 XNUMX 月，联合国世界粮食计划署启动了一项名为人道主义援助的项目。该项目是在巴基斯坦信德地区的农村地区开展的。通过使用区块链技术，受益人收到了钱、食物，所有类型的交易都记录在区块链上，以确保这一过程的安全性和透明度。
Bitcoin 加密货币：区块链最受欢迎的应用
什么是Cryptocurrency？
加密货币是一种交换媒介，类似于美元等传统货币，但它旨在通过某些加密原理实现的过程来交换数字信息。加密货币是一种数字货币，被归类为替代货币和虚拟货币的子集。
加密货币是一种基于数字密码学的无记名票据。在这种加密货币中，货币的持有者拥有所有权。没有其他记录来记录所有者的身份。1998 年，戴伟发布了“B-Money”，这是一种匿名的分布式电子现金系统。
什么是比特币?
Bitcoin 是由一位名叫中本聪（Satoshi Nakamoto）的无名小卒于 2009 年推出的。 Bitcoin 是一种点对点技术，不受任何中央机构或银行的管理。目前，发行 Bitcoins 和管理交易都是在网络中集体进行的。它是目前世界上占主导地位的加密货币。它是开源的，为公众设计，这意味着没有人拥有对 Bitcoin。实际上，只有 21 万 Bitcoin已发布。目前， Bitcoin 市值为12亿美元。
任何人都可以使用比特币而无需支付任何手续费。如果你正在处理 Bitcoin，发送者和接收者直接进行交易，无需通过第三方。
区块链和 Bitcoin:
区块链是背后的技术 Bitcoin. Bitcoin 是数字代币，区块链是记录谁拥有数字代币的账本。你不能拥有 Bitcoin 没有区块链，但你可以拥有区块链而不需要 Bitcoin.
其他知名加密货币
- Ethereum
- 比特币现金
- 纹波
- Litecoin
区块链与共享数据库
区块链与共享数据库
| 参数 | 全面、 | 共享数据库 |
|---|---|---|
| 运营 | 插页 | 创建/读取/更新和删除 |
| 复制 | 每个对等点上进行完全复制 | 主从
多主控 |
| 共识 | 大多数同行对交易结果都表示同意。 | 分布式事务分为两个阶段：提交和 Paxos。 |
| 验证 | 全局规则在整个区块链系统上强制执行。 | 仅提供本地完整性约束 |
| 非中介 | 区块链允许这样做。 | 不允许。 |
| 保密协议 | 完全保密 | 并非完全保密 |
| 鲁棒性 | 非常强大的技术。 | 并不完全强大。 |
关于区块链的误解
| 误解 | 现实 |
|---|---|
| 它解决了所有问题 | 不，它只是一个数据库 |
| 无需信任的技术 | 它可以转移信任，也可以传播信任 |
| 安全 | 它注重的是完整性而不是保密性 |
| 智能合约始终合法 | 它只执行一些法律合同的部分内容 |
| 不可变的 | 它仅提供概率不变性 |
| 需要浪费电 | 新兴区块链非常高效 |
| 它本质上是卖不出去的 | 新兴区块链具有可扩展性 |
区块链技术的应用
以下是区块链的一些常见应用：
- 它用于创建所有交易的安全透明的数字分类账。
- 它允许您创建所有学生和教师都可以访问的防篡改学业成绩记录。
- 它用于创建更有效的证券交易系统。
- 贷款人使用区块链通过智能合约执行抵押贷款
- 使用区块链技术记录房地产交易可以提供一种更安全、更便捷的验证和转移所有权的方法。
- 用于在公共分类账上保存社会安全号码、出生日期和其他身份信息等数据。
- 区块链技术也用于物流行业，因为它有助于追踪物品在物流或供应链网络中的移动。
区块链技术的局限性
现在，在这个初学者区块链教程中，我们将了解区块链技术的局限性：
更高的成本： 在按照供需原则运作的业务中，节点寻求完成交易的更高奖励
交易速度较慢： 节点优先处理奖励更高的交易，交易积压
较小的分类帐： 不可能完全复制区块链，这可能会影响不变性、共识等。
交易成本、网络速度： 交易成本 Bitcoin 在最初几年被吹捧为“几乎免费”之后，其价格相当高。
错误风险： 只要涉及人为因素，就总是存在错误的风险。如果区块链用作数据库，则所有传入数据都必须是高质量的。但是，人为的参与可以快速解决错误。
浪费： 运行区块链的每个节点都必须在整个区块链上达成共识。这可以减少停机时间，并使存储在区块链上的数据永远不可更改。然而，所有这些都是浪费，因为每个节点都会重复一项任务来达成共识。
区块链理事会
区块链理事会 提供区块链认证，专为想要在区块链领域发展事业的人而设计。此认证需要深入了解区块链的核心概念。它专注于 Corda、智能合约、Hyperledger、Quorum 应用程序
区块链委员会认证有助于在数字营销、医疗保健、供应链等行业开展工作。该组织提供的培训和认证对各种企业、企业和开发人员都很有用。它导致区块链技术在集中式和传统工作系统业务中的使用。
以下是区块链理事会提供的证书：
- 经过认证的区块链专家
- 认证 Corda 专家
- 经过认证的 Corda ArchiTECT
- 认证区块链开发商
- 认证区块链安全专家
- 认证智能合约开发商
- 认证 Bitcoin 专家
- 认证 Ethereum 专家
如果您想了解如何创建自己的加密货币，这里有一个免费教程供您查看： 如何创建自己的加密货币？
总结
- 区块链是包含信息的区块链
- 区块链不是 Bitcoin但它背后的技术 Bitcoin
- 每个块都包含哈希值。
- 每个区块都有前一个区块的哈希值
- 区块链在添加新区块之前需要工作量证明
- 区块链数据库分布在多个对等点之间，并且不是集中式的。
- 区块链技术具有弹性、去中心化、节省时间、可靠，并提供不可改变的转换
- 区块链的三个版本分别是区块链 1.0：货币、区块链 2.0：智能合约和区块链 3.0：DApps
- 区块链有三种不同的版本 1）公共 2）私人 3）联盟
- 成本较高、交易速度较慢、账本较小、错误风险是使用该技术的一些缺点
- 迪拜——智能城市、激励客户保留和人道主义援助区块链是区块链的实际用例
- Bitcoin 使用不受任何中央机构或银行监管的区块链技术
