什麼是區塊鏈技術？

區塊鏈技術的出現徹底改變了資料交換、交易和數字信任的格局。自 2008 年誕生以來，由於其安全、透明和去中心化等關鍵特性，區塊鏈已在各個行業獲得廣泛關注。

區塊鏈充當分散式賬本，安全地將資料儲存在計算機網路中。這使其區別於集中式系統，在集中式系統中，資訊儲存在由中央機構控制的單個位置。區塊鏈在去中心化網路上執行，使每個參與者都可以擁有整個賬本的副本，從而消除了對中間人的需求，並培養了使用者之間的數字信任。

雖然區塊鏈最初因作為比特幣的基礎而獲得認可，但其應用遠不止於加密貨幣。它已在醫療保健、房地產、金融、供應鏈管理等領域得到應用。本章旨在全面概述區塊鏈技術及其帶來變革性變化的潛力。

區塊鏈技術的興起

區塊鏈是 21 世紀最重要的變革性技術之一。區塊鏈是一項有望開創一種新的商業方式的技術，它將使人們的日常生活變得更好。區塊鏈是虛擬的，因此它們沒有物理形態。

上圖描繪了一系列區塊，每個區塊都包含以分散式賬本形式存在的資料。這充當了一個可以在多個裝置或機構之間共享的資料庫，允許資訊共享而不是複製或傳輸。賬本中的區塊按時間順序排列。

區塊鏈是一個不斷增長的數字資料庫，由連結的記錄列表組成。它包含敏感資訊，例如金融交易，這些資訊受到加密保護，並且可以在大型、去中心化和公開訪問的網路中共享。鏈中的每個區塊都包含前一個區塊的加密雜湊值、時間戳和交易資料。這項技術已成為解決傳統機構和線上中介機構信任度下降問題的潛在解決方案，因為它據稱消除了各方之間信任的需求。

什麼是區塊鏈？

區塊鏈充當去中心化和分散式賬本，安全地記錄跨多臺計算機的交易，防止追溯性更改。由於能夠提供透明和安全的記錄儲存，這項技術廣泛應用於金融、供應鏈管理和各個行業。

從本質上講，區塊鏈充當跟蹤交易和資料的數字賬本，類似於記錄日常開支的個人筆記本。許多人都可以訪問這個賬本，允許所有參與者檢視和貢獻，類似於朋友之間共享的筆記本。交易永久記錄在賬本中，每個區塊鏈參與者都擁有一個副本，確保過去交易的完整性。

沒有像銀行這樣的中央權威，消除了對集中式交易監控的需求，增強了系統內的安全、透明和公平性。從本質上講，區塊鏈充當安全跟蹤交易和資料的數字賬本，在參與者網路之間共享，類似於用於釋出訊息和監控貢獻的公共公告板。

集中式、去中心化和分散式架構

Centralized Vs Decentralized Vs Distributed Architecture

集中式系統	去中心化系統	分散式系統
所有資料和處理能力都儲存和管理在一箇中央權威機構中。	系統分佈在多個節點上，但仍然存在一箇中央權威機構管理和為整個系統做出決策。	系統分佈在多個節點上，並且沒有中央權威機構控制系統。
存在一個單一的控制點，並且通訊透過中央節點集中。	多個節點相互通訊，但中央權威機構仍然控制著。	每個節點都與其他節點通訊並協作，為整個系統做出決策。
對於小型系統來說，集中式網路通常是最具成本效益的選擇，並且需要更少的資源來設定和維護。	去中心化網路透過在流量大的區域建立本地主節點來提高使用者請求速度，而不是路由到中央伺服器。	分散式網路在節點故障時提供魯棒性，因為計算工作負載在剩餘節點之間重新平衡。它們比其他網路架構更強大。
更容易標準化主伺服器和客戶端節點之間的互動。這可以帶來更一致和簡化的終端使用者體驗。	由於去中心化網路沒有單點故障，因此即使主節點遭到破壞或關閉，它們也可以繼續執行。	分散式網路比集中式和去中心化網路更具可擴充套件性。由於網路處理能力和資料的均勻分佈，它們通常也表現出更低的延遲。
集中式網路的特點是明確的命令結構，這有助於簡化委派並最大程度地減少不同授權級別之間的通訊重疊。新增或刪除客戶端節點的過程也很簡單。	去中心化網路透過在流量大的區域建立本地主節點來加快使用者請求速度，而不是透過長距離路由到中央伺服器。	在分散式網路中，資料被均勻共享，並且難以修改、審查或銷燬，從而使網路更加透明。這通常透過加密進一步得到保障。

區塊鏈的簡化架構

區塊連結串列示一個去中心化和分散式賬本，其中包含組織在對等網路中的各種交易型別。該網路包含眾多計算機，每臺計算機都有助於達成必要的集體協議以防止對資料進行未經授權的修改。

區塊鏈技術的架構以一系列區塊為特徵，每個區塊都包含按特定順序排列的一組交易。這些區塊可以作為平面檔案或簡單的資料庫來維護。區塊鏈技術中使用的兩種基本資料結構是指標和連結列表，它們對於維護區塊鏈網路中資料完整性和不變性至關重要。

指標和連結列表的簡要概述如下：

指標是儲存有關另一個變數位置資訊的變數，有效地指示其位置。
連結列表由一系列按定義順序排列的區塊組成，每個區塊包含特定資料並透過指標連結到後續區塊。

區塊鏈架構的關鍵特徵

區塊鏈架構為企業提供了各種優勢。其一些主要功能包括：

加密 - 由於參與各方之間錯綜複雜的計算和加密證據，區塊鏈交易經過驗證且可靠。
不變性 - 儲存在區塊鏈中的任何資料都不能更改或刪除。
來源 - 這指的是能夠跟蹤區塊鏈賬本中每個交易的起源的能力。
去中心化 - 區塊鏈框架的每個成員都可以訪問整個分散式資料庫。與集中式系統不同，共識演算法使網路控制成為可能。
匿名性 - 區塊鏈網路中的每個參與者都有一個唯一的地址，而不是使用者身份，確保使用者匿名性，尤其是在公共區塊鏈結構中。
透明度 - 區塊鏈系統對腐敗具有很強的抵抗力，因為完全覆蓋區塊鏈網路需要大量的計算能力。

區塊鏈網路的關鍵因素

影響區塊鏈架構工作原理的各種重要因素包括：

分散式結構 - 區塊鏈網路的分散式特性是一個關鍵特徵。它消除了對中央權威的需求，並使多個節點能夠參與網路和驗證交易。
區塊 - 區塊是一個數據單元，包含一組交易、時間戳和對前一個區塊的引用，也稱為雜湊值。這形成了一個區塊鏈，因此得名區塊鏈。
節點 - 節點是參與區塊鏈網路的計算機或裝置。每個節點都保留整個區塊鏈的副本，並幫助驗證交易和生成新區塊。
共識機制 - 為了確保資料完整性，網路採用共識機制。這使節點能夠就交易有效性達成一致，並有助於防止惡意行為者對區塊鏈進行未經授權的修改。
公鑰/私鑰 - 公鑰和私鑰用於為每個交易建立數字簽名。公鑰加密資料，而私鑰解密資料。
雜湊 - 雜湊是區塊鏈技術的一個關鍵要素，是其安全架構的基礎。從本質上講，雜湊是透過加密雜湊函式生成的資料的唯一表示。它充當區塊鏈中每個區塊的數字指紋，提供了一種安全且不可變的方法來識別和跟蹤區塊。
區塊鏈 - 一個區塊的雜湊值連線到前一個區塊的雜湊值，形成一個區塊鏈，構成了區塊鏈架構的核心。
工作量證明 − 此機制使得任何人都難以更改儲存在區塊鏈中的資訊。它需要執行一個計算工作流程才能將新區塊新增到鏈中，這使得它既耗時又需要大量資源。
交易的區塊形成 − 在區塊鏈網路中，交易被編譯成區塊。每個區塊都具有時間戳、對前一個區塊的引用（通常稱為雜湊值）以及交易集合的特徵。這種結構導致了一個按順序排列的區塊鏈，這是區塊鏈技術的本質。
節點驗證 − 區塊鏈網路中的節點在驗證交易並將新區塊新增到區塊鏈中起著關鍵作用。例如，當用戶打算將資金轉賬給另一個人時，該交易必須先經過網路節點的驗證，然後才能將其包含在區塊鏈中。
密碼學的角色 − 密碼學是區塊鏈架構的基本組成部分，確保了區塊鏈中包含的資料的安全性。每個區塊和交易都經過加密，並且使用數字簽名來確認其真實性。公鑰和私鑰用於為每個交易建立數字簽名，其中公鑰用於資料加密，私鑰用於解密。
加密代幣 − 這些數字資產可以在區塊鏈上交易，並且經常被用來激勵節點驗證新的區塊。
智慧合約 − 區塊鏈架構的一個重要特徵是智慧合約的實現。這些自執行合約在滿足特定條件時會自動執行協議條款。此功能消除了對中間人的需求，從而提高了區塊鏈網路的效率和透明度。例如，智慧合約可以在滿足預定條件（例如專案成功完成）時促進資金從一個使用者自動轉移到另一個使用者。

區塊鏈網路型別

主要有三種類型的區塊鏈網路從基於去中心化的傳統和傳統網路系統發展而來。這些網路如下 −

私有區塊鏈
聯盟區塊鏈
混合區塊鏈

1. 私有區塊鏈

私有區塊鏈是一種特定型別的區塊鏈技術，僅限於特定參與者群體，通常由組織和機構用於內部運營。它作為一個許可型區塊鏈執行，這意味著它由單個實體控制。與公共區塊鏈不同，私有區塊鏈不是開源的，只有授權人員才能訪問網路。這允許有效地使用區塊鏈，同時將訪問許可權限制在選定的參與者。

組織可以為網路建立各種引數，例如可訪問性、授權等等。私有區塊鏈上的交易通常更快、更安全，儘管它們缺乏公共區塊鏈的透明度和去中心化。與其他因素相比，私有區塊鏈的可擴充套件性更強。許可型區塊鏈不遵循去中心化的理論性質。

一些區塊鏈平臺構建在私有區塊鏈之上，雖然許多人將私有區塊鏈視為許可型區塊鏈，但許可型區塊鏈的概念也可以包含公共區塊鏈。由於私有區塊鏈中的節點數量有限，因此如果一定數量的節點變得惡意並破壞網路的共識機制，則安全性可能會受到損害。

2. 聯盟區塊鏈

聯盟區塊鏈代表了公共和私有區塊鏈特徵的融合，旨在利用兩種系統的優勢。

聯盟區塊鏈也稱為聯邦區塊鏈，為需要公共和私有區塊鏈功能的組織提供了一種創新解決方案。在這種模型中，組織的某些元素可供公眾訪問，而其他元素則保密。聯盟區塊鏈的治理由組織集體共享，而不是由單個實體或一小部分個人主導。這些區塊鏈在金融等行業尤其普遍，在這些行業中，參與組織尋求安全和透明的網路，同時保留對其運營的控制權。

為了確保有效執行，聯盟區塊鏈通常包含一個驗證器節點，該節點承擔兩個主要責任：驗證交易以及啟動或接收交易。相反，網路中的成員節點僅限於啟動或接收交易。這種結構允許聯盟區塊鏈提供私有區塊鏈的優勢，例如透明度、隱私和效率，而不會允許任何單個參與者對網路擁有過大的權力或控制權。透過在多個實體之間分配許可權和責任，聯盟區塊鏈實現了安全、靈活性和可訪問性的最佳平衡，使其適用於各種應用程式和用例。

3. 混合區塊鏈

混合區塊鏈是將在本文中討論的最後一種型別的區塊鏈。混合區塊鏈可能看起來類似於聯盟區塊鏈，但它與眾不同。儘管如此，兩者之間可能存在潛在的相似之處。混合區塊鏈的特點是融合了私有和公共區塊鏈。這種特殊的區塊鏈型別使組織能夠利用私有和公共區塊鏈的優勢，為其特定需求提供最佳解決方案。

混合區塊鏈在封閉的生態系統中執行，為組織提供了必要的控制和隱私，同時仍然能夠與公共網路互動。混合區塊鏈的一個例子包括 Dragonchain 和 XinFin，它們為尋求融合各種優勢的組織提供了獨特的解決方案。透過整合私有區塊鏈的隱私和控制以及公共區塊鏈的透明度和可訪問性，組織可以提高其運營的效率和安全性。

區塊鏈與DLT

DLT和區塊鏈經常被互換使用，但它們並不完全相同。雖然兩者都旨在解決在多方之間安全有效地共享資訊和資料的問題，但DLT是一個更廣泛的概念，涵蓋其他技術，而區塊鏈是DLT的一種特定型別。

儘管兩者相關，但它們存在明顯的差異，將它們區分開來。以下是DLT和區塊鏈之間的比較 −

區塊鏈

區塊鏈是一種DLT，它建立了一個開放透明的交易分類賬。
它利用一系列透過密碼學連結在一起的區塊來形成不斷增長的記錄列表，稱為區塊。
每個區塊都有唯一的雜湊值、時間戳和交易資訊。
這建立了一個安全透明的交易分類賬，由節點網路維護，並且難以更改。

DLT

DLT是一個數字系統，可在節點網路之間共享資訊和資料。
它是一個涵蓋各種技術的術語，包括區塊鏈，這些技術使多方之間能夠安全有效地共享資料。
DLT 通常用於金融交易，並利用密碼學來維護分類賬上資訊的安全性。

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