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區(qū)塊鏈運(yùn)作的過(guò)程需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的密碼學(xué)運(yùn)算[cryptography],這些運(yùn)算可以杜絕記錄篡改與修訂。每個(gè)區(qū)塊在成功產(chǎn)生之后是無(wú)法修改的,這個(gè)過(guò)程又稱為挖礦[Mining]。負(fù)責(zé)產(chǎn)生區(qū)塊的人又被稱為曠工[Miner],而負(fù)責(zé)產(chǎn)生區(qū)塊的機(jī)器又稱為挖礦機(jī)。
每一筆資料都可以通過(guò)連接找出所有可靠的歷史資料[溯源性]。由于區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)庫(kù),所以具有去[中心化]特性。這表示資料會(huì)分布到多個(gè)節(jié)點(diǎn),所有的節(jié)點(diǎn)會(huì)共同維護(hù)整個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須存儲(chǔ)所有區(qū)塊,因此沒(méi)人可以說(shuō)自己的區(qū)塊才是合法有效的區(qū)塊。而共同維護(hù)整份資料庫(kù)也意味著多數(shù)人驗(yàn)證后過(guò)的區(qū)塊才是合法有效的區(qū)塊,超過(guò)50%的節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證過(guò)的區(qū)塊才是合法有效的區(qū)塊。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以協(xié)助驗(yàn)證區(qū)塊的有效性,任何一筆資料被篡改都將破壞區(qū)塊的完整性。但是,任何一筆資料被篡改的幾率微乎及微。
區(qū)塊鏈的寫作包含兩種物件類型,交易與區(qū)塊。數(shù)字貨幣交易物件就是轉(zhuǎn)賬過(guò)程的完整內(nèi)容。而區(qū)塊物件則包含一系列交易的集合,區(qū)塊之間連接起來(lái)就是一本賬簿[Ledger]?;驹砭褪亲屗腥斯餐S護(hù)一個(gè)賬簿[Ledger],這份共同維護(hù)的賬簿必須由大伙共同認(rèn)證,即每個(gè)區(qū)塊都必須有超過(guò)50%的節(jié)點(diǎn)認(rèn)證過(guò)。
以Bitcoin轉(zhuǎn)賬交易為例,當(dāng)A想要轉(zhuǎn)賬給B時(shí),要先由B建立一個(gè)地址[匿名],把地址交給A之后,再由A建立一個(gè)交易物件并通過(guò)廣播的形式發(fā)布到Bitcoin的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。Bitcoin系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)挑選不同的節(jié)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證這筆交易的可靠性,并至少會(huì)驗(yàn)證一個(gè)以上的區(qū)塊來(lái)運(yùn)算出這次交易產(chǎn)生的合法區(qū)塊?;旧厦總€(gè)節(jié)點(diǎn)都能產(chǎn)生區(qū)塊,并且會(huì)相互驗(yàn)證彼此之間的有效性。當(dāng)超過(guò)50%的節(jié)點(diǎn)認(rèn)為這個(gè)節(jié)點(diǎn)是合法有效的,這個(gè)區(qū)塊就會(huì)被寫入賬簿。最終,所有的區(qū)塊通過(guò)廣播方式發(fā)布回Bitcoin系統(tǒng)中。通常一次交易需要花費(fèi)十多分鐘才能完成確認(rèn)。當(dāng)Bitcoin系統(tǒng)驗(yàn)證交易確實(shí)完成,A跟B就可以看到這一筆[合法有效]的交易,且該交易被記錄在一個(gè)特定的區(qū)塊之中。并且可以查看自己賬戶中有多少錢。
事實(shí)上,整個(gè)Bitcoin系統(tǒng)中只有一份賬簿[所有人的交易都記錄在這里],并分散存儲(chǔ)在不同的節(jié)點(diǎn)中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有完整的賬簿。因此這本賬簿是一份完全分布式,去中心化,公開(kāi)透明,無(wú)法篡改,又能匿名交易的一本賬簿。
區(qū)塊鏈的特點(diǎn)包括:完全開(kāi)源的技術(shù),去中心化分布式架構(gòu),所有節(jié)點(diǎn)都以匿名方式存在,共同驗(yàn)證整份賬簿。任何人想篡改歷史記錄都將付出極高的代價(jià),完全自動(dòng)化的沖突處理方式。區(qū)塊鏈的潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括數(shù)字貨幣[Cryptocurrency]、數(shù)字資產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈透明化、生產(chǎn)履歷、產(chǎn)銷履歷、智能合約、契約執(zhí)行、交易流程透明化、電子涵證等領(lǐng)域。