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区块链的六大典型特征
发布时间:2016-09-22 15:36  来源:网络空间研究所  作者:信息安全研究所

(1)去中心(解决数据存储与记录问题)

       由于每个区块都含有特定时间内的系统全部信息交流数据,因而每个区块都是平等的,且单一区块的损害不影响系统整体的安全性,所以区块链具有去中心特征。
       在现如今中心化的体系中,数据都是集中记录并存储于中央电脑上。但是区块链结构设计精妙的地方在于它并不赞同把数据记录并存储在中心化的一台或几台电脑上,而是让每一个参与数据交易的节点都记录并存储下所有的数据。这里需要解决两个问题,一是如何让所有节点都能参与记录的问题。区块链的做法:构建一整套协议机制,让全网每一个节点在参与记录的同时也来验证其他节点记录结果的正确性。只有当全网大部分节点(或甚至所有节点)都同时认为这个记录正确时,或者所有参与记录的节点都比对结果一致通过后,记录的真实性才能得到全网认可,记录数据才允许被写入区块中。二是如何存储“区块链”这套严谨数据库的问题。区块链做法:构建一个分布式结构的网络系统,让数据库中的所有数据都实时更新并存放于所有参与记录的网络节点中。这样即使部分节点损坏或被黑客攻击,也不会影响整个数据库的数据记录与信息更新。
       区块链根据系统确定的开源的、去中心化的协议,构建了一个分布式的结构体系,让价值交换的信息通过分布式传播发送给全网,通过分布式记账确定信息数据内容,盖上时间戳后生成区块数据,再通过分布式传播发送给各个节点,实现分布式存储。
       区块链中每一笔新交易的传播都采用分布式的结构,根据P2P网络层协议,消息由单个节点被直接发送给全网其他所有的节点。
       区块链技术让数据库中的所有数据均存储于系统所有的电脑节点中,并实时更新。完全去中心化的结构设置使数据能实时记录,并在每一个参与数据存储的网络节点中更新,这就极大的提高了数据库的安全性。
       通过分布式记账、分布式传播、分布式存储这三大“分布”我们可以发现,没有人、没有组织、甚至没有哪个国家能够控制这个系统,系统内的数据存储、交易验证、信息传输过程全部都是去中心化的。在没有中心的情况下,大规模的参与者达成共识,共同构建了区块链数据库。可以说,这是人类历史上第一次构建了一个真正意义上的去中心化体系。甚至可以说,区块链技术构建了一套永生不灭的系统——只要不是网络中的所有参与节点在同一时间集体崩溃,数据库系统就可以一直运转下去。
(2)去信任(防篡改)
       在绝大多数情况下,一旦新区块完成后被加入到区块链的最后,则此区块的数据记录就再也不能随意改变或删除。同时每个区块含有系统所有信息,使得信息的真实性是可以交叉验证的,只有攻破超过51%的节点才能篡改信息,在一个足够大的区块链系统中,要篡改信息成本极高,通常情况可以认为区块链中的信息都是真实的,所以区块链具有去信任特征。
(3)可靠数据库
      整个系统将通过分数据库的形式,让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝。除非能够同时控制整个系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,也无法影响其他节点上的数据内容。因此参与系统中的节点越多和计算能力越强,该系统中的数据安全性越高。在将区块链应用于实际社会时,还需要解决一个问题,即如何使这个严谨且完整存储下来的数据库变得可信赖,使得我们可以在互联网无实名背景下成功防止诈骗?
      区块链的做法是,在整个系统内,所有权验证机制的基础是非对称加密算法。在区块链系统的交易中,非对称密钥的基本使用场景有两种,一是公钥对交易信息加密,私钥对交易信息解密。私钥持有人解密后,可以使用收到的价值。二是私钥对信息签名,公钥验证签名。通过公钥签名验证的信息确认为私钥持有人发出。因此,从信任的角度来看,区块链实际上是数学方法解决信任问题的产物。过去,人们解决信任问题可能依靠熟人社会的“老乡”,政党社会的“同志”,传统互联网中的交易平台“支付宝”。而区块链技术中,所有的规则事先都以算法程序的形式表述出来,人们完全不需要知道交易的对手方是“君子”还是“小人”,更不需要求助中心化的第三方机构来进行交易背书,而只需要信任数学算法就可以建立互信。区块链技术的背后,实质上是算法在为人们创造信用,达成共识背书。
(4)集体维护
      系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护的,而这些具有维护功能的节点是任何人都可以参与的。
(5)引入脚本提高系统效率与扩展性
      脚本可以理解为一种可编程的智能合约。如果区块链技术只是为了适应某种特定的交易,那脚本的嵌入就没有必要了,系统可以直接定义完成价值交换活动需要满足的条件。然而,在一个去中心化的环境下,所有的协议都需要提前取得共识,那脚本的引入就显得不可或缺了。有了脚本之后,区块链技术就会使系统有机会去处理一些无法预见到的交易模式,保证了这一技术在未来的应用中不会过时,增加了技术的实用性。一个脚本本质上是众多指令的列表,这些指令记录在每一次的价值交换活动中,价值交换活动的接收者(价值的持有人)如何获得这些价值,以及花费掉自己曾收到的留存价值需要满足哪些附加条件。
(6)开源与匿名性
       由于整个系统的运作规则必须是公开透明的,所以对于程序而言,整个系统必定会是开源的。由于节点和节点之间是无需互相信任的,因此节点和节点之间无需公开身份,在系统中的每个参与的节点都是匿名的。
 
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