區塊鏈，一種分散式賬本技術，是一種分散式資料儲存技術。
鏈式儲存結構：
區塊鏈是一種分散式賬本技術，其核心是透過去中心化的方式來儲存和管理資料。
1 交易發起與驗證
- 發起交易：使用者在計算機上發起交易請求。這交易可以是轉賬、資產交換或其他型別的資訊交換。
- 節點傳播：交易請求會透過網路傳播到多個節點。這些節點是區塊鏈網路中的計算機，每個節點都有一份完整的區塊鏈賬本。
2 節點與區塊
節點：每個節點都擁有一份完整的區塊鏈賬本。圖中展示多個節點（節點1、節點2、節點n、節點101等），這些節點透過網路相互通訊，確保賬本的一致性。
區塊：區塊鏈中的基本資料儲存單位，每個區塊包含若干交易資訊。區塊內的交易資訊包括髮送者、接收者、交易金額、時間戳等具體業務資訊。
塊頭裡都有一個 hash 值，hash 值指向前一個區塊，以此形成鏈條。
這麼多區塊儲存在一個節點裡，而又有大量的節點。
3 打包區塊與工作量證明
打包區塊：節點會將多個交易打包成一個區塊。打包過程涉及對交易進行驗證，確保交易的合法性。
工作量證明（PoW）：為防止惡意攻擊，節點需完成複雜計算任務（即“挖礦”）來證明他們的工作量。這是一種共識機制，確保只有合法的區塊可被添入區塊鏈。
4 共識確認與區塊鏈更新
共識確認：當一個節點完成工作量證明並打包好一個區塊後，其他節點會驗證這個區塊的有效性。一旦達成共識（即多數節點認可該區塊），這個區塊就會被新增到區塊鏈的末端。
區塊鏈更新：新的區塊新增到區塊鏈末端後，會廣播到所有節點，然後所有節點都會更新各自的區塊鏈賬本，確保賬本的一致性。
5 讀取資料
讀取資料：使用者可以讀取區塊鏈上的資料，這些資料是公開透明的，任何人都可以檢視。例如，使用者可以查詢某筆交易是否成功，檢視某個地址的交易記錄等。
6 實際應用
- 金融領域：區塊鏈技術被廣泛應用於金融領域，如比特幣、以太坊等數字貨幣，透過去中心化的方式進行點對點的交易，降低了交易成本和風險。
- 供應鏈管理：在供應鏈中，區塊鏈可以記錄產品從生產到銷售的整個流程，確保每個環節的資料透明和不可篡改，提升供應鏈的效率和安全性。
- 數字身份認證：區塊鏈技術可以用於數字身份認證，確保個人身份資訊的安全和隱私，防止身份盜用和資訊洩露。
7 交易資訊只能新增入區塊鏈，而無法刪除嗎？
A：是的，區塊鏈的一個重要特點是其資料的不可篡改性和不可刪除性。具體來說：
交易資訊只能新增，無法刪除
- 新增交易：一旦交易資訊被打包成區塊並新增到區塊鏈中，這些資訊就被永久記錄在鏈上。新的交易會隨著新的區塊不斷新增到區塊鏈的末端。
- 不可刪除性：區塊鏈中的資料是不可刪除的。每個區塊都包含前一個區塊的雜湊值，這樣形成鏈式結構。如果嘗試刪除或篡改某個區塊中的資料，鏈條的完整性就會被破壞，導致整個鏈條失效。
不可篡改性
- 共識機制：區塊鏈採用共識機制（如工作量證明PoW或權益證明PoS）來驗證和確認交易。只有經過多數節點確認的區塊才能被新增到區塊鏈中，這使得單個節點無法輕易篡改資料。
- 加密演算法：區塊鏈使用加密演算法來保護資料的完整性和安全性。每個區塊包含前一個區塊的雜湊值，這確保了鏈條的連貫性。如果嘗試篡改某個區塊中的資料，後續所有區塊的雜湊值都會改變，節點會識別出不一致，從而拒絕篡改。
實際應用中的優勢
- 資料透明和可追溯：由於區塊鏈中的資料不可刪除，所有交易記錄都是透明和可追溯的。這在金融、供應鏈管理和數字身份認證等領域具有重要意義。例如，在供應鏈管理中，可以追溯產品的生產、運輸和銷售的每一個環節，確保資料的真實性和透明度。
- 安全性：不可篡改性提高了資料的安全性，防止惡意攻擊和欺詐行為。在金融領域，這意味著交易記錄的安全性得到了保障，使用者可以放心進行點對點的交易。
綜上，區塊鏈的不可刪除性和不可篡改性是其核心特點，這些特點確保了資料的完整性、安全性和透明性，廣泛應用於多個實際領域。
8 傳統交易模式 V.S 區塊鏈交易模式
傳統交易模式
-
中心化：
- 傳統交易依賴於第三方機構（如銀行、支付平臺）來處理和驗證交易。
- 所有的交易記錄都儲存在第三方機構的中心化資料庫中。
-
交易流程：
- 消費者發起交易請求，交易請求首先到達第三方機構。
- 第三方機構驗證交易的合法性和資金的充足性。
- 第三方機構將驗證透過的交易資訊傳送給商家。
- 商家確認交易，商品或服務交付給消費者。
-
問題：
- 單點故障：如果第三方機構的系統出現故障，交易會中斷。
- 效率低下：交易處理速度可能受到第三方機構的工作時間和效率限制。
- 透明性不足：交易記錄儲存在中心化資料庫中，外部無法直接訪問，透明性不足。
- 安全性問題：中心化資料庫容易成為駭客攻擊的目標，存在資料洩露風險。
區塊鏈交易模式
-
去中心化：
- 區塊鏈交易模式不依賴於第三方機構，所有交易在去中心化的網路中進行。
- 所有節點共同參與交易驗證和記錄，每個節點都儲存完整的區塊鏈賬本。
-
交易流程：
- 消費者發起交易請求，交易請求在區塊鏈網路中廣播。
- 多個節點參與交易的驗證，確保交易的合法性和資金的充足性。
- 經過共識機制確認的交易被打包成區塊，並新增到區塊鏈的末端。
- 區塊鏈網路中的每個節點都更新自己的賬本，記錄新的交易區塊。
-
優點：
- 去中心化：沒有單點故障，系統更加健壯。
- 公開透明：區塊鏈上的交易記錄是公開可查的，任何人都可以檢視和驗證。
- 開放共識：交易驗證由多個節點共同參與，避免了單個機構的權力壟斷。
- 安全可靠：區塊鏈使用加密技術和共識機制，確保交易記錄的不可篡改性和安全性。
區塊鏈交易模式在透明性、安全性和去中心化等方面的顯著優勢，而傳統交易模式在效率和依賴性上存在明顯的侷限性。
9 區塊鏈分類
| 公有鏈 | 聯盟鏈 | 私有鏈 | |
|---|---|---|---|
| 參與者 | 任何人可自由出入 | 聯盟或許可成員 | 公司內部 |
| 記賬人 | 任何人 | 許可成員 | 公司自定義 |
| 激勵機制 | 必須要 | 可選 | 可選 |
| 中心化程度 | 去中心化 | 弱中心化 | 中心化 |
| 特點 | 區塊鏈所有的特點 | 准入性（CA+許可權） | 內部透明和追溯 |
| 共識機制 | POW/POS/DPOS | PBFT/kafka | PBFT |
| 監管 | 不支援 | 支援 | 支援 |
| 應用場景 | Dapp開發可支援很多場景 | 支付/結算/政務/物聯網/運輸。。。。（部分內容因模糊無法識別） | 審計/積分 |
國內主要支援：
- 聯盟鏈，如百度的
- 私有鏈，如螞蟻的
10 DApp
部署在鏈上的去中心化的應用。
關注我，緊跟本系列專欄文章，咱們下篇再續！
作者簡介：魔都架構師，多家大廠後端一線研發經驗，在分散式系統設計、資料平臺架構和AI應用開發等領域都有豐富實踐經驗。
各大技術社群頭部專家博主。具有豐富的引領團隊經驗，深厚業務架構和解決方案的積累。
負責：
- 中央/分銷預訂系統效能最佳化
- 活動&券等營銷中臺建設
- 交易平臺及資料中臺等架構和開發設計
- 車聯網核心平臺-物聯網連線平臺、大資料平臺架構設計及最佳化
- LLM Agent應用開發
- 區塊鏈應用開發
目前主攻市級軟體專案設計、構建服務全社會的應用系統。
參考：
- 程式設計嚴選網
本文由部落格一文多發平臺 OpenWrite 釋出！