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解決方案

從“最便宜的門禁系統(tǒng)”說區(qū)塊鏈
2020-12-23 00:00:00

近日,一則“最便宜的門禁系統(tǒng)”的消息在朋友圈廣為流傳,甚至被網(wǎng)友稱為對“區(qū)塊鏈了解最透徹的一次”。具體內(nèi)容如下:

                        廣為流傳的“最便宜的門禁系統(tǒng)”

 

確實,區(qū)塊鏈的最典型特點包含了:去中心化、可追溯、不可篡改,然而區(qū)塊鏈特點的體現(xiàn)和價值卻不是圖中所描述的那樣,并且區(qū)塊鏈還有其他的特點也并沒有提及,可以說該圖對區(qū)塊鏈的理解僅停留在表層。

 

小編作為區(qū)塊鏈專業(yè)人員,今天就從更加專業(yè)的角度向大家介紹一個真實、準確的區(qū)塊鏈。
 

什么是區(qū)塊鏈?

先用一個簡單的故事幫助大家理解區(qū)塊鏈:
從前,在一個小島上有個王國,王國里的居民使用金銀來進行日常交易。但是由于金銀難以攜帶不利于使用,于是王國里的居民決定把金銀都放在那位德高望重受人信任的國王那,每次交易都由國王來進行記賬,有效地減輕了居民們的負擔。但是這樣的模式存在比較明顯的問題:萬一國王駕崩了如何保證下一個記賬的人能讓大家信服?萬一小偷把錢偷走了如何計算損失?如果國王想要增加記賬手續(xù)費該怎么辦?甚至國王利欲熏心監(jiān)守自盜該怎么處理?于是居民們想到了,既然一個人記賬沒說服力,那就全部人都參與記賬:即每一次交易都會告訴所有村民,然后每個村民都把交易記錄下來,保證了賬本得到了大家的認可,且讓修改單個居民的賬本變得毫無意義。這就是區(qū)塊鏈的雛形:

 

  • 每個村民都有一個賬本,這種模式叫“分布式賬本”,或“去中心化賬本”,用計算機術(shù)語稱”賬本“為”數(shù)據(jù)庫“,主要是用來記錄數(shù)據(jù)和信息;
  • 居民的“賬本”每一頁上都記錄有交易信息,可以簡單稱一頁賬本就是一個區(qū)塊;
  • 把這樣一頁一頁的賬本按順序用繩子串起來,形成一個大的賬本鏈,這個就叫做“區(qū)塊鏈”;
那么究竟什么是區(qū)塊鏈?

 

從狹義來說
區(qū)塊鏈是一種按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式帳本。
從廣義來說
區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計算范式。

 

了解完什么是區(qū)塊鏈,我們再回過頭看看文章開始提到的對區(qū)塊鏈去中心化、可追溯、不可篡改這些區(qū)塊鏈特性的理解為什么僅僅停留在表層。

區(qū)塊鏈的去中心化特性

 

 

區(qū)塊鏈去中心化的核心是參與區(qū)塊鏈的各個節(jié)點(即各個居民)的權(quán)利和義務(wù)一致,交易數(shù)據(jù)由各個節(jié)點共同維護。事實上,去中心化并不是消滅中心,而是弱化中心,因此簡單地將去中心化理解為“不需要統(tǒng)一管理”是片面且不正確的。

區(qū)塊鏈去中心化特點的最大價值在于建立一個各方平等的系統(tǒng),可讓各方互信地參與交易(活動)。用文章“最便宜的門禁系統(tǒng)”來解釋,可以理解成因為去中心化門禁的存在,讓各個住戶都可以平等地擁有進出大門的權(quán)力,無需擔心物業(yè)私自將門鎖更換導致住戶無法正常出入。

 

區(qū)塊鏈的可追溯特性

基于密碼算法的區(qū)塊鏈鏈式結(jié)構(gòu)是區(qū)塊鏈可追溯特性實現(xiàn)的基礎(chǔ),這方面涉及到密碼學及分布式存儲的內(nèi)容,感興趣的同學可以繼續(xù)深入研究。區(qū)塊鏈的可追溯性主要體現(xiàn)在:存儲在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù),所有的流轉(zhuǎn)記錄都是可查詢,可溯源的,能看到它來自于哪里,又去到了哪里。

因此,區(qū)塊鏈可追溯特點的最大價值在于能夠記錄下數(shù)據(jù)使用、修改、刪除等完整的過程,對于建立數(shù)據(jù)公信力和對數(shù)據(jù)使用的公開有著重要的意義。在“最便宜的門禁系統(tǒng)”中,并沒有真正體現(xiàn)區(qū)塊鏈的可追溯性,相反由于區(qū)塊鏈中非對稱加密技術(shù)和身份驗證技術(shù)的使用,能夠?qū)崿F(xiàn)各個節(jié)點身份隱匿地參與到交易活動中,因此想要實現(xiàn)”誰沒鎖找誰“在區(qū)塊鏈上是無法實現(xiàn)的。

區(qū)塊鏈的不可篡改特性

 



我們可以簡單認為一個區(qū)塊包含了兩個部分:區(qū)塊體和區(qū)塊頭。

 

區(qū)塊體包含了一系列的具體的交易數(shù)據(jù),如“2019年12月11日A給B轉(zhuǎn)賬了10元”等等。
區(qū)塊頭包含了整個區(qū)塊的概況信息,其中有兩個內(nèi)容是區(qū)塊鏈實現(xiàn)不可篡改的關(guān)鍵:本區(qū)塊的哈希和上一區(qū)塊的哈希。
哈希(Hash)算法是密碼算法的一種,對大眾來說可以簡單理解為通過哈希運算可以得到長度固定的摘要,其主要特性包括:1、無論輸入的值是什么,得到的結(jié)果長度一樣;2、只要輸入值發(fā)生改變,得到的結(jié)果必定改變;3、無法從結(jié)果倒推得到輸入值內(nèi)容。
區(qū)塊頭中的本區(qū)塊的哈希,簡單理解就是本區(qū)塊區(qū)塊體中的交易信息的摘要;上一區(qū)塊的哈希,就是上一區(qū)塊中所有信息的摘要。

 

 

結(jié)合哈希的三大特性,假設(shè)我們想要篡改上圖第二個區(qū)塊鏈中某個數(shù)據(jù)而不被發(fā)現(xiàn),則必須要對第二個區(qū)塊中的“本區(qū)塊哈希”、后續(xù)所有區(qū)塊的“上一區(qū)塊哈希”進行修改,拋開哈希算法的難度,單從工作量上就讓區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)實現(xiàn)難以篡改的,加上區(qū)塊鏈的每節(jié)點都保存有這樣的數(shù)據(jù),使得區(qū)塊鏈的具備了不可篡改的特性。

 

因此,在“最便宜的門禁系統(tǒng)”中對不可篡改性的理解是不正確的,區(qū)塊鏈的不可篡改性針對的是區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù),并不是用戶。

                                                                                                       區(qū)塊鏈的其他價值

除了去中心化、可追溯、不可篡改,區(qū)塊鏈還有公開透明、集體維護、不可偽造、隱私保護、全程留痕、數(shù)據(jù)保護等其他特性及價值,而這些特點價值的實現(xiàn),離不開對密碼算法的研究和應用,可以說密碼技術(shù)是區(qū)塊鏈的核心基礎(chǔ)支撐。關(guān)于區(qū)塊鏈中密碼算法的應用歡迎各位閱讀該文章:《國密算法在區(qū)塊鏈中的應用
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