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区块链:分布式账本与比特币的记账机制解析

2024-05-01 00:02 来源:网络

经过前两日的学习,我们认识到区块链本质上是一个数据库,可比作一本独特的账本,区别在于它并不像传统账本那样被束缚在某个固定位置,而是由相互连接的区块形成。

区块链:分布式账本与比特币的记账机制解析

中心化与去中心化的账本对比

最初的设想中,账本是中心化的,每一页账目均被固定在指定地点。然而,在区块链的世界中,每一页账目都与其他邻近页面相连,无限延伸,形成一个去中心化的网络结构。

区块链与创世区块的理解

每个账本由多页组成并进行编号,每一页都可以视作一个单独的区块链,其中第一页即为创世区块,具有独一无二的ID标识。除了创世区块,后续创建的每一个区块均包含自身ID以及前一个区块的ID,通过这种方式,所有区块依据ID指向顺序相连,形成了完整的区块链。

比特币的记账规则与哈希函数的作用

不同于银行账户系统中张三、李四的明细化记账方式,比特币采取流水账形式,仅记录诸如a地址向b地址转移了多少比特币、交易时间、数量、手续费及区块高度等信息。例如,2019年12月6日晚上21点56分,以太坊区块链高度为9060758,比特币则为606918。

记账时,比特币设定了每10分钟刷新一页账本的规定,由于账本大小有限(每页容量仅为1M),满载后就需要翻至下一页。这里的“页”实际上对应着区块链的高度,即当前比特币区块链的高度为608918,意味着比特币的总账页数仅为60余万,相较于以太坊的900多万页而言较少。

针对可能出现的记账错误,我们利用前一天学过的哈希函数来确保账目的准确性和一致性。无论是比特币还是以太坊,每一页账本上的数千条信息,都将经过哈希运算生成简洁的摘要信息。这使得在核对账目时,只需对比摘要信息即可,无需逐一检查交易详情。一旦发现某一区块摘要信息与其他大多数矿工的结果不符,则表明其记账有误,无效且易于辨识。哈希函数的两大功能在此得到了体现:一是将繁杂信息简化为简短摘要;二是通过验证,即使原始信息发生微小变化,也会导致摘要信息显著差异,从而确保账面数据的准确性。

至于如何防止修改历史账目的问题,从创世区块开始,每一个区块在哈希运算后都会生成一个唯一的摘要值,并将其嵌入到下一个区块之中。如此循环往复,直到今日第60余万个区块,整个区块链已包含了所有前置区块的哈希值。这样一来,即便有人试图篡改早期账本中的任何一项内容,当他再次计算当前区块摘要时,所得结果也将与网络中的多数矿工结果不同,由此保证了比特币账本中的60多万页记录始终正确无误,且无法被篡改。

至此,我们已解决了比特币账本的记账准确性和不可篡改性问题。然而随之而来的新问题是:既然比特币账本中并未记录持有者的姓名和身份信息,又该如何确认数字货币的所有权归属呢?要证明这些比特币属于我,应该怎么做呢?这一话题将在明日的学习中继续探讨。

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