必须了解的四个区块链基本概念

自2008年中本聪发表论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》以来，区块链技术一跃进入人们的视野，引起了大众的关注。在线交易可以与中间商分离并直接付款。听起来是不是非常高效方便？那么什么技术构成了带来这种效果的区块链呢？抛开晦涩难懂又极其专业的理论，我们先从它的基础技术说起。

简单来说，区块链技术是一种以去中心化和去信任的方式共同维护可靠数据库的技术。它不是一种单一的、全新的技术区块链的四大特征，而是一种技术的组合。我们可以理解为：包括“区块+链”数据结构、分布式存储、加密算法、共识机制四大核心技术。乍一看还是比较难理解的，但是细细的分解一下就比较容易理解了。

一、数据结构

区块链的数据结构实际上是“区块+链”。我们还会说区块链数据结构。它是指将一段时间内发生的交易处理存储在块中，并通过密码算法将块按时间顺序连接成链的数据结构。我们可以把区块链想象成一个“串珠”的过程，就像用一缕时间赶上新的珠子。

二、分布式存储

我们知道，传统的分布式存储实际上是一个中心化的系统，它只是将数据存储在多个独立的设备上，采用可扩展的系统结构区块链的四大特征，使用多个存储服务器分担存储负载，而位置服务器是用于定位存储的信息。目的只是分担存储负载，并没有真正解决去中心化的问题。区块链的分布式存储本质上是不同的。它是基于P2P分布式存储的分布式数据库，将数据存储在块上，通过开放节点的存储空间建立。所以可以说，区块链的分布式存储核心在于P2P存储。

什么是 P2P？它是一种没有集中控制的存储技术。开放节点的存储空间可以大大提高网络的运行效率，解决传统分布式存储因带宽导致的服务器瓶颈和访问不便等问题。最终通过P2P，我们可以实现真正的“分布式”，一个计算机系统有一个完整的副本同时在多台计算机上运行和维护，就像电影中的克隆一样，没有任何人或组织可以控制系统。

三、加密算法

密码学也是区块链技术的亮点。作为数学和计算机科学的一个分支，密码学不仅涉及机密性问题，还涉及信息完整性验证和信息发布不可否认性，相当于消息验证码和数字签名。除此之外，密码学还涉及所有信息安全问题。

加密算法实际上是一个函数，就像一个密钥，将原始明文转换成一串乱码密文。只有持有相应的解密密钥，才能将加密信息转换为可读的明文。在众多加密算法中，非对称加密是保障区块链安全的一项基础技术。

这项技术有两个密钥：公钥和私钥。简单来说，任何人都可以通过公钥将代币放入密码箱，但只有私钥才能拿走钱，而私钥只能归自己所有。这就是我们所说的“非对称加密”。因此，从本质上讲，公钥和私钥都是非对称加密算法的产物。除了作为代币的保险箱，钥匙还可以作为传递信息的工具。例如，如果用你自己的私钥加密的信息被传播出去，其他人可以通过你的公钥进行验证，从而确定该信息是你发送的。是不是特别方便又安全？

四、共识机制

由于点对点网络中的高网络延迟，观察的顺序不可能完全相同。因此，有必要设计一个方案来就大约在同一时间发生的交易的顺序达成共识。这就是我们所说的“共识机制”。现在所有的区块链共识机制包括PoW（Proof of Work）、PoS（Proof of Stake）、DPoS（Proof of Stake）等等。

工作量证明实际上可以理解为一个节点已经完成了一定量工作的证明。利用工作成果推导出一定的工作量，既高效又方便。权益证明更容易理解，好像银行会根据我持有的数字资产的数量和时间，将相应的收益分配给我。股权授权证明的核心是节点投票选举一个受信任的代理人代表他们进行检查和记账，类似于企业中的董事会。这可以大大提高区块链的处理能力和速度，从而降低维护成本。

你掌握了区块链最基本的四个概念吗？