CryptoHOUSE小屋什么是区块链？第一部分：缩写

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Janusz Korwin-Mikke建议我们生活在一个“国家元首”无法启动计算机且部长们不知道区块链是什么的国家。我相信他因此，我将以下提法献给我们的部长，也献给所有对区块链充满好奇的人。

谈论某人的知识或无知。我对街头调查测试读者水平的方式感到非常高兴。我仍在等待这个对话：

-你今年读了几本书？
-没有但是我读了互联网。
-你读了多少书？
“ …我走了一半。”

我不知道记者会得出什么结论。

最近，在回答“什么是DLT”这个问题时，我绘制了一个三层结构的加密货币世界。基于分布式网络运行的最高层是软件，即DLT平台。区块链是最常用的平台。

术语“ BLOCKCHAIN”（区块链）是一种DLT软件的名称-其中一种数据被分组为称为BLOCKS的大集合（集合）。数据块以特定的顺序连接在一起，具体取决于创建时间。第一个块始终是“ Genesis”块，即由给定项目的创建者首先创建的块。随后的块将第一个块状连接，就像穿在一条线上的珠子一样。结果是一个区块链-从而得名：区块链（chain = chain）。

当然，有许多区块链项目，每个项目都与其他项目略有不同。因此，我们将采用一种通用模型-一种使你能够理解区块链本质的模型。下面-通用方案：

每个块均包含标题和块内容。块头包含：

-指向上一个块的指针。
-方块名称。
-时间戳记。
-特定的“目录”块。

该块的内容是所谓的列表交易。 “交易”一词在这里有点不幸，因为它暗示了数据寄存器的财务性质。原因可能是第一个加密货币区块链是一个电子货币（cryptocurrency）项目，因此数据库更新是一种付款方式的转移。但是，事务应该更广泛地理解为数据寄存器中的任何单个条目。区块的内容是整个交易列表，其最大数量取决于给定区块链项目中提供的最大区块大小。

有一个规则，即不能取消或更改较早的块。区块链中的任何数据更新都包括创建一个新区块，其中包含有关所做更改的完整信息。此新块只能附加在链的末尾。由于这一原理，早期块中包含的所有数据均保持不变。

分布式寄存器的本质是在所有网络节点上自动复制数据。整个区块链的当前版本会不断达成共识，并复制到所有节点。根据代码中编写的规则，这种情况不会受到任何外部干扰。这种自动性意味着遍布世界各地的节点网络的行为就像一个大逻辑平台-一个大生物，其每个单元（节点）都包含有关该生物的完整信息（例如DNA代码）。这个比喻非常接近。不同之处在于，区块链代码不断变化和更新。

因此，它是一个自治系统。当任何节点（任何用户）将新数据输入系统时，区块链会“知道自己”该做什么。他决定应该更新自己，他识别出哪些数据是真实的，哪些数据是错误的，自己构建另一个块，自己在链的末尾添加它，并自己执行所有网络节点。

“看看柑橘如何”-一个要重复“四十岁”的弗里德曼之后的故事。

令人惊讶是有道理的，因为我们正在处理一个分布式网络，在该网络中没有特权节点可以将其“真相”版本强加于其他节点。立即出现两个问题：

1.为什么不能愚弄区块链？
2.区块链怎么可能没有弄错？

现在这将是最重要的：
理解…（部长-醒是的，我在跟你说话。）
要了解区块链的本质，你需要知道什么是哈希，什么是短树（哈希树，也称为Merkle树-以Ralph Merkle的名义命名）。

让我们从快捷方式本身开始。
想象一下你需要输入居住地的表格。表单设计师-可能是国家行政部门的骄傲高级雇员-提出了一个绝妙的主意：哈我将通过减少要填写的字段数来节省纸张。完整地址：12盒够了让他们不要写。哦，确保没有浪费方格纸，我将正式下达命令：将所有盒子填满，以免作废，罚款和没收。

如果你生活在“人民信号四十旅四十旅司令官斯皮克拉-帕普拉将军名下的东南海岸名叫”的街道上，那么你将遇到麻烦。如果你居住在兹沃塔1号，你也会遇到麻烦。

解决问题的方法就是所谓的简短功能，即可以将任何长字符串（所谓的输入）转换为固定数量的字符（所谓的输出）的算法（明确的命令集），称为缩写（HASH）。

缩短操作的特点是：
-单向性（不能从缩写中复制输入）；
-耐碰撞性（不同的输入数据不能给出相同的哈希值）；
-雪崩效应（即使输入数据中的字符略有变化-也会导致完全不同的输出快捷方式）。

哈希函数将任意长的字符串（所谓的输入；甚至可以是“大量”千兆字节的信息）转换为具有固定数量的字符（输出）的完全可预测的短字符串。但是，此操作是单向的，即不会在相反的方向上发生：从任何输出字符字符串开始，都无法再现输入数据。

但是，对于不可否认的区块链数据，最重要的是所谓的雪崩效果：如果输入数据中至少有一个字符发生变化，则会出现完全不同的缩写。

现在想象一棵树。树叶融合成树枝，树枝融合成树枝，树枝融合成树枝，而根部则延伸到树干中。

我们说过，区块的内容是记录在其中的交易。假设这些交易是树叶。如果我们使用哈希函数将每个相邻事务合并并替换为分支（缩写），则创建的快捷方式将是事务的两倍。现在相邻的快捷方式（第一级）-我们合并为分支（第二级快捷方式），将其合并为后续分支（第三级快捷方式），将其合并为分支，依此类推。在每个后续级别中，一半的快捷方式，最后-创建所有缩写的缩写，称为根。

这种结构就是所谓的“哈希树”；默克尔树。该树的根是一种“内容块”：它允许检查数据的正确性，而不必一个个分析所有事务。

多亏了散列函数，我们将保存在块中的整个交易集（以及整个块的内容）更改为一个散列-散列树的根。单向原则始终适用。不能使用树快捷方式来还原其输入数据，因此最终-从树根无法打开任何树块事务。还有雪崩效应：任何事务中记录的最细微变化-都会产生完全不同的根。

让我们唤醒部长，再看一下该区块的构造：

如你所见，每个块的名称也是快捷方式，其输入是前一个块的名称以及给定块的快捷方式树的根。很快，该名称以及下一个块的快捷方式树的根将用作创建下一个块的名称的输入。依此类推。

是的，区块链是一个很棒的捷径树

我认为，术语“哈希链”比“区块链”更准确。 （请记住，我写的只是ESSENCE区块链的可视化;没有一个项目看起来完全像我描述的那样，但是更重要的项目-例如比特币或以太坊-将来将单独处理）。

这就是我们第一个问题的答案：为什么不能愚弄区块链。

雪崩效应监督着链上所有区块内容中所含数据的正确性，无误性和不可否认性。如果有人想更改较早交易之一的记录（例如，通过一百万个比特币进行“共同融资''），则此更改将重建整个缩写树，即其根，从而重建区块的名称以及所有后续区块的名称。

那又如何-你问部长？
而且，据我所知-在中心化网络中，没有这样的动作。同时，这是一个分布式网络。整个区块链在一亿个节点上重复。如果单个节点发现其区块链版本（添加了一百万个比特币）是正确的，它将在一瞬间将其从云层带到地面。亿万个相同版本的区块链将拒绝虚假版本-食人鱼学校的热情吞噬了与它们稍有不同的任何东西。

好的-有人说-我发现通过替换链中的任何先前链接，你不能愚弄区块链。但是最后一个链接-附加的链接呢？也许至少可以在这里设计一些东西？

这是一个好问题：附加新块时，怎么可能不会弄错区块链？整个相等节点的分布式网络如何知道-哪些尝试加入新块的尝试已获得授权，哪些未授权？节点如何达成协议？

下次我们将讨论节点协议（CONSENSUS）。

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编译者/作者：不详

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