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整个区块链行业名词大全

发表在 新手  2021-04-13 08:07:04
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2008 年,中本聪发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》白皮书,以区块链技术 为核心,使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另一方,中间不需要通过任何的金 融机构。这份文件被视为区块链技术的开端。

简言之,区块链技术是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技 术,并不是一种单一的、全新的技术,而是多种现有技术整合的结果,包含“区块 + 链”的数据结构、分布式存储、加密算法、共识机制四大核心技术。

通俗地说,区块链相当于一个“串珠”的过程,就像向一条基于时间的射线上不断追加 新的珠子,在链上不断新增新的区块;当然,“链”并非真实存在,只是基于密码学以 及时间戳的原理在时间上凸显先后次序,而“区块”也不是直观上认为的珠子,而是拥 有存储信息能力的网络事务数据包,数据包内可以包含转账交易数据、智能合约代码或 执行数据等信息。

“分布式存储”则是指串珠并非仅仅由个人完成,而是一个公开的、透明的、无中心程 序,由一个称作“共识机制”的方式决定“谁”有权力在线上“串珠”,通过游戏规则 获得串珠权力的人则可以得到系统奖励的代币,这就是所谓的“挖矿”。也就是说,通 过在区块链网上依据共识机制争夺记账权,成功的节点将得到记账权以及伴生的记账奖 励和交易费用,如比特币就是通过工作量证明(Proof of Work)确定记账权,并向挖矿 的节点提供比特币奖励。

在比特币或其他区块链网络中,其最根本的诉求是解决网络环境中价值交换时相互之间的信任问题,如在串珠后获得了新的代币,然而要通过串珠网络交易这些代币则会面临 “如何交易”、“向谁交易”、“对方可以信任吗”这些问题,这也就是传统金融中介机构 所解决的问题,通过银行可以进行借贷、通过证交所可以买卖股票、通过电商可以交易 购买商品,通过中介机构可以在支付中介费的情况下使用服务,然而这样的操作是基于 对中心结构或中介机构的信任,因为中介机构在事务处理中拥有管理员权限,技术上可 以修改用户的数据。即便中介机构不作恶,其中心化处理模式仍然会存在单点故障风险,如果被黑客控制将会产生严重后果。

如果在“串珠网络”中交易代币,当发生对方没有向你汇款却声称已经汇款等意外情况 时,在没有中介机构的情况下,你需要获得“串珠网络”中大多数人的认可保证这些信 息是合法有效的,这就是“分布式存储结构”的好处。分布式存储结构允许所有节点都 拥有一个总账本,避免“串珠网络”中某一个人随意对总账本进行改动,在无法信任他 人的情况下,通过大多数人的共同利益确保任何交易节点的交易是合法的。

在解决“如何交易”、“跟谁交易”的问题后,马上就会面临到物理隔阂的问题,由于在 交易过程中,你无法确信这笔代币会不会在途中某个地方被别人修改或是拦截,因此你需要一个别人无法破解的密码锁,而某个聪明的科学家就设计出了一组十分复杂的密码 锁并用在一个坚不可摧的保险箱中。

这种密码锁有两个密码:一个放钱用(公钥、地址)、一个收钱、支付用(私钥、密 码);任何人都可以通过公钥向密码箱放代币,但是只有私钥能够取走代币。私钥只有 你自己拥有,这就是“非对称加密”;但是私钥非常难记,用户为了方便会通过钱包对 私钥再次进行加密,并通过用户名密码来登录钱包获得私钥的支配使用权。

从本质上来说,公钥和私钥是非对称加密算法的产物,除了钱之外也可以用来传递信 息,比如用自己私钥加密的信息传播出去,别人可以用你的公钥进行验证,从而确认这 个信息是由你发出的。
因此,在一个大家一起建设并建立游戏规则的“串珠网络”,你只要有一个钥匙、一个 密码柜就可以参加了。

1 基本概念
1.1 区块链定义

区块链/ Blockchain
区块链技术是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。 
块链式数据结构/ Chained-Block Data Structure

一段时间内发生的事务处理以区块为单位进行存储,并以密码学算法将区块按时间先后 顺序连接成链条的一种数据结构。

去信任/ Trustless
去信任表示用户不需要相信任何第三方。用户使用去信任的系统或技术处理交易时非常 安全和顺畅,交易双方都可以安全地交易,而不需要依赖信任的第三方。

点对点/ Peer-to-Peer / P2P
通过允许单个节点与其他节点直接交互,无需通过中介机构,从而实现整个系统像有组 织的集体一样运作的系统。

去中心化/ Decentralized
去中心化是区块链最基本的特征,指区块链不依赖于中心的管理节点,能够实现数据的 分布式记录、存储和更新。

中本聪/ Satoshis Nakamoto
中本聪是比特币的发明人或发明组织,目前身份存疑。“中本聪”也可能仅仅是个化名。 中本聪于 2008 年发表了一篇名为《比特币:一种点对点式的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)的论文,描述了一种被称为“比特币”的电子 货币及其算法,被视为是区块链的第一个成功实践。

1.2 区块链特性
匿名性/ Anonymous

由于区块链各节点之间的数据交换遵循固定且预知的算法,因此区块链网络是无须信任 的,可以基于地址而非个人身份进行数据交换。

自治性/ Autonomous
区块链采用基于协商一致的机制,使整个系统中的所有节点能在去信任的环境自由安全 地交换数据、记录数据、更新数据,任何人为的干预都不起作用。

开放性/ Openness
区块链系统是开放的,任何节点都能够拥有全网的总账本,除了数据直接相关各方的私 有信息通过非对称加密技术被加密外,区块链的数据对所有节点公开,因此整个系统信 息高度透明。

可编程/ Programmable
分布式账本的数字性质意味着区块链交易可以关联到计算逻辑,并且本质上是可编程 的。因此,用户可以设置自动触发节点之间交易的算法和规则。

可追溯/ Traceability
区块链通过区块数据结构存储了创世区块后的所有历史数据,区块链上的任一一条数据 皆可通过链式结构追溯其本源。

不可篡改/ Tamper Proof
区块链的信息通过共识并添加至区块链后,就被所有节点共同记录,并通过密码学保证 前后互相关联,篡改的难度与成本非常高。

集体维护/ Collectively Maintain
区块链系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护,所有节点都可以通过公开的接 口查询区块链数据和开发相关应用。

无需许可/ Permissionless
无需许可表示所有节点都可以请求将任何交易添加到区块链中,但只有在所有用户都认 为合法的情况下才可进行交易。

1.3 区块链类
根据应用范围

公有链/ Public Blockchain
公有链的任何节点都是向任何人开放的,每个人都可以参与到这个区块链中的计算,而 且任何人都可以下载获得完整区块链数据,即全部账本。

联盟链/ Consortium Blockchain
联盟链是指参与每个节点的权限都完全对等,各节点在不需要完全互信的情况下就可以 实现数据的可信交换,联盟链的各个节点通常有与之对应的实体机构组织,通过授权后 才能加入或退出网络。联盟链是一种公司与公司、组织与组织之间达成联盟的模式。

私有链/ Private Blockchain
在某些区块链的应用场景下,开发者并不希望任何人都可以参与这个系统,因此建立一 种不对外公开、只有被许可的节点才可以参与并且查看所有数据的私有区块链,私有链 一般适用于特定机构的内部数据管理与审计。 

根据部署机制
主链/ 主网/ Main net
通常区块链,尤其是公有链都有主网和测试网。主网是区块链社区公认的可信区块链网 络,其交易信息被全体成员所认可。有效的区块在经过区块链网络的共识后会被追加到 主网的区块账本中。

测试链/ 测试网/ Testnet
测试链是对应主网具有相同功能,但主要目的用于测试的区块链。由于测试链是为了在 不破坏主链的情况下尝试新想法而建立的,只作为测试用途,因此测试链上的测试币不 具备交易价值。比特币的测试链已经历多次重置,以阻止将其测试币用作交易、投机用 途的行为。

根据对接类
侧链/ Side Chain

侧链是主链外的另一个区块链,锚定主链中的某一个节点,通过主链上的计算力来维护 侧链的真实性,实现公共区块链上价值与其他账簿上价值在多个区块链间的转移。最具 代表性的实现有 Blockstream。这种主链和侧链协同的区块链架构中的主链有时也被称 为母链(Parent chain)。

互联链/ InterChains
针对特定领域的应用可能会形成各自垂直领域的区块链,互联链就是一种通过跨链技术 连接不同区块链的基础设施:包括数据结构和通信协议,其本身通常也是区块链。各种 不同的区块链通过互联链互联互通并形成更大的区块链生态。与互联网一样,互联链的 建立将形成区块链的全球网络。

1.4 区块链层级结构
数据层/ Data Layer
数据层主要描述区块链的物理形式,是区块链上从创世区块起始的链式结构,包含了区 块链的区块数据、链式结构以及区块上的随机数、时间戳、公私钥数据等,是整个区块 链技术中最底层的数据结构。

网络层/ Network Layer
网络层主要通过 P2P 技术实现分布式网络的机制,网络层包括 P2P 组网机制、数据传 播机制和数据验证机制,因此区块链本质上是一个 P2P 的网络,具备自动组网的机制, 节点之间通过维护一个共同的区块链结构来保持通信。

共识层/ Consensus Layer
共识层主要包含共识算法以及共识机制,能让高度分散的节点在去中心化的区块链网络 中高效地针对区块数据的有效性达成共识,是区块链的核心技术之一,也是区块链社群 的治理机制。目前至少有数十种共识机制算法,包含工作量证明、权益证明、权益授权 证明、燃烧证明、重要性证明等。

数据层、网络层、共识层是构建区块链技术的必要元素,缺少任何一层都不能称之为真 正意义上的区块链技术。
激励层/ Actuator Layer

激励层主要包括经济激励的发行制度和分配制度,其功能是提供一定的激励措施,鼓励 节点参与区块链中安全验证工作,并将经济因素纳入到区块链技术体系中,激励遵守规 则参与记账的节点,并惩罚不遵守规则的节点。

合约层/ Contract Layer
合约层主要包括各种脚本、代码、算法机制及智能合约,是区块链可编程的基础。将代 码嵌入区块链或是令牌中,实现可以自定义的智能合约,并在达到某个确定的约束条件 的情况下,无需经由第三方就能够自动执行,是区块链去信任的基础。

应用层/ Application Layer
区块链的应用层封装了各种应用场景和案例,类似于电脑操作系统上的应用程序、互联 网浏览器上的门户网站、搜寻引擎、电子商城或是手机端上的 APP,将区块链技术应 用部署在如以太坊、EOS、QTUM 上并在现实生活场景中落地。未来的可编程金融和 可编程社会也将会是搭建在应用层上。

激励层、合约层和应用层不是每个区块链应用的必要因素,一些区块链应用并不完整包 含此三层结构。
2 区块链基本技术
2.1 区块数据

区块/ Block
区块是在区块链网络上承载交易数据的数据包,是一种被标记上时间戳和之前一个区块 的哈希值的数据结构,区块经过网络的共识机制验证并确认区块中的交易。

父块/ Parent Block
父块是指区块的前一个区块,区块链通过在区块头记录区块以及父块的哈希值来在时间 上排序。

区块头/ Block Header
记录当前区块的元信息,包含当前版本号、上一区块的哈希值、时间戳、随机数、 Merkle Root 的哈希值等数据。此外,区块体的数据记录通过 Merkle Tree 的哈希过程 生成唯一的 Merkle Root 记录于区块头。

区块体/ Block Body
记录一定时间内所生成的详细数据,包括当前区块经过验证的、区块创建过程中生成的 所有交易记录或是其他信息,可以理解为账本的一种表现形式。

哈希值/ 散列值/ Hash Values / Hash Codes / Hash Sums / Hashes
哈希值通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串来代表,是一组任意长度的输入信 息通过哈希算法得到的“数据指纹”。因为计算机在底层机器码是采用二进制的模式, 因此通过哈希算法得到的任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值,即哈 希值。此外,哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式,如果通过哈希一段明 文得到哈希值,哪怕只更改该段明文中的任意一个字母,随后得到的哈希值都将不同。

时间戳/ Timestamp
时间戳从区块生成的那一刻起就存在于区块之中,是用于标识交易时间的字符序列,具 备唯一性,时间戳用以记录并表明存在的、完整的、可验证的数据,是每一次交易记录 的认证。

随机数/ 一次性的随机数/ Nonce
Nonce 是指“只使用一次的随机数”,在挖矿中是一种用于挖掘加密货币的自动生成的、 毫无意义的随机数,在解决数学难题的问题中被使用一次之后,如果不能解决该难题则 该随机数就会被拒绝,而一个新的 Nonce 也会被测试出来并且直到问题解决,当问题 解决时矿工就会得到加密货币作为奖励。在区块结构中,Nonce 是基于工作量证明所设 计的随机数字,通过难度调整来增加或减少其计算时间;在信息安全中,Nonce 是一个 在加密通信只能使用一次的数字;在认证协议中,Nonce 是一个随机或伪随机数,以避免重放攻击。

梅克尔树/ Merkle Tree
梅克尔树(又叫哈希树)是一种二叉树,是一种高效和安全的组织数据的方法,被用来 快速查询验证特定交易是否存在,由一个根节点、一组中间节点和一组叶节点组成。它 使用哈希算法将大量的书面信息转换成一串独立的字母或数字。最底层的叶节点包含存 储数据或其哈希值,每个中间节点是它的两个子节点内容的哈希值,根节点也是由它的 两个子节点内容的哈希值组成。

区块容量/ Block Size
区块链的每个区块,都是用来承载某个时间段内的数据的,每个区块通过时间的先后顺 序,使用密码学技术将其串联起来,形成一个完整的分布式数据库,区块容量代表了一 个区块能容纳多少数据的能力。

未花费的交易输出/ Unspent Transaction Output / UTXO
未花费的交易输出是一个包含交易数据和执行代码的数据结构,可以理解为收到的但尚 未花费的加密货币清单。比特币和其他加密货币在其区块链技术中使用 UTXO,以验 证一个人是否拥有未使用的加密货币可用于支出。

2.2 链式结构
链/ Chain
链是由区块按照发生的时间顺序,通过区块的哈希值串联而成,是区块交易记录及状态 变化的日志记录。

链下/ Off-chain
区块链系统从功能角度讲,是一个价值交换网络,链下是指不存储于区块链上的数据。

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