一、什么是区块链
区块链有两个含义:
1、区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
2、区块链是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
二、简述区块链的基本数据结构及其特性
区块链的基本数据结构及其特性如下:
区块链的基本数据结构包括区块和链。每个区块包含了一定数量的交易信息,以及前一个区块的数字指纹(也称为哈希值)。这个哈希值链接了所有之前的区块,从而形成了一条不可篡改的链。
具体来说,每个区块通常包含以下内容:
1、区块头:包含了前一个区块的哈希值、时间戳、当前区块的哈希值等关键信息。
2、区块体:包含了具体的交易信息,这些交易被打包成一个区块中。
3、在区块链中,每个新区块都必须通过特定的算法(如SHA-256)从上一个区块生成,这确保了每个新区块在逻辑上顺序排列,从而形成了一条不可篡改的链。此外,每个新区块都必须经过多个节点(即矿工)验证后才能被添加到区块链中,这增加了区块链的可靠性和安全性。
区块链的特性主要包括:
1、不可篡改:一旦一个区块被添加到区块链中,它就不能被更改,因为任何更改都会导致哈希值发生变化,从而破坏整个区块链的完整性。
2、匿名性:区块链中的交易信息通常是匿名的,这意味着交易的发起者可以保持匿名,除非他们选择公开身份。
3、去中心化:区块链不依赖于任何中心机构或第三方信任,而是通过分布式网络和共识机制来确保数据的一致性和可靠性。
4、透明度:虽然交易的发起者可以保持匿名,但区块链中的所有交易都是公开可查的,这增加了系统的透明度。
区块链的作用
1、建立去中心化、透明、安全、不可篡改的分布式数据库:区块链技术可以去除中间商和平台,实现点对点的交易和数据共享,降低了交易成本和风险。
2、提高数据的可靠性:区块链技术采用密码学和共识机制保证数据的安全性和不可篡改性,降低了数据泄露和篡改的风险。
3、保证交易的安全性和可追溯性:区块链技术可以记录商品物流信息,用于追踪商品来源。同时,区块链的交易担保功能解决了交易出现问题不知道找谁解决的问题,因为顾客自己写好的代码可以起到担保作用,在未确认收到合格产品前钱不会打到对方账户(分布式支付宝)。
4、促进市场行为人的身份管理:区块链可以管理市场行为人的身份,在用户需要的时候提供身份证明,用于在交易中帮助消费者确认卖家。
三、区块链与大数据存储究竟有着怎样的关系
区块链和大数据存储的关系如下:
一、数据安全:区块链让数据真正“放心”流动起来
区块链以其可信任性、安全性和不可篡改性,让更多数据被解放出来。用一个典型案例来说明,即区块链是如何推进基因测序大数据产生的。区块链测序可以利用私钥限制访问权限,从而规避法律对个人获取基因数据的限制问题,并且利用分布式计算资源,低成本完成测序服务。区块链的安全性让测序成为工业化的解决方案,实现了全球规模的测序,从而推进数据的海量增长。
二、数据开放共享:区块链保障数据私密性
政府掌握着大量高密度、高价值数据,如医疗数据、人口数据等。政府数据开放是大势所趋,将对整个经济社会的发展产生不可估量的推动力。然而,数据开放的主要难点和挑战是如何在保护个人隐私的情况下开放数据。基于区块链的数据脱敏技术能保证数据私密性,为隐私保护下的数据开放提供了解决方案。数据脱敏技术主要是采用了哈希处理等加密算法。例如,基于区块链技术的英格码系统(Enigma),在不访问原始数据情况下运算数据,可以对数据的私密性进行保护,杜绝数据共享中的信息安全问题。例如,公司员工可放心地开放可访问其工资信息的路径,并共同计算出群内平均工资。每个参与者可得知其在该组中的相对地位,但对其他成员的薪酬一无所知。
数据HASH脱敏处理示意图
三、数据存储:区块链是一种不可篡改的、全历史的、强背书的数据库存储技术
区块链技术,通过网络中所有节点共同参与计算,互相验证其信息的真伪以达成全网共识,可以说区块链技术是一种特定数据库技术。迄今为止我们的大数据还处于非常基础的阶段,基于全网共识为基础的数据可信的区块链数据,是不可篡改的、全历史的、也使数据的质量获得前所未有的强信任背书,也使数据库的发展进入一个新时代。
四、数据分析:区块链确保数据安全性
数据分析是实现数据价值的核心。在进行数据分析时,如何有效保护个人隐私和防止核心数据泄露,成为首要考虑的问题。例如,随着指纹数据分析应用和基因数据检测与分析手段的普及,越来越多的人担心,一旦个人健康数据发生泄露,将可能导致严重后果。区块链技术可以通过多签名私钥、加密技术、安全多方计算技术来防止这类情况的出现。当数据被哈希后放置在区块链上,使用数字签名技术,就能够让那些获得授权的人们才可以对数据进行访问。通过私钥既保证数据私密性,又可以共享给授权研究机构。数据统一存储在去中心化的区块链上,在不访问原始数据情况下进行数据分析,既可以对数据的私密性进行保护,又可以安全地提供给全球科研机构、医生共享,作为全人类的基础健康数据库,对未来解决突发疾病、疑难疾病带来极大的便利。
五、数据流通:区块链保障数据相关权益
对于个人或机构有价值的数据资产,可以利用区块链对其进行注册,交易记录是全网认可的、透明的、可追溯的,明确了大数据资产来源、所有权、使用权和流通路径,对数据资产交易具有很大价值。
一方面,区块链能够破除中介拷贝数据威胁,有利于建立可信任的数据资产交易环境。数据是一种非常特殊的商品,与普通商品有着本质区别,主要是具有所有权不清晰、“看过、复制即被拥有”等特征,这也决定了使用传统商品中介的交易方式无法满足数据的共享、交换和交易。因为中介中心有条件、有能力复制和保存所有流经的数据,这对数据生产者极不公平。这种威胁仅仅依靠承诺是无法消除的,而这种威胁的存在也成为阻碍数据流通巨大障碍。基于去中心化的区块链,能够破除中介中心拷贝数据的威胁,保障数据拥有者的合法权益。
另一方面,区块链提供了可追溯路径,能有效破解数据确权难题。区块链通过网络中多个参与计算的节点来共同参与数据的计算和记录,并且互相验证其信息的有效,既可以进行信息防伪,又提供了可追溯路径。把各个区块的交易信息串起来,就形成了完整的交易明细清单,每笔交易来龙去脉非常清晰、透明。另外,当人们对某个区块的“值”有疑问时,可方便地回溯历史交易记录进而判别该值是否正确,识别出该值是否已被篡改或记录有误。
一切在区块链上有了保障,大数据自然会更加活跃起来。
币盈中国平台上众筹项目的代币都是基于区块链技术开发出来的,相关的信息都会记录到区块链上。
四、分布式数据库和区块链的区别在哪些方面
区块链是一种共享的分布式数据库技术。尽管不同报告中对区块链的一句话介绍措辞都不相同,但以下4个技术特点是共识性的。
1.去中心化(Decentralized):图1的左侧描述了当今金融系统的中心化特征,右侧描述的是正在形成的去中心化金融系统,其没有中介机构,所有节点的权利和义务都相等,任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作;
2.去信任(Trustless):系统中所有节点之间无需信任也可以进行交易,因为数据库和整个系统的运作是公开透明的,在系统的规则和时间范围内,节点之间无法欺骗彼此;
3.集体维护(Collectively Maintain):系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的,系统中所有人共同参与维护工作;
4.可靠数据库(Reliable Database):系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,修改单个节点的数据库是无效的,因为系统会自动比较,认为最多次出现的相同数据记录为真。
比特币、以太坊、DECENT这些项目的区块链都是具备这些特点的。
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