Blockchain ist ein dezentrales, verteiltes digitales Hauptbuch, das die Transparenz und die manipulationssichere Natur von Transaktionsdaten gewährleistet und gleichzeitig die Abhängigkeit von Vertrauen in zentralisierte Intermediäre verringert. Dies wird erreicht, indem Transaktionen in chronologischer Reihenfolge in "Blocks" verpackt und kryptografische Methoden wie Hashfunktionen und Konsensmechanismen verwendet werden, um Informationen zu realisieren, die unveränderlich und nachverfolgbar sind. Darüber hinaus unterstützt Blockchain programmierbare Funktionen wie Smart Contracts und bietet eine grundlegende Basis für dezentrale Anwendungen (DApps) und finanzielle Innovationen. Es wird in Bereichen wie Kryptowährung und Lieferkettenmanagement weit verbreitet eingesetzt.
1. Kernkomponenten und Datenstrukturen
Block（Block）
Jeder Block besteht typischerweise aus einem Blockheader (einschließlich des Hashs des vorherigen Blocks, Zeitstempel, Nonce usw.) und einem Blockkörper (Transaktionsliste). Die vorhergehenden und folgenden Blöcke sind durch Hashes miteinander verbunden, um die Integrität der Blockchain zu gewährleisten.
Hash- und Chain-Struktur
Der vorherige Blockhash im Blockheader verbindet alle Blöcke miteinander; jede Manipulation an den verpackten Transaktionen wird den Hashwert ändern, was dazu führt, dass die Kette bricht und von den Netzwerk-Knoten abgelehnt wird.
Merkle-Baum und Patricia Merkle-Patricia Trie
Der Merkle-Baum wird verwendet, um effizient zu überprüfen, ob Transaktionen in einem Block enthalten sind, während Ethereum ihn zu Patricia Merkle-Patricia Trie erweitert, um die Speicher- und Abrufeffizienz von Zustandsdaten zu optimieren.
2.Konsensmechanismus
Knoten im Blockchain-Netzwerk müssen durchlaufen.
Konsensmechanismus(Konsensmechanismus), um die Konsistenz des Ledger-Zustands zu erreichen. Häufige Mechanismen sind Proof of Work (PoW) und Proof of Stake (PoS). Der Konsensmechanismus bestimmt nicht nur, wer das Recht hat, neue Blöcke zu verpacken, sondern schützt auch vor böswilligen Angreiferknoten und gewährleistet die Dezentralisierung und Sicherheit des Netzwerks.
3. Smart Contract
Smart Contracts sind Programme, die auf der Blockchain bereitgestellt werden und sich durch automatische Ausführung, Unveränderlichkeit und Selbstverifizierung auszeichnen. Sie sind in der Lage, vereinbarte Operationen automatisch abzuschließen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Sie laufen in Umgebungen wie der Ethereum Virtual Machine (EVM) und können verschiedene innovative Anwendungen wie dezentrale Handelsplattformen und vertrauenslose Finanztools (DeFi) (Ethereum) ermöglichen.
4. Sicherheit und Dezentralisierung
Die Sicherheit der Blockchain basiert auf
Kryptografischer Hash 、
Digitale Signatur und
Verteilte Speicherung Der Mechanismus macht es nahezu unmöglich, dass einzelne Manipulationen oder Fälschungen auftreten. Gleichzeitig warten die Netzwerknoten gemeinsam das Hauptbuch, ohne dass eine zentralisierte Institution erforderlich ist, wodurch die Risiken von Zensur und Ausfallzeiten verringert und eine hohe Verfügbarkeit sowie Zensurresistenz erreicht werden.
5. Die Anwendung von Blockchain in der Kryptowährungsindustrie
- Digitale Währung Bitcoin, Ethereum und andere blockchain-basierte native Vermögenswerte sind zu Fahrzeugen für die Wertaufbewahrung und den Austausch geworden.
- Dezentralisierte Finanzen (DeFi) Finanzinnovationen wie Kreditvergabe, automatisiertes Market Making (AMM) und Derivatehandel entwickeln sich schnell auf der Blockchain.
- Cross-Chain Bridges : Erreichen der Interoperabilität von Vermögenswerten zwischen verschiedenen öffentlichen Blockchains, wie Lösungen zum Bridging von Ethereum zu anderen Netzwerken.
- NFT und Metaverse Ein digitales Vermögenszertifikat mit einer einzigartigen Kennung, das ein neues Modell für den Handel mit Kunst, Spielen und virtuellen Vermögenswerten bietet.
