
从分布式账本理解区块链
NIST《区块链技术概览》将区块链描述为以分布式方式实现、能够显现篡改并抵抗篡改的数字账本。其基本用途,是让参与者在共享账本中记录交易;在网络正常运行的条件下,已发布的记录保持稳定。
这里的“分布式”描述记录的组织方式:账本由网络中的多个参与节点共同维护。它与“是否存在中心管理者”属于不同问题,不能仅凭分布式存储就断言一个系统完全没有中心权力。
抗篡改为什么需要条件
“篡改可察觉”强调改动能够被发现,“抗篡改”强调系统具有阻止或增加改写难度的机制。把两者直接说成任何情况下都不可能修改,会忽略网络正常运行这一前提。
理解相关表述时,应同时关注记录是否已经获得协议认可,以及网络是否满足其安全假设。区块链提供的是特定规则和条件下的记录保障,不能据此推导所有输入信息都真实。
共识机制包含哪些内容
以太坊开发者文档将共识机制解释为使分布式节点对区块链状态达成一致的一整套协议、激励与规则。工作量证明和权益证明是其中的组成部分;完整机制还需要处理区块提出、验证及竞争分支选择等问题。
节点可以理解为网络中的参与计算机。多个节点接收到信息的时间可能不同,因此“大家各自保存记录”还不足以保证一致,协议还要规定哪些记录有效,以及出现不同候选记录时如何处理。
工作量证明与权益证明
工作量证明(PoW)通过计算工作建立参与成本;权益证明(PoS)通过质押权益及相应约束建立参与成本。两者都与抵抗女巫攻击有关,即防止参与者仅靠创建大量身份就轻易扩大影响力。
二者不能单独说明一个网络的全部安全性。判断机制如何运作,还需要结合验证规则、分支选择规则以及具体的激励约束。不同实现的细节不能相互套用。
常见问题:分叉与“最长链”
为什么会有竞争分支?多个候选区块可能出现在相近位置,节点也可能先收到不同区块。分叉选择规则用于帮助节点确定继续遵循哪条分支,这类暂时分歧不必然意味着网络永久分裂。
“最长链”是否就是区块数量最多?在相关工作量证明语境中,更准确的理解是比较累计工作量,而非只数区块。阅读行业术语时,应先确认其适用的协议,再理解指标的具体含义。