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常见区块链的应用涉及哪些技术概念:从账本到智能合约

摘要

区块链应用涉及账本验证、哈希与默克尔树、共识、交易状态、智能合约、预言机和多签等概念。以比特币和以太坊为例,可以理解这些技术分别解决什么问题,以及链上记录与现实信息之间的边界。

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账本、哈希与共识

比特币开发者文档介绍了交易组成区块、区块通过哈希相连的结构。默克尔树把交易逐层汇总为一个根哈希,可用于核验交易是否被区块收录。全节点独立验证区块,比特币通过工作量证明和累计工作量处理有效链之间的竞争。

这些概念分别对应记录组织、完整性核验和网络协调。理解应用时,需要区分“某条记录被收录”和“记录描述的事情真实发生”:交易收录证明回答前一个问题,无法单独回答后一个问题。

区块链数字身份的科技主题配图

交易与状态表示

比特币采用未花费交易输出,即UTXO:交易消耗已有输出并产生新输出,同一输出不能被重复花费。以太坊智能合约则具有地址、代码和状态,用户可以提交交易调用其中的函数。

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两种结构说明,不同链记录和更新数据的方式存在差异。分析一个应用,应先弄清它记录的是可花费输出、账户余额还是合约状态,不能把一种链的数据模型直接套用到所有区块链。

智能合约与执行费用

以太坊开发者文档将智能合约解释为链上运行的程序。合约语言编写的代码需要编译,部署和执行涉及gas费用;合约之间还可以相互调用。

合约适合表达能够明确编码的规则,例如检查权限、核对输入条件和更新记录。自动执行的准确性取决于规则和程序本身;涉及现实判断时,还需要明确判断结果如何进入链上。

预言机与多签的适用条件

以太坊合约不能自行直接获取链外事件信息,预言机承担将外部数据提供给合约的作用。多签机制则要求达到约定数量的有效签名后才执行操作。

应用依赖现实事件时,重点在于外部数据的来源与可信程度;需要多人共同授权时,重点在于签名门槛和权限分配。数据输入与操作授权是两个不同问题,需要分别设计。

常见问题:上链是否等于可信

哈希关联和共识机制有助于发现改动、提高改写历史的成本,但不能保证最初输入的信息准确。多签可以分散单一密钥带来的风险,也不能自动消除合约错误或多人共同误操作。

以上概念以比特币和以太坊文档描述的机制为例。判断具体应用是否适用,需要核对其所在链的验证规则、数据模型和执行环境,不能仅凭“使用区块链”就推断其具备相同能力。

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