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區塊鏈基礎概念(2)

2021-12-29 08:49:42 區塊鏈

區塊資料

區塊/Block

區塊是在區塊鏈網路上承載交易資料的資料包,是一種被標記上時間戳和之前-一個區塊的哈希值的資料結構,區塊經過網路的共識機制驗證并確認區塊中的交易,

父塊/Parent Block

父塊是指區塊的前一個區塊,區塊鏈通過在區塊頭記錄區塊以及父塊的哈希值來在時間上排序,

區塊頭/Block Header

記錄當前區塊的元資訊,包含當前版本號、上-區塊的哈希值、時間戳、亂數、MerkleRoo t的哈希值等資料,此外,區塊體的資料記錄通過Merkle Tree的哈希程序生成唯一的MerkleRoot記錄于區塊頭,


區塊體/Block Body

記錄-定時間內所生成的詳細資料,包括當前區塊經過驗證的、區塊創建程序中生成的所有交易記錄或是其他資訊,可以理解為賬本的一-種表現形式,

哈希值/散列值/Hash Values /HashCodes /Hash Sums /Hashes

哈希值通常用一個短的隨機字母和數字組成的字串來代表,是一組任意 長度的輸入資訊通過哈希演算法得到的”資料指紋”,因為計算機在底層機器碼是采用二進制的模式,因此通過哈希演算法得到的任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值,即哈希值,此外,哈希值是一-段資料唯一且極其緊湊的數值表示形式,如果通過哈希一段明文得 到哈希值,哪怕只更改該明文中的任意一個字母,隨后得到的哈希值都將不同,

哈希函式哈希演算法/ Hash Function

一般的線性表中 ,記錄在結構中的相對位置是隨機的,即和記錄的關鍵字之間不存在確定的關系因此在結構中查找記錄時需進行一系列和關鍵字的比較,這一查找方法建立在“比較"的基礎上,查找的效率依賴于查找程序中所進行的比較次數,理想的情況是能直接找到需要的記錄,因此必須在記錄的存盤位置和它的關鍵字之間建立-一個確定的對應關系f ,使每個關鍵字和結構中一個唯一的存盤位置相對應, 這個對應關系f就是哈希函式,例如,全體的長整數的取值作為一個取值空間 ,映射到全部的位元組整數的取值的空間,這個映射函式就是HASH函式,通常這種映射函式是從-一個非常大的取值空間映射到一個非常小的取值空間,由于不是一對- 一的映射, HASH函式轉換后不可逆,即不可能通過逆操作和HASH值還原出原始的值,而且受到計算能力限制也無法還原出所有可能的全部原始值,HASH函式運用在字典表等需要快速查找的資料結構中,他的計算復雜度幾乎是0(1) ,不會隨著資料量增加而增加,另外-種用途就是檔案簽名,檔案內容很多,將檔案內容通過HASH函式處理后得到個HASH值,驗證這個檔案是否被修改過,只需要把檔案內容用同樣的HASH函式處理后得到HASH值再比對和檔案一起傳 送的HASH值即可,如不公開HASH演算法,那么信道是無法篡改檔案內容的時候篡改檔案HASH值,-般應用的時候 , HASH演算法是公開的,這時候會用一個非對稱加密演算法加密一下這個HASH值,這樣即便能夠計算HASH值,但沒有加密密鑰依然無法篡改加密后HASH值,HASH演算法的另外-一個很廣泛的用途,就是很多程式員都會使用的在資料庫中保存用戶密碼的演算法,通常不會直接保存用戶密碼(這樣DBA就能看到用戶密碼啦,好危險啊) , 而是保存密碼的HASH值,驗證的時候,用相同的HASH函式計算用戶輸入的密碼得到計算HASH值然后比對資料庫中存盤的HASH值是否一致,從而完成驗證,由于用戶的密碼的一樣的可能性是很高的,防止DBA猜測用戶密碼,我們還會用一種俗稱“撒鹽” 的程序,就是計算密碼的HASH值之前,把密碼和另外-個會比較發散的資料拼接,通常我們會用用戶創建時間的毫秒部分,這樣計算的HASH值不大會都是一樣的,會很發散,

時間戳/Timestamp

時間戳從區塊生成的那一刻起就存在于區塊之中,是用于標識交易時間的字符序列,具備睢-性, 時間戳用以記錄并表明存在的、完整的、可驗證的資料,是每一 次交易記錄的認證,

亂數/一次性的亂數nce Nonce

是指“只使用一次的亂數”, 在挖礦中是一種用于挖掘加密貨幣的自動生成的、 毫無意義的亂數,在解決數學難題的問題中被使用一-次之后,如果不能解決該難題則該亂數就會被拒絕,而一個新的Nonce也會被測驗出來并且直到問題解決,當問題解決時礦工就會得到加密貨幣作為獎勵,在區塊結構中, Nonce是基于作業量證明所設計的亂數字,通過難度調整來增加或減少其計算時間;在資訊安全中, Nonce是一個在加密通信只能使用一 次的數字;在認證協議中, Nonce是一個隨機或偽亂數 ,以避免重放攻擊,

梅克爾樹/MerkLe Tree

梅克爾樹(又叫哈希樹)是一種二叉樹,是一種高效和安全的組織資料的方法,被用來快速查詢驗證特定交易是否存在,由一個根節點、一組中間節點和一組葉節點組成,它使用哈希演算法將大量的書面資訊轉換成一串獨立的字母或數字,最底層的葉節點包含存盤資料或其哈希值, 每個中間節點是它的兩個子節點內容的哈希值,根節點也是由它的兩個子節點內容的哈希值組成,

區塊容量/Block Size

區塊鏈的每個區塊,都是用來承載某個時間段內的資料的,每個區塊通過時間的先后順序,使用密碼學技術將其串聯起來,形成-個完整的分布式資料庫,區塊容量代表了- -個區塊能容納多少資料的能力,

未花費的交易輸出/Unspent Transaction Output/UTXO

未花費的交易輸出是一個包含交易資料和執行代碼的資料結構 ,可以理解為收到的但尚未花費的加密貨幣清單,位元幣和其他加密貨幣在其區塊鏈技術中使用UTXO ,以驗證一個人是否擁有未使用的加密貨幣可用于支出,

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