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区块链的秘密--区块链开发入门

区块链这么火,可是你很快就会发现,想要入门区块链编程,尤其是想要从零开始学习区块链编程,根本都找不到突破口!

那么,要掌握区块链开发技术,应该学习哪些知识,应该学习哪些编程语言,才能快速入门区块链编程?

区块链是什么

区块链是什么?一句话,它是一种特殊的分布式数据库技术的实现。

首先,区块链的主要作用是储存信息。任何需要保存的信息,都可以写入区块链,也可以从里面读取,所以它是数据库。

其次,任何人都可以架设服务器,加入区块链网络,成为一个节点。区块链的世界里面,没有中心节点,每个节点都是平等的,都保存着整个数据库。你可以向任何一个节点,写入/读取数据,因为所有节点最后都会同步,保证区块链一致。

分布式数据库并非新发明,市场上早有此类产品。但是,区块链有一个革命性特点。

区块链没有管理员,它是彻底无中心的。其他的数据库都有管理员,但是区块链没有。如果有人想对区块链添加审核,也实现不了,因为它的设计目标就是防止出现居于中心地位的管理当局。

正是因为无法管理,区块链才能做到无法被控制。否则一旦大公司大集团控制了管理权,他们就会控制整个平台,其他使用者就都必须听命于他们了。

但是,没有了管理员,人人都可以往里面写入数据,怎么才能保证数据是可信的呢?被坏人改了怎么办?请接着往下读,这就是区块链奇妙的地方。

那么,什么是区块?

区块链由一个个区块(block)组成。区块很像数据库的记录,每次写入数据,就是创建一个区块。

每个区块包含两个部分。

  • 区块头(Head):记录当前区块的特征值
  • 区块体(Body):实际数据

区块头包含了当前区块的多项特征值。

  • 生成时间
  • 实际数据(即区块体)的哈希
  • 上一个区块的哈希

这里,你需要理解什么叫哈希(hash),这是理解区块链必需的。

什么是哈希?

所谓”哈希”就是计算机可以对任意内容,计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位,这就是说,不管原始内容是什么,最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证,只要原始内容不同,对应的哈希一定是不同的。

举例来说,字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0(十六进制),转成二进制就是256位,而且只有123能得到这个哈希。(理论上,其他字符串也有可能得到这个哈希,但是概率极低,可以近似认为不可能发生。)

因此,就有两个重要的推论。

  • 推论1:每个区块的哈希都是不一样的,可以通过哈希标识区块。
  • 推论2:如果区块的内容变了,它的哈希一定会改变。

为什么叫区块链?

区块与哈希是一一对应的,每个区块的哈希都是针对”区块头”(Head)计算的。也就是说,把区块头的各项特征值,按照顺序连接在一起,组成一个很长的字符串,再对这个字符串计算哈希。

Hash = SHA256( 区块头 )
  • 1

上面就是区块哈希的计算公式,SHA256是区块链的哈希算法。注意,这个公式里面只包含区块头,不包含区块体,也就是说,哈希由区块头唯一决定,

前面说过,区块头包含很多内容,其中有当前区块体的哈希,还有上一个区块的哈希。这意味着,如果当前区块体的内容变了,或者上一个区块的哈希变了,一定会引起当前区块的哈希改变。

这一点对区块链有重大意义。如果有人修改了一个区块,该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它(因为下一个区块包含上一个区块的哈希),该人必须依次修改后面所有的区块,否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因,哈希的计算很耗时,短时间内修改多个区块几乎不可能发生,除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。

正是通过这种联动机制,区块链保证了自身的可靠性,数据一旦写入,就无法被篡改。这就像历史一样,发生了就是发生了,从此再无法改变。

每个区块都连着上一个区块,这也是”区块链”这个名字的由来。

区块链适合的应用场景

我们都知道,在技术上不存在银弹,区块链也不是。

区块链作为无人管理的分布式数据库,从2009年开始已经运行了8年,没有出现大的问题。这证明它是可行的。

但是,为了保证数据的可靠性,区块链也有自己的代价。一是效率,数据写入区块链,最少要等待十分钟,所有节点都同步数据,则需要更多的时间;二是能耗,区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算,这是非常耗费能源的。

因此,区块链有它自己的适用场景:

  • 不存在所有成员都信任的管理当局
  • 写入的数据不要求实时使用
  • 挖矿的收益能够弥补本身的成本

如果无法满足上述的条件,那么传统的数据库是更好的解决方案。

区块链平台选择

如果你要学习区块链的开发,首先需要选择合适的区块链平台。目前区块链有1.0和2.0之说。

区块链 1.0

主要由数字货币和支付行为组成。特征包括:

  • 以区块为单位的链状数据块结构;
  • 共享账本;
  • 非对称加密;
  • 源代码开源

区块链1.0主要具备的是去中心化的数字货币和支付平台的功能 ; 目标是为了去中心化,典型代表就是比特币(Bitcoin)。区块链1.0对开发者并不是很友好。

区块链 2.0

主要特点是支持智能合约和去中心化应用开发。

  • 智能合约:区块链系统中的应用,是已编码的可自动运行的业务逻辑,通常有自己的代币和专用开发语言;
  • 去中心化应用:即DApp,包含用户界面 的应用,包括但不限于各种加密货币,如以太钱包;虚拟机,用于执行智能合约编译后 的代码,虚拟机是图灵完备的。智能合约开始在区块链上应用,用机器合约指令代替 人工操作,让一切变得更加透明,没人有人为操作,干扰。比如以太坊上的ICO,就大大降低了融资成本。

因此,区块链2.0是对开发者友好的区块链平台。以太坊是区块链2.0的典型代表。

区块链开发语言选择

开发语言的选择取决于你要做什么事情。

如果你要自己实现一个区块链平台,那选择什么开发语言都可以,比如:java、c/c++、python、nodejs、go…

如果你要对已有的区块链平台进行底层改造,那就看这个平台的主流开发语言是什么。例如以太坊的底层协议实现最流行的版本是采用go语言,那么你可以学习go。

如果你要基于已有的区块链进行应用开发,那么就要看这个平台的约束。例如以太坊上智能合约的主流开发语言是solidity,去中心化应用的开发语言是nodejs和html/javascript/css。

因此,对于希望学习区块链开发技术的工程师而言,从以太坊应用开发入手是最佳的区块链开发入门方式,如果你已经有web开发基础,只需要先理解智能合约的概念和作用,然后学习solidity来开发以太坊区块链的智能合约,结合web前端,就可以快速开发出一个基于区块链的去中心化应用了!

--------------------- 本文来自 DemonHunter211 的CSDN 博客 ,全文地址请点击:https://blog.csdn.net/kwame211/article/details/80117460?utm_source=copy 


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