什么是区块链技术?

区块链技术是一种高级数据库机制,允许在企业网络中透明地共享信息。区块链数据库将数据存储在区块中,而数据库则一起链接到一个链条中。数据在时间上是一致的,因为在没有网络共识的情况下,您不能删除或修改链条。因此,您可以使用区块链技术创建不可改变的分类账,以便跟踪订单、付款、账户和其他交易。系统内置的机制可以阻止未经授权的交易条目并在这些交易的共享视图中创建一致性。

为什么区块链很重要?

传统数据库技术为记录金融交易带来了很多难题。例如,在房地产销售领域。在交换资金后,房地产的所有权将转移给买方。买卖双方中的任何一方均可记录货币交易,但任何一方的来源均不可信。即便卖方已收款,也可轻松声称他们未收款;同样,即便买方未付款,也可辩称他们已付款。

为了避免潜在的法律问题,需要一个可信的第三方负责监督和验证交易。这种中央机构的存在,不仅会使交易复杂化,还会造成单点漏洞。如果该中央数据口遭到入侵,双方都有可能蒙受损失。

区块链通过创建去中心化的防篡改系统来记录交易,可以缓解此类问题。在房地产交易场景中,区块链可分别为买方和卖方创建一个分类账。所有交易都必须获得双方批准,并将在双方的分类账中实时更新。历史交易中的任何损坏都会导致整个分类账损坏。区块链技术的这些属性以使其用于各个行业部类,包括比特币 (Bitcoin) 等数字货币的创造。

不同行业如何使用区块链?

区块链是一种新兴技术,很多行业都以创新方式采用了此技术。我们将在以下小节中介绍不同行业中的一些使用案例:

能源

多家能源公司使用区块链技术创建点对点能源交易平台,并简化可再生能源的获得。例如,考虑以下用途:

  • 多家基于区块链的能源公司创建了交易平台,用于个人之间的电力销售。拥有太阳能电池板的业主使用此平台将其多余的太阳能销售给邻居。该流程大部分是自动化的:智能电表创建交易,区块链则记录交易。
  • 借助基于区块链的众筹计划,用户可在缺乏能源获得途径的社区内赞助和拥有太阳能电池板。在太阳能电池板建好后,赞助商还可以向这些社区收取租金。

金融

传统金融系统(如银行和证券交易所)使用区块链服务来管理在线支付、账户和市场交易。例如,新加坡交易所 (Singapore Exchange Limited) 是一家在整个亚洲提供金融交易服务的投资控股公司,该公司使用区块链技术构建了更高效的跨行支付账户。通过采用区块链,该公司解决了多个难题,包括数千项金融交易的批处理和手动对账。

媒体和娱乐

多家媒体和娱乐公司使用区块链系统来管理版权数据。版权验证对于艺术家的公平补偿至关重要。需要多次交易才能记录版权内容的销售或转让。日本索尼音乐娱乐公司 (Sony Music Entertainment Japan) 使用区块链服务使数字版权管理更加高效。该公司成功使用区块链策略提高了版权处理效率并降低了成本。

零售

多家零售公司使用区块链跟踪商品在供应商与买家之间的转移。例如,Amazon 零售为一套分布式分类账技术系统申请了专利,该系统使用区块链技术来验证并确保在该平台上销售的所有商品均为正品。Amazon 卖家可以通过允许参与者(如制造商、快递公司、分销商、最终用户和二级用户)向证书颁发机构注册后将事件添加到分类账,映射其全球供应链。 

区块链技术具有哪些功能?

区块链技术具有以下主要功能:

去中心化

区块链中的去中心化是指将控制权和决策权从中心化实体(个人、组织或团体)转让给分布式网络。去中心化区块链网络使用透明度来减少对参与者之间取得信任的需要。这些网络还以削弱网络功能性的方式,阻止参与者彼此施加权力或控制。

不可变性

不可变性是指某些内容不能更改或改变。一旦某个参与者将交易记录到共享分类账中,则任何参与者均不能篡改该交易。如果某个交易记录包含错误,则您必须添加新交易以修正错误,并且整个网络均可看见这两个交易。

共识

区块链系统将建立关于参与者就记录交易达成共识的规则。仅当网络中的大部分参与者都同意时,才能记录新交易。

区块链技术包含哪些关键组件?

区块链架构包含以下主要组件:

分布式分类账

分布式分类账是区块链网络中用于存储交易的共享数据库,如团队中的每个人均可编辑的共享文件。在大多数共享文本编辑者中,任何拥有编辑权限的人员均可删除整个文件。但分布式分类账技术对于谁能编辑以及如何编辑具有严格规则。一旦条目已被记录,您就无法删除它们。

智能合约

很多公司使用智能合约来自行管理业务合约,而不需要第三方的帮助。智能合约是存储在区块链系统上的程序,这些程序将在符合预先确定的条件时自动运行。这些程序将运行条件语句检查,以便能够放心地完成交易。例如,某家物流公司可能拥有一份智能合约,约定一旦商品抵达港口将自动进行付款。

公钥加密

公钥加密是一种安全功能,用于唯一标识区块链网络中的参与者。此机制将为网络成员生成两组密钥。一组密钥是公钥,对于网络中的每个人都是公用的。另一组密钥是私钥,对于每个成员都是唯一的。私钥与公钥配合使用,解锁分类账中的数据。 

例如,John 和 Jill 是网络中的两个成员。John 记录了一项交易,并用其私钥进行了加密。Jill 可以使用其公钥解密该交易。通过这种方式,Jill 可以确信 John 进行了该交易。如果 John 的私钥已被篡改,则 Jill 的公钥不会发挥作用。

区块链的工作原理是什么?

虽然区块链的底层机制非常复杂,我们将通过以下步骤提供简要概述。区块链软件可以自动执行以下大部分步骤:

第 1 步 – 记录交易

区块链交易显示实体资产或数字资产从区块链网络中的一方向另一方的转移。该交易以区块的形式记录,可能包括如下细节:

  • 谁参与了该交易?
  • 交易期间发生了什么情况?
  • 交易是在何时进行的?
  • 交易是在哪里进行的?
  • 为什么进行该交易?
  • 交换了多少资产?
  • 交易期间符合多少前提条件?

第 2 步 – 达成共识

分布式区块链网络中的大多数参与者必须就已记录的交易是有效的达成一致。根据网络类型,达成协议的规则可能有所不同,但通常是在网络开始建立时就制定好的。

一旦参与者达成了共识,会将区块链中的交易写入区块,区块就相当于分类账账簿中的页面。连同交易一起,还会将一个加密哈希附加到新区块。该哈希作为将区块链接在一起的链条。如果有意或无意修改了区块的内容,则该哈希值也将更改,这将提供一种检测数据篡改的方式。 

因此,区块将与链条安全地链接在一起,且您无法编辑它们。每增加一个区块,都会强化前一个区块的验证,因而也会强化整个区块链的验证。这就像是堆砌木块建塔一样。您只能在前一层木块之上堆叠木块,如果您从塔的中间取出一个木块,则整座塔将垮塌。

第 4 步 – 共享分类账

该系统会将中心分类账的最新副本分发给所有参与者。

区块链网络有哪些类型?

有四种主要类型的去中心化或分布式区块链网络:

公有区块链网络

公有区块链无需权限,任何人均可加入它们。此类区块链的所有成员享有读取、编辑和验证区块链的平等权限。人们主要将公有区块链用于交换和挖掘加密货币,如比特币、以太坊 (Ethereum) 和莱特币 (Litecoin)。 

私有区块链网络

一个组织可以控制多个私有区块链,又称为托管式区块链。该机构决定谁能成为成员,以及他们在该网络中拥有哪些权限。私有区块链只是部分去中心化,因为它们具有访问限制。Ripple 就是一个私有区块链的示例,它是一个面向企业的数字货币交换网络。

混合区块链网络

混合区块链结合了私有网络和公有网络的元素。公司可随公有系统一起建立私有、基于权限的系统。通过这种方法,公司可以控制对区块链中存储的特定数据的访问,同时保持其余数据处于公开状态。公司使用智能合约允许公有成员检查私有交易是否已经完成。例如,混合区块链可以授予对数字货币的公有访问权限,同时保持银行拥有的货币处于私有状态。

联盟区块链网络

联盟区块链网络由一组组织负责监管。多家预先选择的组织共同承担维护区块链及确定数据访问权限的职责。对于其中很多组织拥有共同目标并可通过共担责任而获益的行业,通常更喜欢联盟区块链网络。例如,全球航运业务网络联盟 (Global Shipping Business Network Consortium) 是一个非营利性区块链联盟,该联盟致力于实现航运业数字化,以及加强海运业运营商之间的合作。

什么是区块链协议?

术语区块链协议一词是指可用于应用程序开发的不同类型的区块链平台。每种区块链协议都采用基本区块链原则来适应特定行业或应用需求。以下小节提供了一些区块链协议的示例:

Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric 是一个开源项目,包含一套工具和库。企业可以使用它来迅速有效地构建私有区块链应用程序。它是一种模块化通用框架,提供独特的身份管理和访问控制功能。这些功能使其非常适合各种应用,如供应链的跟踪和追踪、贸易金融、忠诚度和奖励,以及金融资产的清算结算。

以太坊

以太坊是一种去中心化开源区块链平台,人们可以将其用于构建公有区块链应用程序。企业以太坊 (Ethereum Enterprise) 专为企业使用案例而设计。

Corda

Corda 是一种专为企业而设计的开源区块链项目。借助 Corda,您可以构建可互操作的区块链网络,用于在严格保密的情况下进行交易。企业可以使用 Corda 的智能合约技术直接进行有价值的交易。其大部分用户是金融机构。

Quorum

Quorum 是一种源自以太坊的开源区块链协议。该协议专为在两种区块链网络中使用而设计:私有区块链网络,其中只有一个成员拥有所有节点;或者联盟区块链网络,其中包含多个成员,每个成员拥有该网络的一部分。

区块链技术是如何发展的?

区块链技术起源于 1970 年代末,当时一位名为 Ralph Merkle 的计算机科学家申请了哈希树(又名 Merkle 树)的专利。这些树是一种计算机科学结构,通过使用加密将区块链接起来,用于存储数据。在 1990 年代末,Stuart Haber 和 W. Scott Stornetta 使用 Merkle 树实现了无法篡改文档时间戳的系统。这是区块链历史上的首个实例。

该技术一直在不断发展,已经经过以下三代:

第一代 – 比特币和其他虚拟货币

2008 年,一个仅知道名字为中本聪 (Satoshi Nakamoto) 的匿名个人或团体,概述了区块链技术的现代形态。中本聪的比特币区块链理念将 1 MB 信息区块用于比特币交易。比特币区块链系统的很多功能,即便是今天也仍处于区块链技术的中心地位。

第二代 – 智能合约

在第一代加密货币出现后的几年,开发人员开始考虑加密货币以外的区块链应用。例如,以太坊的发明者们决定在资产转让交易中使用区块链技术。他们的重要贡献就是智能合约功能。

第三代 – 未来

随着众多公司发现和实现新应用,区块链技术也在不断发展和成长。很多公司正在解决规模和计算能力的限制,在正在进行的区块链革命中,潜在机会是无限的。

区块链技术有哪些好处?

区块链技术可为资产交易管理带来很多好处。我们将在以下小节中列出其中部分好处:

高级安全功能

区块链系统可以提供现代数字交易所需的高级安全和信任功能。对于有人会操纵底层软件为自己生成假币的恐惧始终存在。但区块链使用加密、去中心化和共识三项原则,创建了高度安全、几乎不可能篡改的底层软件系统。不会有单点故障,并且单个用户也无法更改交易记录。

更高的效率

企业间交易可能需要大量时间,还会造成运营瓶颈,尤其是在涉及合规和第三方监管机构时。区块链中的透明度和智能合约可使此类业务交易更快捷、更高效。

更快捷的审计

企业必须能以可审计的方式,安全地生成、交换、归档和重建电子交易。区块链记录按时间顺序不可变,这意味着所有记录均始终按时间顺序排列。这样的数据透明使得审计过程更加快捷。

比特币与区块链之间有什么区别?

比特币与区块链可以互换使用,但它们是两种不同的事物。由于比特币是区块链技术的早期应用,人们无意间开始使用比特币来指代区块链,因而造成了这种误用。但除比特币外,区块链技术还有很多应用。

比特币是一种在没有任何中心化控制的情况下运营的数字货币。最初创建比特币的目的在于在线进行金融交易,但现在已被视为可转换为任何其他全球货币(如美元或欧元)的数字资产。公有比特币区块链网络将创建和管理中心分类账。 

比特币网络

公有分类账记录所有比特币交易,而世界各地的众多服务器则保存此分类账的副本。这些服务器就像银行。只是每个银行仅了解其客户兑换的资金,而比特币服务器则了解世界上的每一笔比特币交易。

任何拥有闲置计算机的人员均可搭建一台此类服务器,称为节点。这就像是开设您自己的比特币银行,而不是银行账户。

比特币挖矿

在公有比特币网络上,成员通过求解加密方程来创建新区块,以挖掘加密货币。该系统将向该网络公开广播每一笔新交易,并在各节点间共享这一信息。每十分钟左右,挖矿者会将这些交易收集到一个新区块中,再将这些新区块永久添加到区块链中,该区块链就像比特币的最终账簿。

由于软件进程的复杂性,因此挖矿需要大量计算资源,并且需要很长时间。作为交换,挖矿者可以赚取少量加密货币。挖矿者相当于记录交易并收取交易费用的现代职员。

该网络上的所有参与者都将使用区块链加密技术,就谁拥有哪些比特币达成共识。

数据库与区块链之间有什么区别?

区块链是一种特殊类型的数据库管理系统,拥有比常规数据库更多的功能。我们将在下面的列表中介绍传统数据库与区块链之间的一些重要区别:

  • 区块链去中心化控制,而不会破坏现有数据中的信任。这在其他数据库系统中是不可能实现的。
  • 参与交易的公司无法共享其整个数据库。但在区块链网络中,每家公司都拥有其分类账副本,并且该系统将自动维护两份分类账之间的一致性。
  • 虽然在大多数数据库系统中,您都可以编辑或删除数据,但在区块链中,您只能插入数据。

区块链与云有什么区别?

术语云一词是指可以在线访问的计算服务。您可以通过云访问软件即服务 (SaaS)、产品即服务 (PaaS) 和基础设施即服务 (IaaS)。云提供商负责管理其硬件和基础设施,并为您提供通过互联网访问这些计算资源的权限。他们还会提供更多其他资源,而不只是数据库管理。如果您想加入公有区块链网络,则需提供您的硬件资源,用于存储您的分类账副本。您也可以将云上的服务器用于此目的。有些云提供商也在云上提供完整的区块链即服务 (BaaS)。

什么是区块链即服务?

区块链即服务 (BaaS) 是第三方在云上提供的一种托管式区块链服务。您可以开发区块链应用程序和数字服务,而云提供商则提供基础设施和区块链构建工具。您要做的就是自定义现有区块链技术,以便更快捷、更高效地采用区块链。   

什么是 AWS 区块链服务?

AWS 区块链服务提供多种专门构建的工具,以满足您的要求。您可以使用这些服务构建从中心化分类账数据库(维护不可变的交易记录)到多方、完全托管式区块链网络(帮助消除中介机构)的一切。AWS 拥有众多来自合作伙伴的经过验证的区块链解决方案,可为所有主要区块链协议提供支持,包括 Hyperledger、Corda、以太坊、Quorum 等。因此,您可以借助 AWS 更轻松、更快捷、更高效地开发区块链和分类账应用程序。部分有用的 AWS 区块链服务如下:

Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) 是一种完全托管式分类账数据库,提供了一个透明、不可变、可以加密方式验证的交易日志。它包含一个内置日志,用于存储每个准确且已排序的数据更改条目。该日志为仅追加型,这意味着用户可以向该日志添加数据,但不能覆盖或删除数据。 

Amazon Managed Blockchain 是一种完全托管式服务,让您可以使用 Hyperledger Fabric 和以太坊轻松加入公有网络或创建和管理可扩展的私有网络。立即创建 AWS 账户开始使用区块链。

什么是 AWS 上的区块链?

机器学习后续步骤

Standard Product Icons (Features) Squid Ink
查看其他与产品相关的资源
了解关于区块链服务的更多信息 
Sign up for a free account
注册免费账户

立即享受 AWS 免费套餐。

注册 
Standard Product Icons (Start Building) Squid Ink
开始在控制台中构建

在 AWS 管理控制台中,使用机器学习开始构建。

登录