Eine Blockchain ist eine spezielle Art von verknüpfter Liste. Jeder Eintrag in der Liste enthält seine eigenen Informationen und einen Zeiger auf den nächsten Eintrag in der Liste. Wenn Sie nach einem Element in einer verknüpften Liste suchen, recherchieren Sie es nacheinander, verwenden Sie die Informationen dieses Elements, um das nächste Element zu suchen, und wiederholen Sie den Vorgang. Dieser Prozess kann eine nützliche Methode zum Strukturieren von Daten sein, zum Teil weil Sie zwei Listen zusammenfügen können, indem Sie einen einzelnen Zeiger ändern.
Blockchains sind ein wenig anders, weil sie eher rückwärts als vorwärts verknüpft sind. Wenn ein neuer Block erstellt wird, zeigt er auf den vorhergehenden Block.
Weitere Merkmale einer Blockchain:
- Ein Block enthält eine Reihe von Transaktionen. Eine "Transaktion" ist eine vereinbarte Änderung der Daten von einem Staat in einen anderen. Bei den Daten kann es sich um herkömmliche Dateidaten oder um spezialisierte Daten handeln, beispielsweise um das Eigentum an einer Währung.
- Die Transaktionen in einem Block sind "atomar", was bedeutet, dass sie nicht in kleinere Mengen unterteilt werden können. Entweder sind alle Transaktionen aufgetreten oder gar nichts.
- Der erste erstellte Block wird als Genese-Block bezeichnet . Der Genese-Block ist der einzige Block ohne Vorgänger - jeder zweite Block ist mit dem Genesis-Block verknüpft. Die Entfernung eines Blocks vom Genese-Block wird als "Blockhöhe" bezeichnet, da Blockketten häufig als von oben nach unten aufgebaut dargestellt werden.
- Jeder Block nach dem Genese-Block enthält einen Zeiger auf seinen vorherigen ("übergeordneten") Block und einen Hash des Headers dieses Blocks. Dieser Hash verfügt über kryptografische Eigenschaften, die ihn unvorhersehbar und einzigartig machen. Ihre mathematischen Eigenschaften machen die Blockchain vor Fälschung sicher.
- Um die Kette zu durchqueren, müssen Sie am neuesten Block beginnen, der als "Spitze", "Kopf" oder "Spitze" der Kette bezeichnet wird. Dann fahren Sie rückwärts, "runter" die Kette, Block für Block.
- Ein Block kann nur auf einen vorherigen "übergeordneten" Block zeigen. Mehrere Blöcke können jedoch auf dasselbe übergeordnete Element zeigen, wodurch eine Verzweigung in der Kette erstellt wird, die als Gabel bezeichnet wird .
- Neue Blöcke werden an der Oberseite der Kette oder an der Gabelspitze hinzugefügt.
Warum Blockchain nützlich ist
Blockchain ist als Distributed-Ledger-Technologie ( DLT) effektiv. Ein verteiltes Ledger wird offen mit allen Teilnehmern geteilt - es gibt keine privaten Transaktionen. Die kryptographische Verifizierung von Block zu Block schafft eine Vertrauenskette in diese Transaktionen.
Diese Eigenschaften machen die Blockchain zu einem dezentralisierten, autorisierenden Datensatz von Informationen. Bei einer Kryptowährung ermöglicht eine Blockchain den Inhabern die gegenseitige Übergabe von Werten, ohne dass ein zentrales Bankinstitut die Vermittlung vermitteln muss.
Was ist in einem Block?
Im Allgemeinen enthält ein Block :
- Ein Blockkopf, der identifizierende Informationen zum Block enthält.
- Ein Transaktionszähler, der die Anzahl der eindeutigen Transaktionen im Block darstellt.
- Die Transaktionen .
Ein Blockkopf enthält im Allgemeinen:
- Eine Versionsnummer der Software oder Regeln, die die Blockchain bestimmen.
- Ein kryptografischer Hash des Header des vorherigen Blocks.
- Ein kryptografischer Hash der Wurzel (Merkle-Baumwurzel) der Transaktionen des Blocks. Die Transaktionen selbst werden nicht im Header gespeichert, aber diese Wurzel ist für diese Transaktionen eindeutig und wird zum Rekonstruieren benötigt.
- Ein Schwierigkeitsziel, das zum Erzeugen nachweisbarer kryptografischer Arbeit (Arbeitsnachweis) für diesen Block verwendet wird.
- Ein Zeitstempel
- Eine Nonce - eine Zahl, die nur einmal verwendet werden darf.
Gabeln
Eine Verzweigung kann auch rückwirkend erstellt werden, wenn die Gültigkeit der Transaktion in Frage steht, um von einem bekannten gültigen Punkt in der Blockchain auszugehen.
Temporäre Gabeln sind ein natürlicher Nebeneffekt der verteilten Verarbeitung einer Blockchain. Eine solche Gabel kann auftreten, wenn zwei oder mehr Bergleute ungefähr zur gleichen Zeit einen Block abgebaut haben.
Wenn sich die Regeln ändern, die für Transaktionen gelten, kann ein "Hard" - oder "Soft" - Zweig erstellt werden. In einer Soft-Fork sind die neuen Regeln abwärtskompatibel, sodass neue Regelblöcke von Blöcken mit alten Regeln als gültig angesehen werden. In einer Hard Fork sind die alten und neuen Regeln nicht kompatibel, und keiner der Forks sieht die Blöcke des anderen als gültig.
Bergbau
Vertrauen in die Blockchain aufzubauen, erfordert viel Arbeit. Um die Vertrauenskette aufzubauen, führen die als "Miner" bezeichneten Teilnehmer die kryptografische "Arbeit" aus, um Transaktionen in der Kette zu überprüfen. Bergleute nutzen die CPU- und GPU-Leistung ihres Computers, um komplexe, sich wiederholende kryptographische Hashfunktionen zu berechnen. Der Prozess wird als Mining bezeichnet, da er bei der Suche nach etwas Wertvollem viel verteiltes Arbeiten erfordert.
Für den Bergbau sind ein leistungsstarker Computer und viel Strom erforderlich. Daher ist der Abbau einer Blockchain mit erheblichen Kosten verbunden. Zur Förderung des Bergbaus belohnt das System die Person, deren Computer erfolgreich einen Block "abgebaut". Bergleute konkurrieren miteinander um diese Belohnung.
Was eine Belohnung ausmacht, hängt vom Zweck der Blockchain ab. In einer Cryptocurrency-Blockchain wird der Miner, der einen Block löst, normalerweise mit einem festgelegten Betrag der Währung belohnt. Die Belohnung für das erfolgreiche Mining eines Bitcoin-Blocks beträgt beispielsweise 25 Bitcoins.
Bitcoin, Währung, Softwarebegriffe