什么是区块链？区块链的核心技术包括哪些？

Posted 2023-04-04 mischen520

简介：区块链作为一种分布式记账技术，目前已经被应用到了资产管理、物联网、医疗管理、政务监管等多个领域。从网络层面来讲，区块链是一个对等网络（Peer to Peer,P2P），网络中的节点地位对等，每个节点都保存完整的账本数据，系统的运行不依赖中心化节点，因此避免了中心化带来的单点故障问题。同时，区块链作为一个拜占庭容错的分布式系统，在存在少量恶意节点情况下可以作为一个整体对外提供稳定的服务。

区块链，就是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中，只要整个系统中有一台服务器可以工作，整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链系统中被称为节点，它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持。如果要修改区块链中的信息，必须征得半数以上节点的同意并修改所有节点中的信息，而这些节点通常掌握在不同的主体手中，因此篡改区块链中的信息是一件极其困难的事。相比于传统的网络，区块链具有两大核心特点：一是数据难以篡改、二是去中心化。基于这两个特点，区块链所记录的信息更加真实可靠，可以帮助解决人们互不信任的问题。区块链从本质上来看就是一个数据库，在其中存储的数据具备了“不可伪造，全程留痕，公开可追溯”等特性。

区块链的特征：去中心化、开放性、独立性、安全性、匿名性。

一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。

区块链的四大核心技术如下：
分布式账本
分布式账本指的是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证 。
跟传统的分布式存储有所不同，区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据，传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。没有任何一个节点可以单独记录账本数据，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。
非对称加密
存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私 。
共识机制
共识机制就是所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。
区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点，其中“少数服从多数”并不完全指节点个数，也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时，所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。以比特币为例，采用的是工作量证明，只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下，才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候，这基本上不可能，从而杜绝了造假的可能。
智能合约
智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例，如果说每个人的信息（包括医疗信息和风险发生的信息）都是真实可信的，那就很容易的在一些标准化的保险产品中，去进行自动化的理赔。在保险公司的日常业务中，虽然交易不像银行和证券行业那样频繁，但是对可信数据的依赖是有增无减。因此，有些人认为利用区块链技术，从数据管理的角度切入，能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。

区块链|区块链小知识，你知道多少

之前文章中给大家介绍过区块链的四大核心技术有哪些，（分布式账本、密码学、共识机制和智能合约）那么这四大核心技术在区块链中都扮演着什么角色呢？

简单来说，区块链的四大核心技术，分布式账本、共识机制、密码学以及智能合约，分别在区块链中起到数据的储存、数据的处理、数据的安全以及数据的应用作用。

四大核心技术的关系？

具体他们的关系是这样的：

首先分布式账本构建了区块链的框架，他的本质是一个分布式的数据库，当一笔数据产生后，经大家处理，就会储存在这个数据库里面，所以他在区块链中起到了数据储存的作用。

其次分布式账本决定了区块链是一个分布式的网络结构，每个人都可以自由的加入其中，共同参与数据的记录。但与此同时，就衍生出来了令人头疼的拜占庭将军问题。

拜占庭将军问题：即网络中参与的人数越多，全网也就越难以达成统一，于是就需要共识机制来制订一套规则，明确每个人通过争夺记账权的方式来处理数据，最后谁取得记账权，全网就用谁处理的数据，从而使区块链网络中各个节点的行为能达成统一。

所以共识机制在区块链中起到了统筹节点行为、明确数据处理的作用。

此外数据进入分布式数据库中，也不是单纯的打包起来就没事了，底层的数据构架则是由区块链密码学来决定的。打包好的数据块会通过密码学中的哈希函数处理成一个链式的结构，后一个区块包含前一个区块的哈希值，从而让上链的数据具备不可篡改，可追溯等特点。另外也会通过非对称加密的方式进行加密，从而保证了数据的安全，验证了数据的归属。

最后，当我们想要解决一些信任问题,可以在分布式数据库的上方搭建应用层面的智能合约。用户之间的约定可以通过代码来明确清楚，由程序执行，区块链中的数据也可以通过智能合约进行调用，从而完成数据的执行与应用的功能。

总的来说，四大核心技术，在区块链中各有各的应用，他们共同构建了区块链的基础，而我们也有幸身处其中，迎接一个属于区块链的时代浪潮。