区块链关键技术发展现状

Posted 2021-04-26 大数据分析和应用

区块链典型关键技术

　　区块链并不是作为一项全新的技术而存在，相反，它是分布式系统、加密算法、数字签名、共识机制、智能合约等多种技术的集成体。与比特币等加密货币不同，区块链本身的创新之处在于技术融合。当前，区块链技术仍然处于高速发展阶段，技术创新不断实现，技术侧重点主要体现在以下几个方面：

　　1.分布式账本技术

　　区块链系统中的区块就像一个个电子账单，记录着所有节点的交易信息。每个区块的数据都存储在各用户的客户节点中，所有节点共同构成了一个安全可靠的分布式账本。即使其中任意节点的数据被销毁，整个系统的账本正确性都不会受到影响。整个系统具有高度的透明性和开放性，除对交易各方的私有信息进行加密外，会将可共享信息面向所有人公开，并可通过开放接口查询到公开数据。

　　2.点对点传输技术

　　点对点传输技术也称为对等网络，是TCP/IP的一种通信体系结构。采用点对点传输技术后，相互连接的节点都处于平等地位，节点可直接连接且自由进出，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中的节点来共同维护。

　　3.密码学应用技术

　　区块链系统采用多种密码学原理进行数据加密及隐私保护，尤其是非对称加密算法和哈希散列算法（同电子签名的主要技术），有效实现身份认证与数据防篡改。

　　4.共识机制技术

　　共识机制又称为共识算法，是区块链系统中各个节点达成一致的策略和方法，所谓共识指，就是指分布式节点在信息传输过程中可以保持常见的有POW、POS、DPOS、PBFT、DAG等数十种算法，系统可根据不同的应用场景、系统情况来灵活选择。

　　5.智能合约技术

　　智能合约是运行在区块链数据库上的应用程序，在满足预设条件时可以自动执行。智能合约取代了法律明文，以代码的形式定义了承诺条款的合约，合约内容不能修改。合约的参与双方将达成的协议提前安装到区块链系统中。在双方约定的内容完成后，开始执行合约。其最大的优势是利用程序算法替代人为仲裁和合同执行。

　　虽然，世界各国都在争相布局区块链，开辟国际竞争的新赛道，抢占新一轮产业创新的制高点以提高自身国际竞争力，但无论是国内还是国外，在区块链发展道路上都是在摸索前行，从区块链底层、中间层、应用层来看：

　　1.底层关键技术

　　包括BFT共识算法、原子跨链技术、子链技术等。其中，BFT共识算法：国内未形成自主可控算法，多在开源代码上优化调整。如趣链、井通都采用RBFT算法，但策略略有不同；原子跨链技术：国内外同步探索，虽国内部分企业产品已稳定运行，但性能效率，稳定性、应用性远差于国外同行。如迅雷网欣的Relay中继技术、上海火昱的合约跨链技术；子链技术：国内企业除杭州秘猿、上海链景外，几乎无探索子链技术，国外多采用分层设计思路，能通过部署高安全性的主链来保障子链安全性，又能用子链来提高主链的处理速度。

　　2.中间层关键技术

　　包括哈希锁定、分布式私钥控制、隐私数据授权访问等。哈希锁定：国外研究较早，也有相对成熟的产品出现；国内机构虽也有实现，但没有大规模的应用检验。分布式私钥控制：国外技术相对完善，国内安全性、可靠性稍显不足；隐私数据授权访问：国内企业研究较早，但基于国密的隐私数据授权访问还未在区块链上大规模推广应用。

　　3.应用层关键技术

　　包括分布式应用、智能合约等。智能合约：以Solidity、javascript、Wasm、Move等为主，都为国外主导的智能合约语言，国内未形成自主智能合约语言。分布式应用：国内DApp、DeFi技术相对成熟，类型远比国外丰富，已关注到电子发票、电子存证、保险、司法等领域。如腾讯科技、东港股份的电子发票、蚂蚁金服的杭州互联网法院等。