区块链初步

Posted 2021-01-14 zhangzefei

概念

　　区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

　　区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中介化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。

含义

　　狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构， 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

　　广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

基础架构模型

　　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。 其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。

主要特征

　　区块链的主要特征有去中心化、去信任、集体维护、可编程、不可篡改和伪造、点对点传输、匿名性。

　　它实现了互联网由传输信息到传输价值的演进，实现了由相信人向相信算法的转变。区块链可以被认为是一种信任机制、互联网协议、共享账本或者数据库。

　　区块链技术是一系列既有技术的融合创新，如非对称加密技术、点对点传输技术（P2P）、智能合约技术。

关键要素

　　区块链由六个关键要素组成：分布式、透明性、开源、自治、难以更改和匿名性。

分布式

　　区块链是一种去中心化的技术框架，区块链网络里各节点之间地位相对平等，链上数据可在所有结点上同步备份存储和更新，部分结点遭受攻击或者发生错误并不对区块链系统的平稳运行产生影响。基于分布式设计，区块链系统具有极强的容错能力和抗攻击能力。

透明性

　　区块链网络上所有结点都可查看和使用链上记录的公开信息，并且，所有结点都可以对链上数据进行更新。依据特定算法，某结点对数据进行写入，修改操作，其它结点可实时知晓，全程监督，无论过程还是结果都高度透明。

开源

　　区块链系统对所有人或者部分人开放，区块链网络中结点可以根据权限对链上信息进行校验。同时，人们可以依托区块链为基础平台开发所需要的应用。

自治

　　在区块链系统中，基于技术背书和集体共识，结点可安全地转移或者更新信息。根据共同制定的规则，每个结点都可以同其他结点以点对点的方式分享数据，不受非法干涉。

难以更改

　　区块链采用复式记账的方式永久保存数据。只有网络中特定数量的结点审核通过后，区块信息才允许被修改，恶意操作成本高昂，且从技术上来看难以实现。

匿名性

　　利用区块链技术，陌生人之间可建立不依赖第三方的信任关系。只需要利用区块链系统赋予的唯一数字身份标识，结点之间即可进行信息交易，而且数字身份与实际身份无任何联系。