初识区块链

区块链的定义

区块链技术是一种以：

1. 非对称加密技术对交易进行数字签名；

2. 通过共识机制达成多节点一致（拜占庭容错）；

3. 数据以链式区块形式组织存储的分布式账簿系统。

区块链起源

• 分布式系统：弱中心化是区块链思想的核心。

• P2P网络：为区块链提供了网络层基础架构。

• 共识算法：区块链技术的核心，实现了数据的一致存储。

• 密码学：为区块链数据的传输和访问安全性，完整性和无法抵赖性提供了技术支撑。

• 分布式数据库：区块链的物理载体。

• 智能合约：为区块链应用提供了无限可能。

• 电子现金：近20年的解决方案研发基础。

区块链的三种形态

• 公有链：系统安全性由工作量证明或权益证明机制保证，一般需要数字货币提供交易验证激励，容易进行应用程序大规模部署，全球范围可以访问，不依赖于单个公司或辖区，匿名性强，任何参与者都可以从中写入、读取、参与交易验证（如：比特币）。

• 联盟链：多中心，参与人是预先根据一定特征所设定。系统内交易确认节点为事先设定，并通过共识机制确认，一般不需要数字货币提供交易验证激励。联盟链容易进行节点权限设定，拥有更高应用可扩展性。联盟链可大幅降低异地结算成本和时间，比现有系统更简单，效率更高，同时继承去中心化优点，减轻垄断压力（如：全球银行加入R3）。

• 私有链：没有去中心，但分布式特点，中心控制者制定可参与和进行交易验证成员范围，系统内不需虚拟货币提供奖励（如：中国银行联合其它分行数据传输转账等业务）。

区块链三大特征

• 多中心：多个参与机构在区块链网络中相互监督，实时对账。
• 自动化：智能合约自动化经济活动与契约。
• 可信任：记录不可篡改，无需第三方可信中介。

智能合约

• 智能合约是内嵌于区块链上的自定义程序逻辑。
• 智能合约可以持有数字资产，在所有验证节点运行。
• 当满足一定条件，区块中的程序逻辑会被触发执行合同约定的指令。

区块链技术架构

由顶而下分为六层：

• 应用层：可编程货币、可编程金融、可编程社会
• 合约层：脚本代码、智能合约、编程算法
• 激励层：发行机制、分配机制
• 共识层：POW、POS、DPOS、PBFT、RBFT等
• 网络层：P2P网络、传输机制、验证机制
• 数据层：区块数据、Merkle树、非对称加密、时间戳、数字签名、哈希函数

POW——工作量证明机制，最初是为了预防垃圾邮件

POS——股权证明机制，不需要挖矿，而是要求证明货币所有权

DPOS——股份授权证明机制，由股东选出代表负责生产和验证区块

PBFT——实用拜占庭容错算法，联盟链中常用算法，不需要挖矿和发币，适合企业级应用，允许不超过1/3的节点失效，可以应用于吞吐量不大但需要处理大量事件的数字资产平台

区块链国家战略主要领域

• 金融领域：推动区块链和实体经济深度融合，解决中小企业贷款融资难、银行风控难、部门监管难等问题。
• 民生领域：积极推动区块链技术在教育、就业、养老、精准脱贫、医疗健康、商品防伪、食品安全、公益、社会救助等领域的应用。
• 基础设施领域：推动区块链底层技术服务和新型智慧城市建设相结合，探索在信息基础设施、智慧交通、能源电力等领域的推广应用，提升城市管理的智能化、精准化水平。
• 信息领域：利用区块链技术促进城市间在信息、资金、人才、征信等方面更大规模的互联互通。
• 政府服务领域：探索领用区块链数据共享模式，实现政务数据跨部门、跨区域共同维护和利用，促进业务协同办理。

企业级区块链平台要素

• 智能合约

  • 数字化合约，类似业务规则
  • 嵌入在blockchain
  • 在交易时执行
  • 用编程语言编写，经过数字签名，可以被校验

• 一个商业网络

  • 包含市场参与者的对等架构
  • 伙伴间的一个共识协议

• 隐私和保密

  • 记录哈希、加密和个人签名得到保护
  • 客户、收据和参考号都有唯一的ID
  • 隐私交易
  • ID和交易不能直接联系
  • 交易认证

• 共享账簿

  • 记录网络上的所有交易
  • 在参与者间共享，且每个人都有自己的副本
  • 许可制
  • 存储

• 共识

  • 共识算法确保每份副本的一致性，降低伪冒交易的风险
  • 所有成员都同意这些交易并且做过验证
  • 可以建立交易验证的规则