区块链基础

什么是区块链？

区块链起源于比特币，2008年11月1日，一位自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的人发表了《比特币：一种点对点的电子现金系统》一文，阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念，这标志着比特币的诞生。两个月后理论步入实践，2009年1月3日第一个序号为0的创世区块诞生。几天后2009年1月9日出现序号为1的区块，并与序号为0的创世区块相连接形成了链，标志着区块链的诞生。

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。

核心技术

<u>分布式账本</u>

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：

• 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。

• 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。

<u>非对称加密</u>

存储在区块链上的交易信息是公开的，但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。

<u>共识机制</u>

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。常见的共识机制有比特币所使用的POW（工作量证明）、以太坊使用的POS（权益证明）等等。

区块链架构

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。

• 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

区块链应用场景

区块链在金融领域、物联网和物流领域、公共服务领域、数字版权领域、保险领域等都存在应用。其中比特币就是基于区块链技术的，因此比特币也继承了区块链的特点：去中心化和数据难以篡改。

参考资料：

https://baike.baidu.com/item/%E5%8C%BA%E5%9D%97%E9%93%BE/13465666#6

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