两万字深度长文!从原理到趋势,解剖风口上的区块链技术

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区块链技术详解

区块链技术详解

区块链技术详解一、概念与发展区块链(Block chain)是一种去中心化的分布式账本技术,被誉为“继互联网、移动互联网之后的第三次颠覆性技术革命”。

它最初被用于比特币交易的记录和验证,随着时间的推移,逐渐被应用于诸如智能合约、金融交易、供应链管理、物联网等领域。

目前全球各地政府和企业也纷纷开始探索和应用区块链技术。

二、原理与特点1. 原理区块链是将一些记录有价值的信息通过密码学技术打包成块(block),并以链(chain)的形式依次连接在一起,形成一个公开、分布式、不可篡改的数据库。

每个区块都包含了前一个区块的哈希值,通过这种方式,一旦有数据被篡改,将会造成后面所有区块的哈希值都发生变化,从而发现和阻止篡改行为。

2. 特点(1)去中心化:区块链网络没有中央机构或中介,所有参与者共同维护账本,信息交换是一对一或一对多的方式。

(2)匿名性:没有中央机构或政府强制要求实名制,所有用户可以用匿名账号进行交易和信息流转。

(3)安全性:在交易过程中,数据被加密,并存在多个节点上,具有去除单个节点攻击的能力。

(4)透明性:所有的交易都是公开的、透明的,任何人都可以查看所有交易,并确保交易被记录到区块链网络中。

(5)不可篡改:区块链的设计使得数据一旦写入后就不可更改,确保交易的真实性和公正性。

三、应用领域区块链的应用领域极其广泛,主要包括金融、供应链管理、社交网络、医疗健康等方面。

1. 金融在金融领域中,区块链最广泛的应用场景是数字货币的交易。

比特币是最早也是最成功的基于区块链技术的数字货币。

同时,区块链技术还可以应用于股权、债券、证券交易等领域,它可以实现去中心化、安全可靠的交易结算与清算机制,降低交易成本和风险。

2. 供应链管理在供应链管理领域中,区块链可以确保物流的可追溯性和供应链的透明度,增强了对供应链网络的监管和管理,减少了欺骗、防伪、虚假信息等问题的发生。

目前有很多大型企业和机构正在探索区块链在供应链管理领域的应用。

区块链原理及其核心技术

区块链原理及其核心技术

区块链原理及其核心技术引言区块链技术自诞生以来,已经在各个领域展现出巨大的潜力和应用前景。

作为一种分布式、去中心化的新型数据库,区块链通过其独特的原理和技术,确保了数据的安全性、透明性和不可篡改性,为许多行业提供了全新的解决方案。

本文将深入探讨区块链的原理及其核心技术,以期更好地理解这一革命性的技术。

区块链技术原理1、区块链的定义和特点区块链是一种分布式数据库,通过去中心化的方式进行管理和验证,确保数据的安全性和可信度。

区块链具有以下几个特点:去中心化:区块链系统中的数据由全球范围内的众多节点共同维护,不依赖于任何中心机构或第三方信任。

安全性:区块链中的数据通过加密算法进行保护,确保只有拥有相应权限的节点才能访问和修改数据。

透明性:区块链上的交易记录对所有节点公开可见,使得参与者能够轻松验证和跟踪交易。

不可篡改性:一旦数据被写入区块链,就会被永久保存下来,无法被篡改或删除。

2、区块链的技术原理区块链的技术原理主要包括分布式、去中心化、共识机制和加密算法等方面。

分布式:区块链系统中的所有节点都分布在全球各地,没有固定的中心服务器。

每个节点都有完整的账本副本,并在本地进行交易验证和记录。

去中心化:区块链系统不依赖任何中心机构或第三方信任,所有节点共同维护整个网络的安全性和可信度。

共识机制:区块链系统中的节点通过共识机制达成对交易记录的一致性认可。

常见的共识机制包括工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)和委托权益证明(DPoS)等。

加密算法:区块链系统中的数据传输和存储都采用加密算法进行保护,确保只有拥有相应权限的节点才能访问和修改数据。

常见的加密算法包括对称加密算法(如AES)和非对称加密算法(如RSA)。

区块链核心技术1、加密算法加密算法是区块链技术中的关键组成部分,用于保护数据的机密性和完整性。

在区块链中,加密算法主要分为对称加密算法和非对称加密算法两种。

对称加密算法采用相同的密钥进行数据的加密和解密。

深入浅出理解区块链技术

深入浅出理解区块链技术

深入浅出理解区块链技术随着人类社会的不断发展,科技日新月异,各种新技术层出不穷。

在这些新技术中,近年来最引人瞩目的技术之一便是区块链技术。

尽管区块链技术在金融领域最为知名,但其实它具有更广泛的应用前景,可以带来重大的革新。

本文将深入浅出地介绍区块链技术的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。

一、基本原理区块链技术是一种去中心化分布式数据库,也可称作分布式账本技术。

最早出现的区块链技术是比特币,它是一种数字货币。

区块链技术的核心原理是公链和智能合约。

1. 公链公链是一种无需授权的公开网络,所有人均可以参与其中。

在公链上,每个人都可以使用数字货币、建立应用程序和智能合约,实现数据共享、交易验证等操作。

公链的最大特点是去中心化,所有人都可以参与控制和维护网络。

共识算法是公链的重要组成部分,经过共识算法的验证,交易信息才可以被记录到区块链上。

2. 智能合约智能合约是一种基于区块链技术的自动化协议,可以自动执行特定的动作,也可以作为交易条件。

智能合约的效率和准确性取决于代码的质量和完整性。

智能合约可以使用各种编程语言实现,例如Solidity、JavaScript 等。

二、应用领域1. 金融领域区块链技术最早的应用领域是金融领域。

比特币是区块链技术的最佳代表之一,它的利用区块链技术实现了去中心化的数字货币。

2. 物流领域物流领域是区块链技术的重要应用领域之一。

区块链技术可以实现温度、湿度、位置等数据的实时监控,从而确保货物在运输过程中的安全。

3. 教育领域区块链技术也可以应用于教育领域。

通过区块链技术,学生的学习成绩、证书等信息可以被记录在区块链上,且不可篡改,这可以有效地防止学历造假现象。

三、未来发展趋势目前,区块链技术正在逐渐发展壮大。

未来,它有望在各个领域得到广泛的应用,特别是在金融、物流、教育等领域。

在金融领域,区块链可以大幅度提高交易效率,降低交易成本。

在物流领域,区块链可以提升物流信息透明度,还可以实现该领域内的智能合约等技术应用。

区块链技术的发展历程及未来趋势

区块链技术的发展历程及未来趋势

区块链技术的发展历程及未来趋势区块链技术是近年来备受关注的热门话题,它的应用领域涵盖了金融、医疗、供应链管理等众多领域。

本文将探讨区块链技术的发展历程以及未来的趋势。

区块链技术最早的雏形可以追溯到2008年,当时,一个化名为中本聪的人发表了一篇名为《比特币白皮书》的论文,这篇论文详细阐述了一种称为区块链的分布式账本技术,成为了比特币成立的基石。

区块链技术实际上是一种去中心化的技术,它通过将信息存储在一个分布式的账本上,从而使得信息的交流和验证更加可靠和透明。

随着比特币的发展,区块链技术也开始逐渐受到关注。

2014年,以太坊的创始人Vitalik Buterin发表了一篇《以太坊白皮书》,提出了基于区块链技术的智能合约概念。

以太坊的出现使得区块链技术不仅可以用于数字货币交易,还可以实现更复杂的智能合约功能。

此后,越来越多的公链和私链项目相继涌现,区块链技术开启了更为广阔的应用空间。

区块链技术的发展离不开对底层技术的不断优化。

一方面,区块链网络的去中心化原则使得传输和验证信息的效率相对较低,因此,很多团队开始研究如何提高区块链的吞吐量和扩展性。

同时,随着技术的发展,诸如零知识证明、侧链和闪电网络等技术被应用到区块链网络中,进一步提高了系统的性能和安全性。

另一方面,区块链技术对密码学的依赖也在不断加深。

例如,公钥密码学的应用使得区块链网络中的信息加密和身份验证更加可靠,而同态加密、多方计算等密码学算法则为区块链的隐私保护提供了新的解决方案。

未来,区块链技术有望在多个领域迎来更大的发展。

首先,金融领域将继续是区块链应用最为成熟和广泛的领域之一。

目前,很多银行和金融机构已经开始尝试使用区块链技术改进支付结算、跨境汇款等业务。

区块链技术的去中心化和可追溯性使得金融交易更加透明,减少了人为错误和欺诈行为。

其次,供应链管理也是区块链技术的应用之一。

由于供应链的复杂性和信息的不对称性,传统的供应链管理往往存在瓶颈和风险。

区块链技术的原理和应用解析

区块链技术的原理和应用解析

区块链技术的原理和应用解析区块链技术作为近年来备受关注的一种新兴技术,在金融、医疗、社交等领域呈现出不可忽视的成长趋势。

所谓区块链,简单来说,就是一种去中心化的分布式数据库技术,在它的基础上建立了一个公共账本,将所有的交易数据都记录在上面,并保证交易的安全性和真实性。

本文将对区块链技术的原理和应用进行探讨。

一、区块链技术的原理1.1 去中心化区块链技术最大的特点是去中心化。

区块链可以看作是一种分布式数据库,每个节点都拥有同样的复制数据,而不需要像传统数据库一样,由中心节点控制数据。

这意味着任何节点都可以校验其他节点提交的信息,而不需要通过中心化的第三方来进行数据校验。

1.2 分布式记账区块链中每一笔交易都需要进行记账,且每一笔都是公开的。

比特币的交易就是通过区块链进行记账的。

在区块链上,每一个区块同时包含了所有已完成的交易信息,这就使得交易信息无法被篡改,并且防止了重复交易。

1.3 智能合约智能合约可以看作是一种利用代码来规范合同自动执行的技术,区块链技术就是它的重要载体。

智能合约能够自动存储、验证、执行合同条款和条件,同时也可以促进信任关系的建立。

智能合约的优势在于它们是可编程的,能够在合同达成后按照预设条件自动执行,从而降低合同执行成本和减少诉讼。

二、区块链技术在应用中的体现2.1 区块链在金融领域的应用区块链技术在金融领域的应用最为广泛,在很多领域都取得了突破性的进展。

比如,利用区块链技术,我们可以实现去除银行作为信用中介的中间环节;利用区块链技术,我们可以实现区块链数字货币,使交易无需通过银行进行,大大降低了交易成本和减少了交易时间;利用区块链技术,我们可以实现金融数据的安全可追溯共享。

2.2 区块链在医疗领域的应用区块链技术在医疗领域的应用有望解决传统的病历共享难题,以及管理医疗保健数据时的隐私问题。

通过区块链技术,医生、医院、保险公司和患者都可以直接存取医疗记录、处方和个人健康数据。

区块链技术解析

区块链技术解析

区块链技术解析区块链技术是近年来备受关注的一项新兴技术,其在各个领域都有着广泛的应用前景。

本文旨在对区块链技术进行深入分析,探讨其基本原理、特点、应用场景以及前景展望。

一、区块链技术的基本原理区块链技术是一种分布式账本技术,其基本原理可以概括为去中心化、公开透明和安全可靠。

区块链由一个个区块组成,每个区块中包含了一定数量的交易记录,而这些区块通过密码学算法链接在一起,形成了一条不可篡改的链式结构。

二、区块链技术的特点1. 去中心化:区块链技术通过分布式网络实现去中心化的特点,无需中心化的机构或第三方进行交易验证和管理,提高了交易效率和安全性。

2. 公开透明:区块链上的所有交易记录都是公开透明的,任何人都可以查看和验证,从而增强了信任和透明度。

3. 安全可靠:区块链技术采用了密码学算法对交易进行加密和验证,保证了交易的安全性和可靠性。

同时,由于链式结构和共识机制的存在,篡改和伪造交易变得十分困难。

三、区块链技术的应用场景1. 金融领域:区块链技术可以应用于支付结算、跨境汇款、证券交易等金融场景,提高交易效率和降低交易成本。

2. 物流行业:区块链技术可以实现对物流信息的实时跟踪和溯源,提高供应链的可追溯性和透明度。

3. 版权保护:区块链技术可以实现数字资产的唯一性和不可篡改性,为艺术家和创作者提供了更好的版权保护机制。

4. 公共服务:区块链技术可以应用于政务管理、投票选举等领域,提高公共服务的效率和公正性。

四、区块链技术的前景展望目前,区块链技术正在不断发展和完善,其在金融、物流、版权保护等领域的应用已初见端倪。

未来,随着技术的进一步成熟和推广,区块链有望实现更广泛的应用,为人们的生活和各行业的发展带来巨大的改变。

综上所述,区块链技术以其去中心化、公开透明和安全可靠的特点,成为当前业界研究和关注的热点之一。

在未来,区块链技术有望在金融、物流、版权保护等领域发挥重要作用,并为社会进步和经济发展带来新的机遇和挑战。

区块链技术详解

区块链技术详解

区块链技术详解随着互联网的快速发展,区块链技术逐渐进入了大众的视野。

那么,什么是区块链技术?为什么它能够如此引人注目?本文将为您详细解析区块链技术的原理和特点。

一、区块链技术的基本原理区块链技术是一种分布式账本技术,它以区块为基本单位,链接起形成的一个个区块,从而形成一个完整而不可篡改的链表。

每个区块都包含了一组交易数据,这些数据经过加密后形成了一个数字签名,保证了数据的不可伪造性和安全性。

1. 去中心化的共识机制区块链技术具有去中心化的特点,即没有任何中央权威机构来控制和验证交易。

通过共识机制,由多个节点对交易进行确认和验证,确保了交易的真实可信。

常见的共识机制有工作量证明(PoW)和权益证明(PoS),它们不仅保证了区块链网络的安全性,还为参与者提供了一定的激励机制。

2. 去中心化的存储和传输区块链技术将数据分布式存储在众多的节点上,没有中央服务器进行数据存储和传输,从而确保了数据的高可用性和防止单点故障。

每个节点都会保存一份完整的区块链副本,并通过点对点的方式传输数据,确保了数据的传输安全和高效性。

3. 不可篡改的数据结构区块链技术的每个区块都包含了前一个区块的哈希值,这样形成了一个链表结构,通过哈希值的链接保证了数据的不可篡改性。

因为如果对链中的某一个区块进行篡改,那么它的哈希值会发生改变,从而破坏了链的完整性。

二、区块链技术的应用领域区块链技术在金融领域得到了广泛的应用,比如比特币和以太坊等加密货币的交易与记账。

但实际上,区块链技术还具有许多其他的应用领域。

1. 供应链管理区块链技术可以提供供应链管理的可追溯性和透明度。

通过在区块链上记录每个节点的信息和交易记录,可以实时追踪产品的生产、流转和销售情况,有效地减少了欺诈和假冒伪劣产品的可能。

2. 版权保护区块链技术可以为创作类作品提供版权保护。

通过将作品的数字签名和时间戳保存在区块链上,可以证明作品的原创性和时间顺序,为创作者提供了法律保障。

了解区块链技术比特币和以太坊的原理与未来发展趋势

了解区块链技术比特币和以太坊的原理与未来发展趋势

了解区块链技术比特币和以太坊的原理与未来发展趋势区块链技术,作为一种创新性的分布式账本技术,正在不断引起全球关注。

比特币和以太坊则是区块链技术最著名和广泛应用的两个例子。

本文将介绍比特币和以太坊的原理,并探讨区块链技术的未来发展趋势。

一、比特币的原理与特点比特币是由中本聪(Satoshi Nakamoto)在2008年提出的一种基于区块链的加密货币。

其核心原理是通过去中心化的方式进行点对点的交易确认,避免了传统金融体系中的中心化机构的需求。

1. 去中心化:比特币网络中的每个节点都可以通过共识机制参与交易确认,而不依赖于中心化的机构。

这使得比特币网络具有更高的安全性和抗攻击能力。

2. 链式结构:交易数据被记录在不断增长的区块中,并通过哈希值串联形成链式结构,保证了数据的不可篡改性。

3. 公开透明:比特币的交易记录对所有人可见,并且可以在区块链上进行审计,提高了交易的透明度和可追溯性。

二、以太坊的原理与特点以太坊于2015年由Vitalik Buterin等人创立,是一个面向区块链应用开发的开放平台。

相比比特币,以太坊拥有更为复杂的功能和更广泛的应用场景。

1. 智能合约:以太坊引入了智能合约的概念,使得开发者可以在区块链上运行和部署基于逻辑的程序。

这为去中心化应用(DApp)的开发提供了更大的可能性。

2. 以太币:以太坊内置了一种名为以太币(Ether)的加密货币,用于支付交易费用和奖励矿工。

以太币可以被视为以太坊网络运行的“燃料”。

3. 跨链互操作性:以太坊通过侧链和中继链等技术实现与其他区块链网络的互操作,促进了不同区块链之间的资产流动和价值转移。

三、区块链技术的未来发展趋势尽管比特币和以太坊已经取得了一定的成就,但区块链技术的发展远未止步于此,未来还有许多挑战和机遇。

1. 扩展性:当前的区块链技术在处理大规模交易时面临着性能和扩展性的问题。

解决这一问题将是未来的重点研究方向,以实现更高的吞吐量和更低的交易成本。

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两万字深度长文!从原理到趋势,解剖风口上的区块链技术文| 川来源| 怪诞笔记,ID:xiaochuan_future编辑| 扑克投资家,转载请注明出处前言:区块链不是一项新技术,而是一个新的技术组合。

其关键技术包括P2P动态组网、基于密码学的共享账本、共识机制、智能合约等技术;科技史上大部分创新都是与生产力有关的,提升效率,让人做更少工作,让机器做更多工作;区块链带来的最主要的颠覆却是生产关系上的;互联网实现了信息的传播,区块链实现了价值的转移;区块链可以看作是“价值互联网”的基础协议,类似于“信息互联网”的HTTP协议,二者都是建议在TCP/IP协议之上的应用层协议;区块链并不是一个全能技术,在某些应用领域里相比传统技术并不具备明显的技术优势,因此创业者及投资机构都需要考虑技术适用性问题;区块链底层技术及协议层可能出现几家平台型公司;但大部分投资机会在于应用层,即基于行业应用的“区块链+”项目。

9月4日央行等7部委下发的《防范代币发行融资风险公告》将ICO定义为非法融资,不论机构和个人都不建议参与此类项目。

Part One:区块链基础知识&区块链和区块链技术“区块链就像一台魔法计算机,任何人都能够上传程序并自我执行,程序执行前和执行后的所有状态都公开可见,密码经济学为程序严格按照协议执行提供了机制保障。

”——Vitalik Buterin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(分布式数据库)。

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范式。

如何理解上述定义呢?1) 一个分布式的链接账本,每个账本就是一个“区块”;2) 基于分布式的共识算法来决定记账者;3) 账本内交易由密码学签名和哈希算法保证不可篡改;4) 账本按产生的时间顺序链接,当前账本含有上一个账本的哈希值,账本间的链接保证不可篡改;5) 所有交易在账本中可追溯。

&区块链特征区块链是一种共享的分布式数据库技术。

尽管不同报告中对区块链的介绍措辞都不相同,但以下4个技术特点是共识性的。

1) 去中心化(Decentralization):区块链由众多节点组成一个端到端的网络,不存在中心化的设备和管理机构,任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作。

图2的左侧描述了当今金融系统的中心化特征,右侧描述的是正在形成的去中心化金融系统;2) 去信任(Trustless):系统中所有节点之间通过数字签名技术进行验证,无需信任也可以进行交易,只要按照系统既定的规则进行,节点之间不能也无法欺骗其它节点;3) 集体维护(CollectivelyMaintain):系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的,系统中所有人共同参与维护工作;4) 可靠数据库(ReliableDatabase):系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,单个甚至多个节点对数据库的修改无法影响其他节点的数据库,除非能控制整个网络中超过51%的节点同时修改,这几乎不可能发生。

区块链中的每一笔交易都通过密码学方法与相邻两个区块串联,因此可以追溯到任何一笔交易的前世今生。

简化起见,上图展示了6处保留数据库副本的节点;在3个交易序列中,前2个交易的数据和签名得到了所有6个节点的验证,但第三个交易的位置5没有通过验证,将被其它节点的“一致意见”更改。

&区块链分类以参与方分类,区块链可以分为公有链、联盟链和私有链;从链与链的关系来分,可以分为主链和侧链。

1) 公有链(Public Blockchain)公有链通常也称为非许可链(Permissionless Blockchain),无官方组织及管理机构,无中心服务器,参与的借点按照系统规格自由接入网路、不受控制,节点间基于共识机制开展工作。

公有链是真正意义上的完全去中心化的区块链,它通过密码学保证交易不可篡,同时也利用密码学验证以及经济上的激励,在互为陌生的网络环境中建立共识,从而形成去中心化的信用机制。

在公有链中的共识机制一般是工作量证明(PoW)或权益证明(PoS),用户对共识形成的影响力直接取决于他们在网络中拥有资源的占比。

公有链一般适合于虚拟货币、面向大众的电子商务、互联网金融等B2C、C2C或C2B等应用场景,比特币和以太坊等就是典型的公有链。

2) 联盟链(Consortium Blockchain)联盟链是一种需要注册许可的区块链,这种区块链也称为许可链(Permissioned Blockchain)。

联盟链仅限于联盟成员参与,区块链上的读写权限、参与记账权限按联盟规则来制定。

整个网络由成员机构共同维护,网络接入一般通过成员机构的网关节点接入,共识过程由预先选好的节点控制。

由于参与共识的节点比较少,联盟链一般不采用工作量证明的挖矿机制,而是多采用权益证明(PoS)或PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerant)、RAFT等共识算法。

一般来说,联盟链适合于机构间的交易、结算或清算等B2B 场景。

例如在银行间进行支付、结算、清算的系统就可以采用联盟链的形式,将各家银行的网关节点作为记账节点,当网络上有超过2/3的节点确认一个区块,该区块记录的交易将得到全网确认。

联盟链对交易的确认时间、每秒交易数都与公有链有较大的区别,对安全和性能的要求也比公共链高。

由40多家银行参与的区块链联盟R3和Linux基金会支持的超级账本(Hyperleder)项目都属于联盟链架构。

目前国内有影响力的区块链联盟——中国分布式总账基础协议联盟(ChinaLedger)、中国区块链研究联盟、金链盟(金融区块链联盟)等——也都在致力于开发联盟区块链项目。

3) 私有链(Private Blockchain)私有链建立在某个企业内部,系统的运作规则根据企业要求进行设定。

私有链的应用场景一般是企业内部的应用,如数据库管理、审计等;在政府行业也会有一些应用,比如政府的预算和执行,或者政府的行业统计数据,这个一般来说由政府登记,但公众有权力监督。

私有链的价值主要是提供安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台,可以同时防范来自内部和外部对数据的安全攻击,这个在传统的系统是很难做到的。

4) 侧链(Side chain)侧链是用于确认来自于其它区块链的数据的区块链,通过双向挂钩(TwoWay Peg)机制使比特币、Ripple币等多种资产在不同区块链上以一定的汇率实现转移。

所谓“多种资产在不同区块链上转移”其实并不会实际发生。

以比特币为例,侧链的运作机制是,将比特币暂时锁定在比特币区块链上,同时将辅助区块链上的等值数字货币解锁;当辅助区块链上的数字货币被锁定时,原先的比特币就被解锁。

侧链进一步扩展了区块链技术的应用范围和创新空间,使区块链支持包括股票、债券、金融衍生品等在内的多种资产类型,以及小微支付、智能合约、安全处理机制、真实世界财产注册等;侧链还可以增强区块链的隐私保护。

&区块链产业链区块链产业链主要包括基础网络层、中间协议层及应用服务层。

1) 基础网络层基础网络层由数据层、网络层组成,其中数据层包括了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术;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。

2) 中间协议层中间协议层由共识层、激励层、合约层组成,其中共识层主要包括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;合约层主要包括各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础。

3) 应用服务层应用服务层作为区块链产业链中最重要的环节,则包括区块链的各种应用场景和案例,包括可编程货币、可编程金融和可编程社会。

Part Two:区块链核心技术区块链技术:指多个参与方之间基于现代密码学、分布式一致性协议、点对点网络通信技术和智能合约编程语言等形成的数据交换、处理和存储的技术组合。

&数据层:设计账本的数据结构1) 核心技术之:区块+ 链从技术上来讲,区块是一种记录交易的数据结构,反映了一笔交易的资金流向。

系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链,所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。

每个区块由区块头和区块体组成,区块体只负责记录前一段时间内的所有交易信息,主要包括交易数量和交易详情;区块头则封装了当前的版本号、前一区块地址、时间戳(记录该区块产生的时间,精确到秒)、随机数(记录解密该区块相关数学题的答案的值)、当前区块的目标哈希值、Merkle 数的根值等信息。

从结构来看,区块链的大部分功能都由区块头实现。

概括来看,一个区块包含以下三部分:交易信息、前一个区块形成的哈希散列、随机数。

交易信息是区块所承载的任务数据,具体包括交易双方的私钥、交易的数量、电子货币的数字签名等;前一个区块形成的哈希散列用来将区块连接起来,实现过往交易的顺序排列;随机数是交易达成的核心,所有矿工节点竞争计算随机数的答案,最快得到答案的节点生成一个新的区块,并广播到所有节点进行更新,如此完成一笔交易。

2) 核心技术之:哈希函数哈希函数可将任意长度的资料经由Hash算法转换为一组固定长度的代码,原理是基于一种密码学上的单向哈希函数,这种函数很容易被验证,但是却很难破解。

通常业界使用y =hash(x)的方式进行表示,该哈希函数实现对x进行运算计算出一个哈希值y。

常使用的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。

以SHA256算法为例,将任何一串数据输入到SHA256将得到一个256位的Hash值(散列值)。

其特点:相同的数据输入将得到相同的结果。

输入数据只要稍有变化(比如一个1变成了0)则将得到一个完全不同的结果,且结果无法事先预知。

正向计算(由数据计算其对应的Hash 值)十分容易。

逆向计算(破解)极其困难,在当前科技条件下被视作不可能。

3) 核心技术之:Merkle树Merkle树是一种哈希二叉树,使用它可以快速校验大规模数据的完整性。

在区块链网络中,Merkle 树被用来归纳一个区块中的所有交易信息,最终生成这个区块所有交易信息的一个统一的哈希值,区块中任何一笔交易信息的改变都会使得Merkle 树改变。

4) 核心技术之:非对称加密算法非对称加密算法是一种密钥的保密方法,需要两个密钥:公钥和私钥。

公钥与私钥是一对,如果用公钥对数据进行加密,只有用对应的私钥才能解密,从而获取对应的数据价值;如果用私钥对数据进行签名,那么只有用对应的公钥才能验证签名,验证信息的发出者是私钥持有者。

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