區(qū)塊鏈快速入門（一）——區(qū)塊鏈簡介

區(qū)塊鏈快速入門（一）——區(qū)塊鏈簡介

一、區(qū)塊鏈簡介

1、分布式記帳技術(shù)簡介

2009年1月，基于區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的比特幣網(wǎng)絡(luò)悄然問世，其融合了現(xiàn)代密碼學(xué)和分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等重要成果。在比特幣出現(xiàn)后的數(shù)年里，在純分布式場景下比特幣網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定支持了海量轉(zhuǎn)賬交易，證明區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很好解決了分布式記賬的基本需求，基于區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的分布式記賬技術(shù)開始大量出現(xiàn)。
隨著最前沿的信息科技成果不斷融入金融行業(yè)，以區(qū)塊鏈(Blockchain)為基礎(chǔ)的分布式賬本技術(shù)(Distributed Ledger Technology，DLT)嶄露頭角，并在部分場景(如跨境支付)中得到探索和落地。
分布式賬本技術(shù)的核心價值在于為未來多方協(xié)同網(wǎng)絡(luò)提供可信基礎(chǔ)。區(qū)塊鏈引發(fā)的記賬技術(shù)的演進，將促使商業(yè)協(xié)作和組織形態(tài)發(fā)生變革。

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2、區(qū)塊鏈術(shù)語

區(qū)塊鏈的實現(xiàn)有三個重要的概念：
A、交易(Transaction)
交易是一次對賬本的操作，導(dǎo)致賬本狀態(tài)的一次改變，如添加一條轉(zhuǎn)賬記錄。
B、區(qū)塊(Block)
區(qū)塊用于記錄一段時間內(nèi)發(fā)生的所有交易和狀態(tài)結(jié)果等，是對當前賬本狀態(tài)的一次共識。
C、鏈(Chain)
鏈由區(qū)塊按照發(fā)生順序串聯(lián)而成，是整個賬本狀態(tài)變化的日志記錄。

3、區(qū)塊鏈實現(xiàn)原理

區(qū)塊鏈的目標是實現(xiàn)一個分布式的數(shù)據(jù)記錄賬本，只允許添加、不允許刪除。分布式賬本底層的基本結(jié)構(gòu)是一個線性的鏈表，鏈表由一個個區(qū)塊串聯(lián)組成，后繼區(qū)塊中記錄前導(dǎo)區(qū)塊的哈希(Hash)值。某個區(qū)塊(以及塊里的交易)是否合法，可通過計算哈希值的方式進行快速檢驗。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點可以提議添加一個新的區(qū)塊，但必須經(jīng)過共識機制來對區(qū)塊達成確認。

4、比特幣的區(qū)塊鏈工作過程

比特幣的區(qū)塊鏈工作過程如下：
（1）用戶通過比特幣客戶端發(fā)起一項交易，消息廣播到比特幣網(wǎng)絡(luò)中等待確認。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點會將收到的等待確認的交易請求打包在一起，添加上前一個區(qū)塊頭部的哈希值等信息，組成一個區(qū)塊結(jié)構(gòu)。然后，試圖找到一個nonce串(隨機串)放到區(qū)塊里，使得其哈希結(jié)果滿足一定條件(比如小于某個值)。計算nonce串的過程，即俗稱的“挖礦”。nonce串的查找需要花費一定的計算力。
（2）一旦節(jié)點找到了滿足條件的nonce串，區(qū)塊在格式上就變得合法，成為候選區(qū)塊。節(jié)點將其在網(wǎng)絡(luò)中廣播出去。其它節(jié)點收到候選區(qū)塊后進行驗證，發(fā)現(xiàn)確實合法，就承認區(qū)塊是一個新的合法區(qū)塊，并添加到自己維護的本地區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)上。當大部分節(jié)點都接受了該區(qū)塊后，意味著區(qū)塊被網(wǎng)絡(luò)接受，區(qū)塊中所包括的交易也就得到確認。
比特幣的區(qū)塊鏈工作過程可以簡化為兩個關(guān)鍵流程，一個是完成對一批交易的共識(創(chuàng)建合法區(qū)塊結(jié)構(gòu))，一個是新的區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)上，被網(wǎng)絡(luò)認可，確保未來無法被篡改。
比特幣基于算力(尋找nonce串)的共識機制被稱為工作量證明(Proof of Work，PoW)。因為要讓哈希結(jié)果滿足一定條件，并無已知的快速啟發(fā)式算法，只能對nonce值進行逐個嘗試的蠻力計算。嘗試的次數(shù)越多(工作量越大)，算出來的概率越大。
通過調(diào)節(jié)對哈希結(jié)果的限制條件，比特幣網(wǎng)絡(luò)控制平均約10分鐘產(chǎn)生一個合法區(qū)塊。算出區(qū)塊的節(jié)點將得到區(qū)塊中所有交易的管理費和協(xié)議固定發(fā)放的獎勵費(每四年減半)。
比特幣網(wǎng)絡(luò)是任何人都可以加入的，如果網(wǎng)絡(luò)中存在惡意節(jié)點，能否進行惡意操作來對區(qū)塊鏈中記錄進行篡改，從而破壞整個比特幣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。比如故意不承認別人產(chǎn)生的合法候選區(qū)塊或者干脆拒絕來自其它節(jié)點的交易請求等。
實際上，因為比特幣網(wǎng)絡(luò)中存在大量(據(jù)估計數(shù)千個)的維護節(jié)點，而且大部分節(jié)點都是正常工作的，默認都只承認所看到的最長的鏈結(jié)構(gòu)。只要網(wǎng)絡(luò)中不存在超過一半的節(jié)點提前勾結(jié)一起采取惡意行動，則最長的鏈將很大概率上成為最終合法的鏈。而且隨著時間增加，概率會越來越大。例如，經(jīng)過6個區(qū)塊生成后，即便有一半的節(jié)點聯(lián)合起來想顛覆被確認的結(jié)果，其概率也僅為(1/2)^6≈1.6%,即低于1/60的可能性。10個區(qū)塊后概率將降到千分之一以下。
如果整個網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)的節(jié)點都聯(lián)合起來作惡，可以導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常工作。往往意味著付出很大的代價，跟通過作惡得到的收益相比，往往得不償失。

二、區(qū)塊鏈特點

1、區(qū)塊鏈的技術(shù)特點

區(qū)塊鏈的技術(shù)特點如下：
A、分布式容錯性
分布式賬本網(wǎng)絡(luò)極其魯棒，能夠容忍部分節(jié)點的異常狀態(tài)。
B、不可篡改性
共識提交后的數(shù)據(jù)會一直存在，不可被銷毀或修改。
C、隱私保護性
密碼學(xué)保證了數(shù)據(jù)隱私，即便數(shù)據(jù)泄露，也無法解析。

2、區(qū)塊鏈的業(yè)務(wù)特點

區(qū)塊鏈的業(yè)務(wù)特點如下：
A、可信任性
區(qū)塊鏈技術(shù)可以提供天然可信的分布式賬本平臺，不需要額外第三方中介機構(gòu)參與。
B、降低成本
跟傳統(tǒng)技術(shù)相比,區(qū)塊鏈技術(shù)可能通過自動化合約執(zhí)行帶來更快的交易,同時降低維護成本。
C、增強安全
區(qū)塊鏈技術(shù)將有利于安全、可靠的審計管理和賬目清算，減少犯罪風(fēng)險。

3、分布式賬本技術(shù)的特點

基于區(qū)塊鏈的分布式賬本特點如下:
A、維護一條不斷增長的鏈，只可能添加記錄，而且記錄一旦確認則不可篡改。
B、非中心化或者多中心化的共識，無需集中的控制，實現(xiàn)上盡量分布式。
C、通過密碼學(xué)的機制來確保交易無法被抵賴和破壞，并盡量保護用戶信息和記錄的隱私性。

三、區(qū)開鏈應(yīng)用場景

1、區(qū)塊鏈應(yīng)用場景簡介

區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)從單純的技術(shù)探討走向了應(yīng)用落地的階段。國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)大量區(qū)塊鏈相關(guān)的企業(yè)和團隊，少數(shù)企業(yè)已經(jīng)結(jié)合自身業(yè)務(wù)摸索出了頗具特色的應(yīng)用場景，但更多的企業(yè)還處于不斷探索和驗證的階段。
區(qū)塊鏈的合適應(yīng)用場景必須從區(qū)塊鏈技術(shù)自身的特性出發(fā)進行分析。區(qū)塊鏈在不引入第三方中介機構(gòu)的前提下，可以提供去中心化、不可篡改、安全可靠等特性保證。因此，所有直接或間接依賴于第三方擔保機構(gòu)的活動，均可從區(qū)塊鏈技術(shù)中獲益。目前倍受投資關(guān)注的區(qū)塊鏈應(yīng)用領(lǐng)域主要有金融服務(wù)、征信和權(quán)屬管理、資源共享、貿(mào)易管理等領(lǐng)域。

2、金融服務(wù)

區(qū)塊鏈帶來的潛在優(yōu)勢包括降低交易成本、減少跨組織交易風(fēng)險等。金融服務(wù)領(lǐng)域的區(qū)塊鏈應(yīng)用目前最受關(guān)注，全球不少銀行和金融交易機構(gòu)都是主力推動者。部分投資機構(gòu)也在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)降低管理成本和管控風(fēng)險。但在引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)時也要注意可能引發(fā)的問題和風(fēng)險。

3、征信和權(quán)屬管理

征信和權(quán)屬的數(shù)字化管理是大型社交平臺和保險公司都夢寐以求的。目前征信和權(quán)屬領(lǐng)域的主要技術(shù)問題包括缺乏足夠的數(shù)據(jù)和分析能力，缺乏可靠的平臺支持以及有效的數(shù)據(jù)整合管理等。區(qū)塊鏈被認為可以促進數(shù)據(jù)交易和流動，提供安全可靠的支持。征信行業(yè)的門檻比較高，需要多方資源共同推動。

4、資源共享

以Airbnb為代表的分享經(jīng)濟公司將歡迎去中心化應(yīng)用，可以降低管理成本。資源共享領(lǐng)域主題相對集中，設(shè)計空間大，受到大量的投資關(guān)注。

5、貿(mào)易管理

區(qū)塊鏈技術(shù)可以幫助自動化國際貿(mào)易和物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域中繁瑣的手續(xù)和流程?；趨^(qū)塊鏈設(shè)計的貿(mào)易管理方案會為參與的多方企業(yè)帶來極大的便利。另外，貿(mào)易中銷售和法律合同的數(shù)字化、貨物監(jiān)控與檢測、實時支付等方向都可能成為創(chuàng)業(yè)公司的突破口。

當前名稱：區(qū)塊鏈快速入門（一）——區(qū)塊鏈簡介
URL網(wǎng)址：http://muchs.cn/article38/johdpp.html

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