区块链的定义
区块链技术是一种以:
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非对称加密技术对交易进行数字签名;
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通过共识机制达成多节点一致(拜占庭容错);
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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
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分布式系统:弱中心化是区块链思想的核心。
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P2P网络:为区块链提供了网络层基础架构。
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共识算法:区块链技术的核心,实现了数据的一致存储。
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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。
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分布式数据库:区块链的物理载体。
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智能合约:为区块链应用提供了无限可能。
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电子现金:近20年的解决方案研发基础。
区块链的三种形态
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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)。
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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)。
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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