區塊鏈技術與應用

物聯網是信息化時代的重要階段

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學算法 。

區塊鏈(Blockchain)是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的數據庫,同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網絡交易的信息,用于驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。 

含義

狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

基礎架構模型

一般說來,區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本算法;網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基于時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基于共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點   。

分類

區塊鏈分為三類,在貨幣發行的《區塊鏈:定義未來金融與經濟新格局》  一書中就有詳細介紹,

其中混合區塊鏈和私有區塊鏈可以認為是廣義的私鏈:

公有區塊鏈(PublicBlockChains)

公有區塊鏈是指:世界上任何個體或者團體都可以發送交易,且交易能夠獲得該區塊鏈的有效確認,任何人都可以參與其共識過程。公有區塊鏈是最早的區塊鏈,也是應用最廣泛的區塊鏈,各大bitcoins系列的虛擬數字貨幣均基于公有區塊鏈,世界上有且僅有一條該幣種對應的區塊鏈。

聯合(行業)區塊鏈(ConsortiumBlockChains)

行業區塊鏈:由某個群體內部指定多個預選的節點為記賬人,每個塊的生成由所有的預選節點共同決定(預選節點參與共識過程),其他接入節點可以參與交易,但不過問記賬過程(本質上還是托管記賬,只是變成分布式記賬,預選節點的多少,如何決定每個塊的記賬者成為該區塊鏈的主要風險點),其他任何人可以通過該區塊鏈開放的API進行限定查詢。

私有區塊鏈(privateBlockChains)

私有區塊鏈:僅僅使用區塊鏈的總賬技術進行記賬,可以是一個公司,也可以是個人,獨享該區塊鏈的寫入權限,本鏈與其他的分布式存儲方案沒有太大區別。(Dec2015)保守的巨頭(傳統金融)都是想實驗嘗試私有區塊鏈,而公鏈的應用例如bitcoin已經工業化,私鏈的應用產品還在摸索當中。

特征

去中心化

由于使用分布式核算和存儲,不存在中心化的硬件或管理機構,任意節點的權利和義務都是均等的,系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護。

得益于區塊鏈的去中心化特征,比特幣也擁有去中心化的特征。

開放性

系統是開放的,除了交易各方的私有信息被加密外,區塊鏈的數據對所有人公開,任何人都可以通過公開的接口查詢區塊鏈數據和開發相關應用,因此整個系統信息高度透明。

自治性

區塊鏈采用基于協商一致的規范和協議(比如一套公開透明的算法)使得整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境自由安全的交換數據,使得對“人”的信任改成了對機器的信任,任何人為的干預不起作用。

信息不可篡改

一旦信息經過驗證并添加至區塊鏈,就會永久的存儲起來,除非能夠同時控制住系統中超過51%的節點,否則單個節點上對數據庫的修改是無效的,因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。

匿名性

由于節點之間的交換遵循固定的算法,其數據交互是無需信任的(區塊鏈中的程序規則會自行判斷活動是否有效),因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產生信任,對信用的累積非常有幫助。

2019年03月06日

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