区块链核心概念

区块链的定义是什么

区块链技术本身还在快速发展，还缺乏统一的规范和标准。

维基百科给出的定义是：

区块链——最初是区块链——是一个分布式数据库，它维护着一个不断增长的数据记录列表，这些数据记录被强化以防篡改和修改。它由数据结构块组成——在最初的区块链实现中只保存数据，在一些较新的实现中同时保存数据和程序——每个块都保存成批的单个交易和任何区块链可执行文件的结果。每个块都包含一个时间戳和将其链接到前一个块的信息。

最早的区块链技术原型出现在比特币项目中。作为比特币背后的分布式记账平台，比特币网络在没有集中管理的情况下，稳定运行了近八年，支持海量交易记录，没有严重漏洞。

注：比特币历史上唯一已知的漏洞事件导致比特币恶意增发，但问题很快被发现并纠正，相关非法交易被撤销。

最早公认的关于区块链的描述性文献是 Satoshi Nakamoto 的 Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System，但该文献侧重于讨论比特币系统，实际上并没有提供区块链的明确定义。和概念。在其中，区块链被描述为用于记录比特币交易的分类账历史。

图1.4.3.1 - 古代账本

簿记技术历史悠久。现代复式记账系统最早由意大利数学家卢卡·帕乔利 (Luca Pacioli) 于 1494 年在《算术、几何、比例和比例的总和》一书中提出。复式记账法同时记录每个账户的来源和去向。首次在记账过程中引入对账校验功能，提高了记账的可靠性。从这个角度来看，区块链是第一个自带对账功能的数字会计技术实现。

从广义上讲，区块链是一种去中心化的记录技术。参与系统的节点可能不属于同一个组织，不需要相互信任；区块链数据由所有节点共同维护，每个参与节点都可以获得一份完整记录的副本。

与传统会计技术相比，其特点应包括：

此外，智能合约还可以与区块链结合，除了提供交易（比特币区块链已经支持简单的脚本计算）功能来执行更复杂的操作之外，还可以提供更灵活的合约功能。这样扩展后的区块链已经超越了简单的数据记录功能，实际上具有了“泛在计算”的含义。

从技术特点可以看出区块链技术的三个典型应用场景：

定位功能智能合约一致性权限类型性能代表

值得信赖的数字货币

会计功能

没有或较弱

战俘

没有任何

公链

降低

比特币

可信交易处理

智能合约

图灵完备性

工作量证明、权益证明

没有任何

公链

受限制的

以太坊

许可事务处理

商业加工

多种语言，图灵完备

多样，可插拔

支持

联盟链

可扩展

超级账本

基本的

区块链的基本原理不难理解。基本概念包括：

如果将区块链作为状态机，每笔交易都是一次改变状态的尝试，每次共识产生的区块是参与者对区块中所有交易内容引起的状态改变结果的确认。

图1.4.3.2 - 区块链示例

在实现上比特币区块链技术原理，首先假设有一个分布式数据记录簿（这方面的技术比较成熟），这个记录簿只允许添加，不允许删除。它的结构是一个线性链表，由一系列“区块”组成，这也是其名称“区块链”的来源。要添加新数据，必须将其放置在新块中。而这个区块（以及区块中的交易）是否合法，可以通过某种方式快速检查。维护节点可以提出新的区块，但必须通过一定的共识机制才能对最终选定的区块达成共识。

以比特币为例，看看区块链技术是如何使用的？客户端发起交易后，将其广播到网络并等待确认。网络中的节点会将一些等待确认的交易记录（除了前一个区块的哈希值等信息）打包在一起，形成一个候选区块。然后，尝试找一个nonce字符串放入区块中，使得候选区块的hash结果满足一定的条件（比如小于某个值）。一旦计算出该块在格式上是合法的，就可以在全网广播。大家拿到提议的区块，进行验证，发现确实符合约定的条件，则认定这个区块是合法的新区块，加入链中。当然，

这种基于哈希的比特币共识机制被称为工作证明（PoW）。目前还没有已知的启发式算法可以使哈希结果满足一定的条件，只能进行蛮力尝试。尝试的次数越多，计算的概率就越高。通过调整对哈希结果的限制，比特币网络平均控制了大约 10 分钟来计算一个合法区块。计算出来的节点将获得区块内所有交易的管理费和协议规定的奖励费（目前为 12.5 个比特币，每四年减半）。也称为采矿。

自然会问是否可以进行恶意操作，破坏整个区块链系统或获取非法利益。比如不承认别人的结果，拒绝别人的交易等等。其实是因为系统中有大量的用户，用户默认只承认他看到的最长的链。只要不超过一半的用户协商（概率越小，越难），最终最长的链大概率是合法链，而且这个概率会随着时间的增加而增加。例如，6个区块后，即使有一半的节点联手推翻确认结果，概率也会是

，低于

可能性。

注意：熟悉 Git 的人应该会理解两者在设计上的相似之处。

分类

根据参与者的不同，可以分为公有（Public）链、联盟（Consortium）链和私有（Private）链。

公链，顾名思义，任何人都可以使用和维护，典型的比如比特币区块链，信息是完全公开的。

如果引入许可机制，则有私有链和联盟链两种。

私有链受到中心化管理者的限制，只能被内部的少数人使用，信息不公开。

联盟链介于两者之间。几个组织共同维护区块链。区块链的使用必须有权限管理，相关信息会受到保护，比如银联组织。

目前，公有链会吸引更多社区和媒体的关注，但更多的商业价值应该在联盟链和私有链上。

根据用途和场景的不同，可以分为以数字货币为目的的币链、以记录产权为目的的产权链、以众筹为目的的众筹链。

误解

目前比特币区块链技术原理，对区块链的理解还存在很多误区。

首先，区块链不是数据库。虽然区块链也可以用来存储数据，但它要解决的问题是多方的互信问题。从单独存储数据的角度来看，其效率可能不高，笔者也不建议将大量原始数据放到区块链上。

其次，区块链不是要破坏现有技术。作为一个基于多项现有技术的新事物，区块链与现有技术的关系是一脉相承的。它在解决多方合作和可信处理方面多走了一步，但并不意味着它会彻底颠覆现有技术。一些商业模式。长期以来，区块链的适用场景仍有待探索，与现有系统必须是协同共存的关系。