Blockchain 基本知识

本文是前奏，本来要介绍Azure上的Azure Blockchain Service，发现，需要从什么是区块链开始讲起。。。

什么是区块链？我们从比特币说起, 2008年11月，中本聪提出了比特币白皮书，比特币系统从09年至今，未出现重大安全事故。

1.比特币的底层技术便是区块链;

2.比特币是点对点的电子现金系统（支付领域）；

3.该系统基于区块链技术构建；

4.该系统通过区块链技术，使得点对点电子交易不需要中间方验证；

5.具有实验性质，运行10年，未出现重大问题。

简单理解区块链，从一个故事说起：

张三给李四转1000块钱的故事：

1.张三大吼一声，我给李四转了1000块钱；

2.张三附近的村民听到了这声呐喊，然后确认了张三有足够余额；

3.村民检查过后，每个村民都在自家的账本上记录:

张三转给李四1000，张三3000-1000=2000；李四200+1000=1200；

4. 张三附近的村民把转账告诉邻村，邻村又告诉邻村，全球人都知道了并记录到了自家账本上。

几个问题？

李四的问题：账本会不会被篡改？

村民A的问题，为什么要费力气给张三记录这笔交易呢？

全体村民的问题，以谁记的为准？

账本会不会被篡改？

通俗理解，把一段时间内的交易放到一个区块中，通过对区块进行哈希运算（哈希运算理解为Hash算法可以将一个数据转换为一个标志，这个标志和源数据的每一个字节都有十分紧密的关系。Hash算法还具有一个特点，就是很难找到逆向规律。原始数据中发生任何改变，哈希运算的结果都将发生变更），产生该区块的哈希值，该区块发生任何变化，区块的哈希值就会有巨大改变，讲哈希算法的结果写入到下一个区块中，将前后两个区块串起来。

若上一页账单（区块）数据被修改，那它的数据指纹（哈希值）会发生改变，就无法与下一页账单中记录的哈希值对应上。所有玩家就能识别出这是个被篡改的无效链，并将其抛弃。

所以，通过区块+链的方式，账不可篡改。

作为普村A，为什么要费力气记账呢？

因为有好处，就是所谓的矿工激励，第一个获得记账权的人，会获得奖励。

谁记得为准？

工作量证明(PoW)，谁最先计算出某个题目的答案，就以谁的账本为准，其他人复制该账本。某个题目的答案，其实就是区块头中的随机数。

区块链的几个特点：

1.去中心化（Decentralized）去中心化系统，其没有中介机构，所有节点的权利和义务都相等，任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作；

2.去信任（Trustless）系统中所有节点之间无需信任也可以进行交易，因为数据库和整个系统的运作是公开透明的，在系统的规则和时间范围内，节点之间无法欺骗彼此；

3.集体维护（Collectively Maintain）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（Reliable Database）系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝，修改单个节点的数据库是无效的，因为系统会自动比较，认为最多次出现的相同数据记录为真。

区块链不是新技术，是一组技术的组合：

核心技术-分布式账本

通过P2P的方式，将正确的账本发送给其他人。

核心技术-密码学

主要在下一个区块中，存储上一个区块的哈希值。

核心技术-区块构成

核心技术-分布式共识

核心技术-智能合约

区块链的技术演进

普遍认为，区块链已经经历了三个阶段：

1. 加密货币阶段：就是指以比特币系统为代表的加密货币阶段；

2. 数字资产，加密金融：在比特币发展成全民挖矿的情况下，于2013年，以太坊创始人Vitalik Buterin发布以太坊初版白皮书。以太坊引进了智能合约的概念，从真正意义上，可以满足商业化应用发布的需求。与第一阶段，只服务于比特币等加密货币不同，区块链2.0阶段，依赖以太坊，可以用来编程、分散、担保和交易任何事物，实现了“区块链+”应用的蔓延、扩展。大部分的区块链应用，都是基于以太坊而成立，如以太猫，如元链星系等区块链游戏，还有各种加密狗等等。

3. 随着区块链技术的进一步发展，其“去中心化”功能及“数据防伪” 功能在其他领域逐步受到重视。人们开始认识到，区块链的应用也许不仅局 限在金融领域，还可以扩展到任何有需求的领域中去。于是，在金融领域之 外，区块链技术又陆续被应用到了公证、仲裁、审计、域名、物流、医疗、 邮件、鉴证、投票等其他领域中来，应用范围扩大到了整个社会。

三个阶段中，前两个还是主要以公开的区块链为主，也成为公链，第三个阶段开始，则开始存在私链，联盟链等形式。

区块链的分类：

公链是指任何人都可读取的、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链。

公链采取了采取工作量证明机制（POW）、权益证明机制(POS)、股份授权证明机制（DPOS）等方式，并将经济奖励和加密数字验证结合了起来，并建立一个原则就是每个人从中可获得的经济奖励与工作量成正比。这些区块链通常被认为是完全去中心化的。

私链是指其写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放，或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据库管理、审计、甚至一个公司，尽管在有些情况下希望它能有公共的可审计性，但在很多的情形下，公共的可读性并非是必须的。

联盟链开放程度和去中心化程度是有所限制的。其参与者是被提前筛选出来或者直接指定的，数据库的读取权限可能是公开的，也可能像写入权限一样只限于系统的参与者。

区块链的典型应用：币圈+链圈