1、区块链整体简介 · 区块链框架图分析 · 看云

## 一、区块链技术理论基础 ### 1、基本概念 #### （1）区块链 从技术层面来看，区块链是由**包含交易信息的区块**按照时间顺序**从后向前有序链接起来**的**数据结构**。 从应用层面来说，区块链是一个**分布式的共享账本和数据库**，具有**去中心化**、**不可篡改**、**全程留痕**、**集体维护**、**公开透明**等特点。 基于这些特点，区块链技术可以开发出**自带信任体系特征**的系统，实现多个主体之间的**协作信任与一致行动**。 #### 创世区块 *区块链中的第一个区块,无需关联上一个区块* #### **区块** 区块链中的最小组成单位，主要有包含 元数据的区块头 和 存放一条或者多条交易信息的区块体 两部分组成，每个区块都记录着 当前区块的哈希 和 上一个区块的哈希 ，通过两个哈希值的关联，让所有的区块以链式结构串起来，就形成了一个完整的区块链。 #### 交易集合 *区块中记录一些特定信息的集合，可以按照业务逻辑来保存相应的业务数据 。 例如：**审计信息、版权信息、票据信息* #### 区块链结构，如下图所示：  #### （2）区块链网络： 由多个**区块链节点**组成，每个节点都运行着**相同一套区块链主干网络**的**副本**，且各个节点间通过**P2P网络**进行交互，并最终形成一个完整的区块链网络系统。 **P2P网络** 具有可靠性、去中心化，以及开放性，各个节点之间交互运作、协同处理，每个节点在对外提供服务的同时也使用网络中其他节点所提供的服务。当某一个区块链节点产生新的区块时，会通过广播的方式告诉其他节点，其他节点通过网络接收到该区块信息时，会对这个区块信息进行验证，当有一定数量的节点都验证通过后，各个节点会把该区块更新到各自现有的区块链上，最终使得整个区块链网络中的各个节点信息保持一致，这也是区块链去中心化、可信任特性的体现 **区块链网络简易模型**，如下图所示：  ### 2、区块链分类 #### （1）公有链 公有区块链（Public Block Chains)是指：世界上任何个体或者团体都可以发送交易，且交易能够获得该区块链的有效确认，任何人都可以参与使用和维护该区块链，信息公开透明。公有区块链是最早的区块链，例如BTC、以太坊等虚拟数字货币均基于公有区块链。不过目前公有链实际应用价值不大，并没有产生特别合适的应用场景。 #### （2）联盟链 行业区块链（Consortium Block Chains)：由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定（预选节点参与共识过程），其他接入节点可以参与交易，但有权限限制，信息受保护，如银联组织。目前联盟链是各个区块链技术团队主要研究的对象，由于联盟链拥有区块链技术的大部分特征，并且在权限管理、数据安全、监管方面更有优势，是企业优先考虑的区块链技术方案。 市面上也有一些比较主流的联盟链技术框架，让开发维护联盟链更加便捷。国内一些大的软件厂商也都有自己的企业区块链技术解决方案，例如蚂蚁金服区块链平台，腾讯的TrustSQL平台，东软的SaCa EchoTrust区块链应用平台以及京东区块链防伪追溯平台等等。 #### （3）私有链 私有区块链（Private Block Chains)：仅仅使用区块链的总账技术进行记账，可以是一个公司，也可以是个人，独享该区块链的写入权限，利用区块链的不易篡改特性，把区块链作为账本数据库来使用。 ### 3、关键技术与特性 #### （1）共识机制 共识机制被称作为区块链系统的灵魂，是区块链系统信任体系的基础。区块链系统作为一个多节点的分布式账本系统，当有新的信息需要记录时，哪个节点来负责记账，记账奖励发放给哪个节点，哪些节点负责验证记账结果，如何让各个节点达成最终一致，将记账结果被网络中所有节点以同样的顺序复制并记录下来，就是共识机制要做的事情。 目前，较为主流的共识算法有PoW、PoS、DPoS、PBFT等 #### （2）去中心化 去中心化，是互联网发展过程中形成的社会关系形态和内容产生形态，是相对于“中心化”而言的新型网络内容生产过程。在一个分布有众多节点的区块链系统中，每个节点都具有高度自治的特征。任何一个节点都可能成为阶段性的中心，但不具备强制性的中心控制功能。节点与节点之间的影响，会通过网络而形成关联关系。这种开放式、扁平化、平等性的系统现象或结构，我们称之为去中心化。去中介化并不代表着不接受监管，“去中心化”去的是中央控制方和中介方，而不是监管方。监管节点可以方便地接入任何一个区块链网络。 #### （3）智能合约 从技术层面讲，智能合约是一段部署在在区块链上的程序代码，当满足程序设定的条件时，它便会在区块链上运行，并得到相应的结果。这种情况有点类似于微信的小程序，区块链提供虚拟机和脚本语言，用户根据脚本语言的语法开发带有一定业务逻辑的程序，部署在区块链上，当满足执行的条件时，智能合约便会被区块链虚拟机解释并运行。 #### （4）不可篡改性 大部分人习惯称它为不可篡改性，但是从技术层面来说，我个人觉得叫做不可逆转性更贴切，既然是一个计算机系统，增删改查是基本的功能属性，只不过区块链系统删除和修改操作比较特殊一点。 ### 4、流行的区块链框架与应用 #### （1）公有链应用：BTC网络，以太坊网络 #### （2）联盟链开发框架：Hyperledger Fabric