區塊鏈基本概念

1、概述

2、區塊鏈基礎技術

雜湊演算法

將任意長度的輸入值對映為較短的固定長度的二進位制值。資料的雜湊值可以檢驗資料的完整性，一般用於快速查詢和加密演算法。

雜湊演算法廣泛應用於區塊鏈中，入merkle樹，以太坊賬戶位址，位元幣位址，pow演算法等。

merkle樹

merkle樹在分布式環境下驗證、檔案對比中應用較多。

區塊鏈系統採用二叉樹型的merkle樹對這些交易進行歸納表示，同時生成該交易集合的數字簽名。merkle樹支援快速地歸納和校驗區塊中交易的完整性與存在性。

pow位元幣系統利用pow機制使系統各節點最終達成共識，進而得到最終區塊。

這裡的工作是指找到乙個合理的區塊雜湊值，需要不斷進行大量的計算。

pos權益證明機制，這種機制根據火幣持有量和時間來分配相應的利息，不足是因為沒有消耗大量算力導致貨幣價值**難以確定。

非對稱加密技術

公鑰加密私鑰解密，私鑰簽名公鑰驗證。在位元幣系統中，公鑰由私鑰通過橢圓曲線加密演算法生成。交易資訊中必須要有正確的數字簽名才能驗證交易有效。

3、區塊鏈的概念與結構

3.1、定義

區塊鏈是指一種電子記錄形式的賬簿，其中每乙個區塊是賬簿的一頁，從第一頁「鏈結」到最新一頁。

時間戳服務就是通過對區塊中資料項加上時間戳進行雜湊，並把這一雜湊值廣泛地傳播出去。顯然，要得到這個雜湊值，就需證明在過去的某個時刻加上時間戳的資料必然存在。

每乙個區塊都包含了上乙個區塊的雜湊值，確保按照時間順序在上乙個區塊之後產生，否則前乙個區塊的雜湊值是未知的。

3.2、區塊鏈的發展和型別

數字貨幣-智慧型合約-dao、dac和區塊鏈社會

型別可以有公有鏈、私有鏈等，主要區別在於共識機制和節點擊取不同。

3.3、區塊鏈的資料結構

區塊鏈技術中，區塊是指一種資料結構，包含兩部分：區塊元資料和區塊體。

區塊元資料報含區塊大小、區塊頭和交易計數器。

區塊體記錄的是從上一區塊產生到此區塊建立之間所發生的所有交易。

將區塊中所有交易記錄都進行兩次雜湊運算之後，將結果作為merkle樹的葉子節點，然後遞迴兩個相鄰節點的雜湊值，直到得到merkle根。

難度目標是一種特殊的浮點編碼型別，佔4byte，首位元組是指數，僅用其中的最低5位，後3個位元組是尾數，它能夠表示256位的數。

乙個區塊頭的sha256雜湊值必須小於或等於bits難度目標才能被整個網路認可。

nonce欄位是指隨機數，各個區塊頭的值往往不同，但它是從0開始按照限行方式增長的隨機數，每次計算都會增長。挖礦就是來尋找乙個滿足條件的nonce值。

區塊識別符號：區塊頭雜湊值和區塊高度

區塊頭雜湊值是通過對區塊頭6個字段進行兩次sha256雜湊計算得到數字簽名，產生的256位值簡稱區塊雜湊值。

創世區塊高度為0；當區塊分叉發生時，兩個或多個區塊競爭同一高度。

區塊鏈的時間戳服務可以用來進行存在性證明，區塊鏈技術將可以用來儲存資訊，並且是乙個存在性證明的最佳技術。

兩個相鄰區塊間通過父區塊雜湊值、時間戳、塊高度、nonce值保持一定聯絡。

區塊鏈技術的瓶頸：過大的完整賬本的儲存空間、資訊分發採用全網廣播、交易效率低下、算力浪費等。

4、區塊鏈的執行原理

中本聰在其位元幣***中非常詳細地介紹了區塊鏈系統的建立過程：

（1）新的交易向全網所有節點廣播

（2）每個節點把收到的交易都寫到乙個區塊中

（3）每個節點都在新的區塊上進行計算，尋找乙個工作量證明解

（4）某個節點找到工作量證明解時，就把其所在的區塊向全網進行廣播

（5）其他節點收到廣播的這個區塊後對其進行驗證，只有所有交易都被驗證時有效的且未被使用之後，該區塊才能被認可

（6）每個節點通過將此區塊的雜湊值作為父雜湊值來進行下乙個區塊的計算，表示節點認可了此區塊有效

一般情況下，一筆交易必須經過至少6次確認（在此區塊之後每產生乙個區塊就是1次確認），才能最終在區塊鏈上被承認是合法交易。若達到6次確認後要想修改記錄，花費代價太大，得不償失。

區塊鏈的主要技術平台與應用有以太坊和hyperkedger等。

總之，區塊鏈技術的發展被業內人士廣泛看好，這個越來越受青睞的趨勢會一直持續，這些趨勢不一定以區塊鏈的形式直接出現，可能會作為區塊鏈技術的衍生品興起。區塊鏈應用已經從最初單純的數字貨幣過渡到更廣泛的金融業，並且滲透到社會中的很多領域，比如身份驗證、跨境支付、檔案儲存、物聯網等，其中金融領域是目前最成熟、應用最廣的領域。區塊鏈技術作為當下最熱門的技術之一，值得我們投入更多的時間與精力進行學習和研究。

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