比特幣區塊鏈頭結構

1. 比特幣區塊鏈是1個比特幣就有一個區塊鏈嗎每個節點都有完整的區塊鏈數據嗎

比特幣區塊鏈是1個比特幣就有一個區塊鏈嗎？ 不是，區塊保存交易的，前期你成功建立一個區塊會得到一個幣，後期只能得到交易所付出的費用。一枚貨幣是一串數字簽名，是上一個擁有的人發給接受者的數字簽名，所有人都可以從交易中看出誰擁有這枚貨幣。
每個節點都有完整的區塊鏈數據嗎? 你說的節點指的是一個用戶節點？ 一個用戶節點需要保留最長的工作量證明鏈條的區塊頭的拷貝，所以是知道所有區塊頭的數據的可以向前推進知道所有區塊鏈上的數據，但是沒有全部保存下來。一個區塊頭是很小隻有80位元組，是完全能夠保存下來的，因為節點的生成是很慢的。就算隨著時間遷移現在來看量也不是太大的。

2. 比特幣機制研究

現今世界的電子支付系統已經十分發達，我們平時的各種消費基本上在支付寶和微信上都可以輕松解決。但是無論是支付寶、微信，其實本質上都依賴於一個中心化的金融系統，即使在大多數情況這個系統運行得很好，但是由於信任模型的存在，還是會存在著仲裁糾紛，有仲裁糾紛就意味著不存在 不可撤銷的交易 ，這樣對於 不可撤銷的服務 來說，一定比例的欺詐是不可避免的。在比特幣出來之前，不存在一個 不引入中心化的可信任方 就能解決在通信通道上支付的方案。
比特幣的強大之處就在於：它是一個基於密碼學原理而不是依賴於中心化機構的電子支付系統，它能夠允許任何有交易意願的雙方能直接交易而不需要一個可信任的第三方。交易在數學計算上的不可撤銷將保護 提供不可撤銷服務 的商家不被欺詐，而用來保護買家的 程序化合約機制 也比較容易實現。

假設網路中有A, B ,C三個人。
A付給B 1比特幣 ，B付給C 2比特幣 ，C付給A 3比特幣 。
如下圖所示：

為了刺激比特幣系統中的用戶進行記賬，記賬是有獎勵的。獎勵來源主要有兩方面：

比特幣中每一筆交易都會有手續費，手續費會給記賬者

記賬會有打包區塊的獎勵，中本聰在08年設計的方案是： 每10分鍾打一個包，每打一個包獎勵50個比特幣，每4年單次打包的獎勵數減半，即4年後每打一個包獎勵25個比特幣，再過四年後就獎勵12.5個比特幣... 這樣我們其實可以算出比特幣的總量：

要說明打包的記錄以誰為準的問題，我們需要引入一個知名的 拜占庭將軍問題 （Byzantine failures）。拜占庭將軍問題是由萊斯利·蘭伯特提出的點對點通信中的基本問題。含義是在存在消息丟失的不可靠信道上試圖通過消息傳遞的方式達到一致性是不可能的。

假設有9個互相遠離的將軍包圍了拜占庭帝國，除非有5個及以上的將軍一起攻打，拜占庭帝國才能被打下來。而這9個將軍之間是互不信任的，他們並不知道這其中是否有叛徒，那麼如何通過遠距離協商來讓他們贏取戰斗呢？

口頭協議有3個默認規則：
1.每個信息都能夠被准確接收
2.接收者知道是誰發送給他的
3.誰沒有發送消息大家都知道
4.接受者不知道轉發信息的轉發者是誰
將軍們遵循口頭規則的話，那就是下面的場景：將軍1對其他8個將軍發送了信息，然後將軍2~9將消息進行轉達（廣播），每個將軍都是消息的接受者和轉發者，這樣一輪下來，總共就會有9×8=72次發送。這樣將軍就可以根據自己手中的信息，選擇多數人的投票結果行動即可，這個時候即便有間諜，因為少數服從多數的原則，只要大部分將軍同意攻打拜占庭，自己就去行動。
這個方案有很多缺點：
1.首先是發送量大，9個將軍之間要發送72次，隨著節點數的增加，工作量呈現幾何增長。
2.再者是無法找出誰是叛徒，因為是口頭協議，接受者不知道轉發信息的轉發者是誰，每個將軍手裡的數據僅僅只是一個數量的對比：

這里我們假設有3個叛徒，在一種最極端的情況下即叛徒轉發信息時總是篡改為「不進攻」，那麼我們最壞的結果就如上圖所示。將軍1根據手裡的信息可以推出要進攻的結論，卻無法獲知將軍裡面誰是叛徒。
這樣我們就有了方案二：書面協議。

書面協議即將軍在接受到信息後可以進行簽字，並且大家都能夠識別出這個簽字是否是本人，換種說法就是如果有人篡改簽字大家可以知道。書面協議相對比口頭協議就是增加了一個認證機制，所有的消息都有記錄。一旦發現有人所給出的信息不一致，就是追查間諜。
有了書面協議，那麼將軍1手裡的信息就是這樣的：

可以很明顯得看出，在最壞的一種情況——叛徒總是轉發「不進攻」的消息之下，將軍7、8、9是團隊里的叛徒。
這個方案解決了口頭協議里歷史信息不可追溯的問題，但是在發送量方面並沒有做到任何改進。

在我們的示例中，比特幣系統里的每個用戶發起了一筆交易，都會通過自己的私鑰進行簽名，用數學公式表示就是：

所以之前的區塊就變成了這樣：

這樣每一筆交易都由交易發起者通過私鑰進行數字簽名，由於私鑰是不公開的，所以交易信息也就無法被偽造了。

如書面協議末尾所說的那樣，書面協議未能解決信息交流過多的問題。當比特幣系統中存在上千萬節點的時候，如果要互相廣播驗證，請求響應的次數那將是一個非常龐大的數字，顯然勢必會造成網路擁堵、節點處理變慢。為了解決這個問題，中本聰乾脆讓整個10分鍾出一個區塊，這個區塊由誰來打包發出呢？這里就採用了工作量證明機制(PoW)。工作量證明，說白了就是解一個數學題，誰先解出來數學題，誰就能有打包區塊的權力。換在拜占庭將軍的例子中就是，誰先做出數學題，誰就成為將軍們裡面的總司令，其他將軍聽從他發號的命令。

首先，礦工會將區塊頭所佔用的128位元組的字元串進行兩次sha256求值，即：

這樣求得一個值Hash，將其與目標值相比對，如果符合條件，則視為工作量證明成功。
工作量證明成功的條件寫在了區塊鏈頭部的 難度數 欄位，它要求了最後進行兩次sha256運算的Hash值必須小於定下的目標值；如果不是的話，那就改變區塊頭的 隨機數 （nonce），通過一次次地重復計算檢驗，直到符合條件為止。

此外， 比特幣有自己的一套難度控制系統，使得比特幣系統要在全網不同的算力條件下，都保持10分鍾生成一個區塊的速率。這也就意味著：難度值必須根據全網算力的變化進行調整。難度調整的策略是由最新2016個區塊的花費時長與期望時長（期望時長為20160分鍾即兩周，是按每10分鍾一個區塊的產生速率計算出的總時長）比較得出的，根據實際時長與期望時長的比值，進行相應調整（或變難或變易）。也就是說，如果區塊產生的速率比10分鍾快則增加難度，比10分鍾慢則降低難度。

PoW其實在比特幣中是做了以下的三件事情。

這樣可以防止一台高性能機器同時跑上萬個節點，因為每完成一個工作都要有足夠的算力。

有經濟獎勵就會加速整個系統的去中心化，也鼓勵大家不要去作惡，要積極地按照協議本來的執行方式去執行。(所以說，無幣區塊鏈其實是不可行的，無幣區塊鏈一定導致中心化。)

也就是說，每個節點都不能以自身硬體條件去控制出快速度。現在的比特幣上平均10分鍾出一個塊，性能再好的機器也無法打破這個規則，這就能夠保證 區塊鏈是可以收斂到共同的主鏈上的 ，也就是我們所說的共識。

綜上，共識只是PoW三個作用中的一點，事實上PoW設計的作用有點至少有這么三種。

默克爾樹的概念其實很簡單，如圖所示

這樣，我們區塊的結構就大致完整了，這里分成了區塊頭和區塊體兩部分。

區塊鏈的每個節點，都保存著區塊鏈從創世到現在的每一區塊，即每一筆交易都被保存在節點上，現在已經有幾百個GB了。
每當比特幣系統中有一筆新的交易生成，就會將新交易廣播到所有的節點。每個節點都把新交易收集起來，並生成對應的默克爾根，拼接完區塊頭後，就開始調整區塊頭里的隨機數值，然後就開始算數學題

將算出的result和網路中的目標值進行比對，如果是結果是小於的話，就全網廣播答案。其他礦工收到了這個信息後，就會立馬放下手裡的運算，開始下一個區塊的計算。
舉個例子，當前A節點在挖38936個區塊，A挖礦節點一旦完成計算，立刻將這個區塊發給它的所有相鄰節點。這些節點在接收並驗證這個新區塊後，也會繼續傳播此區塊。當這個新區塊在網路中擴散時，每個節點都會將它作為第38936個區塊(前一個區塊為38935)加到自身節點的區塊鏈副本中。當挖礦節點收到並驗證了這個新區塊後，它們會放棄之前對構建這個相同高度區塊的計算，並立即開始計算區塊鏈中下一個區塊的工作。
整個流程就像下一張圖所展示的這樣：

簡單來說，雙花問題是一筆錢重復花了兩次。具體來講，雙花問題可分為兩種情況：
1.同一筆錢被多次使用；
2.一筆錢只被使用過一次，但是通過黑客攻擊或造假等方式，將這筆錢復制了一份，再次使用。
在我們生活的數字系統中，由於數據的可復制性，使得系統可能存在同一筆數字資產因不當操作被重復使用的情況，為了解決雙花問題，日常生活中是依賴於第三方的信任機構的。這類機構對數據進行中心化管理，並通過實時修改賬戶余額的方法來防止雙重支付的出現。而作為去中心化的點對點價值傳輸系統，比特幣通過UTXO、時間戳等技術的整合來解決雙花問題。

UTXO的英文全稱是 unspent transaction outputs ，意為 未使用的交易輸出 。UTXO是一種有別於傳統記賬方式的新的記賬模型。
銀行里傳統的記賬方式是基於賬戶的，主要是記錄某個用戶的賬戶余額。而UTXO的交易方式，是基於交易本身的，甚至沒有賬戶的概念。在UTXO的記賬機制里，除了貨幣發行外，所有的資金來源都必須來自於前面某一個或幾個交易。任何一筆的交易總量必須等於交易輸出總量。UTXO的記賬機制使得比特幣網路中的每一筆轉賬，都能夠追溯到它前面一筆交易。
比特幣的挖礦節點獲得新區塊的挖礦獎勵，比如 12.5 個比特幣，這時，它的錢包地址得到的就是一個 UTXO，即這個新區塊的幣基交易（也稱創幣交易）的輸出。幣基交易是一個特殊的交易，它沒有輸入，只有輸出。
當甲要把一筆比特幣轉給乙時，這個過程是把甲的錢包地址中之前的一個 UTXO，用私鑰進行簽名，發送到乙的地址。這個過程是一個新的交易，而乙得到的是一個新的 UTXO。
這就是為什麼有人說在這個世界上根本沒有比特幣，只有 UTXO，你的地址中的比特幣是指沒花掉的交易輸出。
以Alice向Bob進行轉賬的過程舉例的話：

UTXO 與我們熟悉的賬戶概念的差別很大。我們日常接觸最多的是賬戶，比如，我在銀行開設一個賬戶，賬戶里的余額就是我的錢。
但在比特幣網路中沒有賬戶的概念，你可以有多個錢包地址，每個錢包地址中都有著多個 UTXO，你的錢是所有這些地址中的 UTXO 加起來的總和。
中本聰發明比特幣的目標是創建一個點對點的電子現金，UTXO 的設計正可以看成是借鑒了現金的思路：我們可能在這個口袋裡裝點現金，在那個櫃子角落裡放點現金，在這種情況下不存在一個賬戶，你放在各處的現金加起來就是你所有的錢。
採用 UTXO 設計還有一個技術上的理由，這種特別的數據結構可以讓雙重花費更容易驗證。對比一下：

3. 比特幣和區塊鏈是什麼原理

比特幣是一種利用點對點技術實現的電子現金系統，它允許一個組織直接與另外一個組織進行在線支付，而不需要中間的權威的清算機構。
在比特幣的世界裡，如果你想擁有比特幣，你需要申請一個比特幣地址，就像你到銀行存款，需要開立一個賬戶，然後，你就擁有這個賬號，有了自己的賬號，你可以向你的賬號存款，別人也可以給你的賬號轉賬，當你需要提款的時候或者給別人轉賬的時候，你需要出示一個能夠打開這個地址的鑰匙，也就是你的私鑰，就像你在ATM上取款的時候需要提供密碼一樣。
與銀行發行的法定貨幣不同，法定貨幣的發行是由各國央行來統一管理的，大家都相信央行是靠譜的，不會記錯賬，也不會被人攻擊。然而，比特幣的發行並不需要央行這樣的權威機構，它允許一筆交易從一個組織直接結算給另外一個組織，省去了權威機構結算的環節，提高了交易和結算的效率，節省了交易的成本，尤其是跨境交易的成本。
區塊鏈是由多個區塊組成，每個區塊是由區塊頭和區塊體組成的，每一個區塊頭包含著區塊的元信息，同時也包含一個指向前一個區塊頭哈希值的指針，這個指針是防止區塊鏈被篡改的關鍵信息。區塊體包含比特幣的交易信息，第一個交易是特殊交易，是獎勵給挖礦節點的酬勞，這也是唯一一種可以產生比特幣的方式，也就是發行比特幣的方式，其餘的交易都是轉賬交易，比特幣從一個地址支付給另外一個地址，這也是實現比特幣價值轉移的唯一方式。總結來看，比特幣只有挖礦和轉賬兩種方式，比特幣產生以後只能從一個人轉賬給另一個人，而不能憑空消失，而且比特幣的發行總量是恆定的，一共有2100萬，是一種通索性貨幣。

4. 各區塊鏈架構的橫向比較

各區塊鏈架構的橫向比較
時常聽人們談起區塊鏈，從 2009 年比特幣誕生至今，各式各樣的區塊鏈系統或基於區塊鏈的應用不斷被開發出來，並被應用到大量的場景中，而區塊鏈技術本身也在不停地變化和改進。
區塊鏈又被稱為分布式賬本，與之對應的則是中心化賬本，比如銀行。與中心化賬本不同的是，分布式賬本依靠的是將賬本數據冗餘存儲在所有參與節點中，來保證賬本的安全性。簡單地說，區塊鏈會用到三種底層技術：點對點網路技術、密碼學技術和分布式一致性演算法。而通常，區塊鏈系統還會「免費附贈」一種被稱為智能合約的功能。智能合約雖然不是區塊鏈系統的必要組成部分，但由於區塊鏈天生所具備的去中心化特點，使它可以很好地為智能合約提供可信的計算環境。
為了適應不同場景的需求，區塊鏈系統在實際應用的過程中往往會需要進行各種改造，以滿足特定業務的要求，比如身份認證、共識機制、密鑰管理、交易頻次、響應時間、隱私保護、監管要求等。而實際應用區塊鏈系統的公司往往沒有進行這種改造的能力，於是市場上慢慢出現了一些用於定製專用區塊鏈系統的框架，採用這些框架就可以很方便地定製出適用於企業自身業務的區塊鏈系統。
本文將對目前市場上幾個典型的區塊鏈框架進行橫向對比，看看它們都有哪些特點，以及它們之間到底有哪些區別。為了保持對比的公正性，本文將只針對開源的區塊鏈框架進行討論。
各區塊鏈架構的簡單介紹
1、比特幣
比特幣(bitcoin)源自一名叫做中本聰(Satoshi Nakamoto)的人在 2008 年發表的一篇名為《比特幣：一種點對點的電子現金系統》(Bitcoin: A Peer-to-PeerElectronic Cash System)的論文，文中描述了一種被他稱為「比特幣」的電子貨幣及其演算法。在之後的幾年裡，比特幣不斷成長和成熟，而它的底層技術也逐漸被人們認識並抽象出來，這就是區塊鏈技術。比特幣作為區塊鏈的鼻祖，在區塊鏈的大家族中具有舉足輕重的地位，基於比特幣技術開發出的山寨幣(altcoins)的數量有如天上繁星，數不勝數。
從論文中可以得知，中本聰設計比特幣的目的，就是希望能夠實現一種完全基於點對點網路的電子現金系統，使得在線支付能夠直接由一方發起並支付給另外一方，中間不需要通過任何的中介機構。總結來說，他希望比特幣的設計能夠實現以下這些目標：
● 不需要中央機構就可以發行貨幣
● 不需要中介機構就可以支付
● 保持使用者的匿名性
● 交易無法被撤銷
從電子現金系統的角度來看，以上這些目標在比特幣中基本都得到了實現，但是依然有一些技術問題有待解決，比如延展性攻擊、區塊容量限制、區塊分叉、擴展性等。
在應用場景方面，目前大量的數字貨幣項目都是基於比特幣架構來設計的，此外還有一些比較實際的應用案例，比如彩色幣、t? 等。
彩色幣(coloredcoin)，通過仔細跟蹤一些特定比特幣的來龍去脈，可以將它們與其他的比特幣區分開來，這些特定的比特幣就叫作彩色幣。它們具有一些特殊的屬性，從而具有與比特幣面值無關的價值，利用彩色幣的這種特性，使得開發者可以在比特幣網路上創建其它的數字資產。彩色幣本身就是比特幣，存儲和轉移不需要第三方，可以利用已經存在的比特幣的基礎。
t? 是比特幣區塊鏈在金融領域的應用，是美國在線零售商 Overstock 推出的基於區塊鏈的私有和公有股權交易平台。
2、以太坊
以太坊(ethereum) 的目標是提供一個帶有圖靈完備語言的區塊鏈，用這種語言可以創建合約來編寫任意狀態轉換功能，用戶只要簡單地用幾行代碼來實現邏輯，就能夠創建一個基於區塊鏈的應用程序，並應用於貨幣以外的場景。
以太坊的設計思想是不直接「支持」任何應用，但圖靈完備的編程語言意味著理論上任意的合約邏輯和任何類型的應用都可以被創建出來。總結來說，以太坊在比特幣的設計目標之外，還需要實現以下幾個目標：
● 圖靈完備的合約語言
● 內置的持久化狀態存儲
目前基於以太坊的合約項目已達到數百個，比較有名的有 Augur、TheDAO、Digix、FirstBlood 等。
Augur 是一個去中心化的預測市場平台，基於以太坊區塊鏈技術。用戶可以用數字貨幣進行預測和下注，依靠群眾的智慧來預判事件的發展結果，可以有效地消除對手方風險和伺服器的中心化風險。
限於篇幅，基於以太坊智能合約平台的項目就不多介紹了。基於以太坊的代碼進行改造的區塊鏈項目也有不少，但幾乎都是閉源項目，只能依靠一些公開的特性來推斷，所以就不在本文展開討論了。
3、Fabric
Fabric 是由 IBM 和 DAH 主導開發的一個區塊鏈框架，是超級帳本的項目成員之一。它的功能與以太坊類似，也是一個分布式的智能合約平台。但與以太坊和比特幣不同的是，它從一開始就是一個框架，而不是一個公有鏈，也沒有內置的代幣(token)。
超級賬本(hyperledger)是 Linux 基金會於 2015 年發起的推進區塊鏈技術和標準的開源項目，加入成員包括：荷蘭銀行(ABN AMRO)、埃森哲(Accenture)等十幾個不同利益體，目標是讓成員共同合作，共建開放平台，滿足來自多個不同行業各種用戶案例，並簡化業務流程。
作為一個區塊鏈框架，Fabric 採用了松耦合的設計，將共識機制、身份驗證等組件模塊化，使之在應用過程中可以方便地替換成自定義的模塊。除此之外，Fabric 還採用了容器技術，將智能合約代碼(chaincode)放在 docker 中運行，從而使得智能合約可以用幾乎任意的高級語言來編寫。
以下是 Fabric 的一些設計目標：
● 模塊化設計，組件可替換
● 運行於 docker 的智能合約
目前已經有不少採用 Fabric 架構進行開發的概念驗證(POC)項目在實施過程中，其中不乏一些金融機構做出的嘗試，不過由於項目剛剛起步，還沒有比較成熟的落地應用。
4、DNA
DNA(Distributed Networks Architecture，分布式網路架構)，是由總部位於上海的區塊鏈創業公司「分布科技」開發的區塊鏈架構，可以同時支持公有鏈、聯盟鏈、私有鏈等不同應用類型和場景，並快速與業務系統集成。
與以太坊、Fabric不同的是，DNA 在系統底層實現了對多種數字資產的支持，用戶可以直接在鏈上創建自己的資產類型，並用智能合約來控制它的發行邏輯。對於絕大部分的區塊鏈應用場景，數字資產是必不可少的，而為每一種數字資產都開發一套基於智能合約的轉賬、發行邏輯是非常浪費且低效的。因此，由區塊鏈底層提供直接的數字資產功能是十分必要的。而對於那些完全不需要數字資產的應用場景，同樣可以基於 DNA 提供的智能合約架構來編寫任意的自定義邏輯來實現。
DNA 的設計目標主要有以下幾點：
● 多種數字資產的底層支持
● 圖靈完備的智能合約和狀態持久化
● 跨鏈互操作性
● 交易的最終性
目前已有不少金融機構採用 DNA 架構來進行區塊鏈概念驗證產品的開發。除此之外，還有一些已經落地的區塊鏈項目，如小蟻區塊鏈、法鏈等。
小蟻(antshares)是一個定位於資產數字化的公有鏈，將實體世界的資產和權益進行數字化，通過點對點網路進行登記發行、轉讓交易、清算交割等金融業務的去中心化網路協議。它採用社區化開發的模式，在架構上與 DNA 保持一致，從而可以與任何基於DNA 的區塊鏈系統發生跨鏈互操作。
法鏈是全球第一個大規模商用的法律存證區塊鏈，一個底層基於 DNA區塊鏈技術，並由多個機構參與建立和運營的證據記錄和保存系統。該系統沒有中心控制點，且數據一旦錄入，單個機構或節點無法篡改，從而滿足司法存證的要求。
5、Corda
Corda 是由一家總部位於紐約的區塊鏈創業公司 R3CEV 開發的，由其發起的 R3區塊鏈聯盟，至今已吸引了數十家巨頭銀行的參與，其中包括富國銀行、美國銀行、紐約梅隆銀行、花旗銀行、德國商業銀行、德意志銀行、匯豐銀行、三菱 UFJ 金融集團、摩根士丹利、澳大利亞國民銀行、加拿大皇家銀行、瑞典北歐斯安銀行（SEB）、法國興業銀行等。
從 R3 成員的組成上也可以看出，Corda 是一款專門用於銀行與銀行間業務的區塊鏈架構。盡管 R3 自己聲稱 Corda 不是區塊鏈，但從各項特徵來看，它具備區塊鏈的一些特性。
技術對比
1、數字資產
接下來，將對前文中提到的這些區塊鏈框架進行一系列的技術對比，並從多個維度展開介紹它們的區別與相似之處。

區塊鏈的內置代幣通常是一種經濟激勵模型和防止垃圾交易的手段。比特幣天生就有且只有一種內置代幣，所以在比特幣系統中所有的「交易」本質上都是轉賬行為，除非通過外部的協議層來給比特幣增加額外的數字資產。
以太坊和 DNA 具有內置代幣，它們的作用除了以上提到的經濟激勵和防止垃圾交易之外，還具有為系統內置功能提供一個收費的渠道。比如以太坊的智能合約運行需要消耗 GAS，而 DNA 的數字資產創建也需要消耗一定的代幣。
以太坊和 Fabric 沒有內置的多種數字資產支持，而是通過智能合約來實現相應的功能。這種方式的好處在於，系統設計可以做到非常簡潔，而且資產的行為可以任意指定，自由度極高。然而這樣的設計也會帶來一系列的負面影響，比如所有的資產創建者不得不自己編寫重復的業務邏輯，而用戶也沒有辦法通過統一的方式去操作自己的資產。
相比之下，DNA 和 Corda 採用了在底層支持多種數字資產的方式，讓資產創建者可以方便地創建自己的資產類型，而用戶也可以在同一個客戶端中管理所有的資產。對於邏輯更加復雜一點的業務場景來說，他們同樣可以利用智能合約來強化資產的功能，或者創建一種與資產無關的業務邏輯。
2、賬戶系統

UTXO(Unspent Transaction Output)是這樣一種機制：每一枚數字貨幣都會被登記在一個賬戶的所有權之下，一枚數字貨幣有兩種狀態，即要麼還沒有被花費，要麼已經被花費。當需要使用一枚數字貨幣的時候，就將它的狀態標記為已經花費，並創造一枚新的與之等額的數字貨幣，將它的所有權登記到新的賬戶之下。在這個過程中，被標記為已花費的數字貨幣就被稱為交易的輸入，而創造出來的新的數字貨幣被稱為交易的輸出，在一筆交易中，可以包含多個輸入和多個輸出，但是輸入之和與輸出之和必須相等。要計算一個賬戶的余額時，只要將所有登記在該賬戶下的數字貨幣的面額相加即可得出。
比特幣和 Corda 就採用了 UTXO 這樣一種賬戶機制，而以太坊則採用了更加直觀的余額機制：每個賬戶有一個狀態，狀態中直接記錄了賬戶當前的余額，轉賬的邏輯就是從一個賬戶中減去一部分余額，並在另一個賬戶中加上相應的余額，減去的部分和加上的部分必須相等。DNA 在賬戶機制上同時兼容這兩種模式。
那麼 UTXO 模式和余額模式，究竟有什麼優缺點呢？UTXO 最大的好處就是，基於 UTXO 的交易可以並行驗證且任意排序，因為所有的 UTXO 之間都是沒有關聯的，這對區塊鏈未來的伸縮性是有很大幫助的，而基於余額的設計就沒有這個優勢了；反過來，余額設計的優點是設計思想非常簡潔和直覺化，便於程序實現，特別是在智能合約中，要處理 UTXO 的狀態是非常困難的。這也是為什麼以智能合約為主要功能的以太坊選擇余額設計的原因，而比特幣、OnchainDNA、Corda 這些以數字資產為核心的架構則更傾向於 UTXO 設計。
關於身份認證，比特幣和以太坊基本沒有身份認證的設計，原因很簡單，因為這兩者的設計思想都是強調隱私和匿名，而反對監管和中心化，而身份認證就勢必要引入一些中心或者弱化的中心機構。Fabric、DNA 和 Corda 不約而同地選擇了採用數字證書來對用戶身份進行認證，原因在於這三者都有應用於現有金融系統的設計目標，而金融系統必然要考慮合規化並接受監管，此外現有的金融系統已經大范圍地採用數字證書方案，這樣便可以和區塊鏈系統快速集成。

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6. 區塊鏈分類有哪些區塊鏈組成結構是什麼

區塊鏈的概念最近一段時間可謂是相當火爆，它來自於比特幣等加密貨幣的實現，但是目前這項技術已經逐步運用在各個領域。那麼大家是否知道區塊鏈分類有哪些？區塊鏈組成結構是什麼？下面大家就跟隨我們一起來了解下吧。
區塊鏈分類有哪些？
1、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逗知，也是目前應用最廣泛的區塊鏈，各大bitcoins系列的虛擬數字貨幣均基於公有區塊鏈，世界上有且僅有一條該幣種對應的區塊鏈。
2、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(本質上還是託管記賬，只是變成分布式記賬，預選節悶渣點的多少，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。
3、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許可權，本鏈與其他的分布式存儲方案沒有太大區別。目前(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。
4、側鏈（Sidechain）
側鏈是用於確認來自於其它區塊鏈的數據的區塊鏈，通過雙向掛鉤（TwoWayPeg）機制使比特幣、Ripple幣等多種資產在不同區塊鏈上以山罩消一定的匯率實現轉移。
區塊鏈組成結構是什麼？
1、基礎網路層：基礎網路層由數據層、網路層組成，其中數據層包括了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等技術；網路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。
2、中間協議層：中間協議層由共識層、激勵層、合約層組成，其中共識層主要包括網路節點的各類共識演算法；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；合約層主要包括各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎。
3、擴展層：這個層面類似於電腦的驅動程序，是為了讓區塊鏈產品更加實用。目前有兩類，一是各類交易市場，是法幣兌換加密貨幣的重要渠道，實現簡單，來錢快，成本低，但風險也大。二是針對某個方向的擴展實現，比如基於億書側鏈，可為第三方出版機構、論壇網站等內容生產商提供定製服務等。
4、應用服務層：應用服務層作為區塊鏈產業鏈中最重要的環節，則包括區塊鏈的各種應用場景和案例，包括可編程貨幣、可編程金融和可編程社會。
以上就是小編為您帶來的區塊鏈分類有哪些？區塊鏈組成結構是什麼？的全部內容。

7. 1分鍾帶你快速了解區塊鏈的技術模型架構

區塊鏈技術性並並不是一項單一的技術性，只是多種多樣技術性融合自主創新的結果，其實質是一個弱管理中心的、自信賴的最底層構架技術性。
區塊鏈技術性實體模型由上而下包含數據信息層、傳輸層的共識層、鼓勵層、合同層和網路層。每一層具有一項關鍵作用，不一樣等級中間互相配合，一同搭建一個去管理中心的使用價值傳送管理體系。

數據信息層的特性是不能偽造、全備份數據、徹底公平（數據信息、管理許可權、編碼），而其演算法設計是區塊鏈，包含區塊鏈頭和區塊材。區塊鏈頭由三組區塊鏈資料庫，一組資料庫是父區塊鏈哈希值，用以該區域塊與區塊鏈中的前一區塊鏈相互連接；二組資料庫是Merkle根，一種用於合理地小結區塊鏈中全部買賣的演算法設計；三組資料庫是難度系數總體目標、時間格式和Nonce與生產製造區塊鏈有關。

傳輸層封裝了P2P網路體制、散播和認證體制等技術性。在傳輸層中，新的買賣向各大網站開展廣播節目，每一個連接點都將接到的交易信息列入一個區塊鏈中，且每一個連接點都試著在自身的區塊鏈中尋找一個具備充足難度系數的勞動量證實，當一個連接點找到一個勞動量證實（得到裝包區塊鏈的資質），它就向各大網站開展廣播節目（新裝包的區塊鏈），當且僅當包括在該區域塊中的全部買賣全是合理的且以前未存有過的，別的連接點才認可該區域塊的實效性，而表明認可接納的方式 ，則是在追隨該區域塊的結尾，生產製造新的區塊鏈以增加該傳動鏈條，而將被接納區塊鏈的任意散列值視作在於新區塊鏈的任意散列值。

的共識層封裝了節點的各種共識機制優化演算法，它是區塊鏈的關鍵技術，由於這決策了區塊鏈的造成，而記帳決策方法可能危害全部系統軟體的安全系數和穩定性。現階段早已發生了十餘種共識機制優化演算法，在其中較為知名的有勞動量證實體制（POW）、好用拜占庭容錯機制優化演算法（PBFT）、利益證實體制（POS）、股權授權證明體制。

鼓勵層包含發售體制和激勵制度。簡易而言，激勵制度是根據經濟發展均衡的方式，激勵連接點參加到維護保養區塊鏈系統優化運作中，避免 對總帳簿開展偽造，使長期性保持區塊鏈互聯網運作的驅動力。

合同層具備可編程式控制制器的特點，關鍵包含智能合約、共識演算法、腳本製作、編碼，是區塊鏈可編程式控制制器特點的基本。將編碼置入區塊鏈或動態口令中，完成能夠 自定的智能合約，並在做到某一明確的約束的狀況下，不用經過第三方就可以全自動實行，是區塊鏈去信賴的基本。
網路層封裝了區塊鏈的各種各樣應用領域和實例，跟電腦的應用軟體、電腦瀏覽器上的門戶網等很類似，將區塊鏈關鍵技術布署在如以太幣、EOS上並在實際中落地式。

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