計算機網路區塊鏈

1. 什麼是區塊鏈

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈（Blockchain），是比特幣的一個重要概念。

它本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。

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區塊鏈的特點：

1、存證

區塊鏈「不可篡改」的特點，為經濟社會發展中的「存證」難題提供了解決方案。只要能夠確保上鏈信息和數據的真實性，那麼區塊鏈就可以解決信息的「存」和「證」難題。

比如在版權領域，區塊鏈可以用於電子證據存證，可以保證不被篡改，並通過分布式賬本鏈接原創平台、版權局、司法機關等各方主體，可以大大提高處理侵權行為的效率。

2、共享

區塊鏈「分布式」的特點，可以打通部門間的「數據壁壘」，實現信息和數據共享。與中心化的數據存儲不同，區塊鏈上的信息都會通過點對點廣播的形式分布於每一個節點，通過「全網見證」實現所有信息的「如實記錄」。

2. 基於區塊鏈技術的計算機網路是什麼樣的

區塊鏈（英語：Blockchain或Block chain）是一種分布式資料庫，大家可能都有所耳聞的比特幣，核心技術用的就是它。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一次網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性和生成下一個區塊。用通俗的概念講，區塊鏈就是一本人人可記的賬。在一個公司或機構里，多數人只有看賬的份兒，而只有少數受過專業訓練的人，才有權提筆記賬。當然，區塊鏈並非傳統意義上的賬本，它在技術原理上有以下三個關鍵點：第一，去中心化。一個踐行區塊鏈技術的網路中，其所涵蓋的每台計算機均可讀取、添加記錄，從賬本這個角度講，他們就是共同記賬的人，而沒有權威人士從中指導、修正。第二，非對稱加密。別看這本賬人人可記，可若非局內人，一定讀不懂。因為，在記賬過程中，每個人都遵從統一的加密規則，但讀取時，卻必須使用自己獨有的解密方式。因此，雖然每個人都保存著這本不斷更新的賬，但能讀懂的部分，卻僅限於自己能解密的那一塊，也就是與自己相關的那一部分。第三，時間印記。也就是時間戳（英語：Timestamp），是指字元串或編碼信息用於辨識記錄下來的時間日期。區塊鏈上的每一個區塊，是按照其所生成的時間按先後順序排列的，並經過集體認證，確認成立。而且，之前的記錄是無法被修改的。就像在一本賬里，我們可以通過一個時間點之後的記錄，索引、驗證之前的內容。而這些內容一旦被確認，再行篡改就難上加難。

區塊鏈技術是維護一個不斷增長的數據記錄的分布式資料庫，這些數據通過密碼學的技術和之前被寫入的所有數據關聯，使得第三方甚至是節點的擁有者難以篡改。區塊(block)包含有資料庫中實際需要保存的數據，這些數據通過區塊組織起來被寫入資料庫。鏈(chain)通常指的是利用Merkle tree等方式來校驗當前所有區塊是否被修改，這一點用過Git的碼農們早就熟悉了，回想一下如何修改Git的歷史記錄吧。

區塊鏈技術主要分為三大類，主要是公開、協作、私有。

公開區塊鏈(public blockchain)

例子：比特幣，Ethereum Frontier。公開區塊鏈上的數據所有人都可以訪問，所有人都可以發出交易等待被寫入區塊鏈。共識過程的參與者(對應比特幣中的礦工)通過密碼學技術以及內建的經濟激勵維護資料庫的安全。公開區塊鏈是完全的分布式。

亮點和痛點：公開區塊鏈完全分布式，具有比特幣的一切特點，然而需要有足夠的成本來維持系統運行，依賴於內建的激勵。目前來看公開區塊鏈中只有比特幣算是足夠安全的，如果和比特幣的演算法一樣，乙烷;沒有內建獎勵，乙烷;容易集中算力攻擊(比如只要突擊掃貨大批顯卡之類)，吃棗葯丸。公開區塊鏈上試圖保存的數據越有價值，越要審視其安全性以及安全性帶來的交易成本，系統擴展性問題。

協作區塊鏈(federated blockchain)

例子：Hyperledger以及德勤等會計所嘗試的審計系統。參與區塊鏈的節點是事先選擇好的，節點間很可能是有很好的網路連接。這樣的區塊鏈上可以採用非工作量證明的其他共識演算法，比如有100家金融機構之間建立了某個區塊鏈，規定必須67個以上的機構同意才算達成共識。這樣的區塊鏈上的數據可以是公開的也可以是這些節點參與者內部。部分意義上的分布式。

亮點和痛點：協作區塊鏈可以做到很好的節點間的連接，只需要極少的成本就能維持運行，提供迅速的交易處理和低廉的交易費用，有很好的擴展性(但是擴展性隨著節點增加又會下降)，數據可以有一定的隱私。開發者在共識下有能力更改協議，沒有比特幣hard fork的問題，但是這也意味著在共識下，大家可以一起篡改數據。協作區塊鏈也意味著這個區塊鏈的應用范圍不會太廣，缺少比特幣的網路傳播效應。

私有區塊鏈(private blockchain)

例子：Eris Instries。參與的節點只有用戶自己，數據的訪問和使用有嚴格的許可權管理。近期部分金融機構公布的內部使用的區塊鏈技術大都語焉不詳，不過很可能都在這個范圍內。

亮點和痛點：私有區塊鏈實際上是很迷惑的名詞，這樣的一個系統無非是傳統意義上的共享資料庫用上Merkle Tree等方式試圖說明其中的數據可校驗。這樣的資料庫早有成熟的解決方案， Merkle tree也只是很多成熟方案中的一種。這些項目很容易是「然並卵」。由於全是用戶說了算，裡面的數據沒有無法更改的特性，對於第三方也沒有多大的保障。因此很多私有區塊鏈會通過依附在比特幣的方式存在，比如定期將系統快照記錄到比特幣中。