最初的區塊鏈核心技術有哪些

㈠ 區塊鏈有哪四大核心技術

其實十年來區塊鏈在原有基礎上已經有了很大的變化和進展，截止現階段經過豐富之後的區塊鏈的四大核心技術——分布式賬本，共識機制，密碼學以及智能合約，它們在區塊鏈中分別起到了數據的存儲，數據的處理，數據的安全，以及數據的應用作用。總的來說，四大核心技術要區塊鏈中各有各的作用，它們共同構建了區塊鏈的基礎。

一，分布式賬本——儲存作用

首先，分布式賬本構建了區塊鏈的框架，它本質是一個分布式資料庫，當一筆數據產生後，經大家處理，就會儲存在這個資料庫裡面，所以分布式賬本在區塊鏈中起到了數據存儲的作用；

區塊鏈由眾多節點共同組成一個端到端的網路，不存在中心化的設備和管理機構，節點間數據交換通過數字簽名技術進行驗證，無需人為式的互相信任，只要按照既定的規則進行。節點間也無法欺騙其他節點。因為整個網路都是去中心化的，每個人都是參與者，每個人都有話語權。

二，共識機制——統籌節點，數據處理

其次，因為分布式賬本去中心化的特點，決定了區塊鏈網路是一個分布式的結構，每個人都可以自由的加入其中，共同參與數據的記錄，但與此同時，就衍生出來令人頭疼的「拜占庭將軍」問題，即網路中參與的人數越多，全網就越難以達成統一，於是就需要另一套機制來協調全節點賬目保持一致，共識機制就制定了一套規則，明確每個人處理數據的途徑，並通過爭奪記賬權的方式來完成節點間的意見統一，最後誰取得記賬權，全網就用誰處理的數據。所以共識機制在區塊鏈中起到了統籌節點的行為，明確數據處理的作用。

任何人都可以參與到區塊鏈網路，每一台設備都能作為一個節點，每個節點都允許獲得一個完整的資料庫，節點間都有一套共識機制，通過競爭，計算，共同維護整個區塊鏈，任一節點失效，其餘節點仍能正常工作。相當於認可你的游戲規則，比特幣有比特幣的共識機制，全球認可就可以參與比特幣挖礦，因為你認可了它的共識機制，也可理解為認可它的游戲規則。比特幣的規則就是進行龐大的運算，誰先算出來就給誰獎勵POW。

備註：共識機制跟PoW、PoS、DPoS這些相比，優缺點是什麼?

PoW即工作量證明，這是一種非常巧妙的方法，它的優點是：

演算法簡單，容易實現;

節點間無需交換額外的信息即可達成共識;

破壞系統需要投入極大的成本;

它的缺點也非常明顯：

浪費能源;

區塊的確認時間難以縮短;

新的區塊鏈必須找到一種不同的散列演算法，否則就會面臨比特幣的算力攻擊;

容易產生分叉，需要等待多個確認;

永遠沒有最終性，需要檢查點機制來彌補最終性

PoS即權益證明，它將PoW中的算力改為系統權益，擁有權益越大則成為下一個記賬人的概率越大。這種機制的優點是不像Pow那麼費電，但是也有不少缺點：

沒有專業化，擁有權益的參與者未必希望參與記賬;

容易產生分叉，需要等待多個確認;

永遠沒有最終性，需要檢查點機制來彌補最終性;

DPoS在PoS的基礎上，將記賬人的角色專業化，先通過權益來選出記賬人，然後記賬人之間再輪流記賬。這種方式依然沒有解決最終性問題。

DBFT(delegated BFT)是一種通用的共識機制模塊，提出了一種改進的拜占庭容錯演算法，使其能夠適用於區塊鏈系統。

DBFT是基於區塊鏈技術的一種協議。用戶可以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。小蟻上可以發行中國《合同法》、《公司法》認可的公司股權，不僅是數字貨幣圈，還包括主流互聯網金融。小蟻可以被用於股權眾籌、P2P網貸、數字資產管理、智能合約等。

這種共識機制是在Castro 和 Liskov提出的「實用拜占庭容錯演算法」(Practical Byzantine Fault Tolerance)的基礎上，經過改進後使其能夠適用於 區塊鏈系統。拜占庭容錯技術被廣泛應用在分布式系統中，比如分布式文件系統、分布式協作系統、雲計算等。dBFT主要做了以下改進：

將C/S架構的請求響應模式，改進為適合P2P網路的對等節點模式;

將靜態的共識參與節點改進為可動態進入、退出的動態共識參與節點;

為共識參與節點的產生設計了一套基於持有權益比例的投票機制，通過投票決定共識參與節點(記賬節點);

在區塊鏈中引入數字證書，解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題

為什麼最終採用一種這樣的方案?

答：區塊鏈作為一種分布式賬本系統，其內部的經濟模型決定了，每一位參與者都可以無需信任其他的參與者，即所謂的去信任。拜占庭將軍問題正是描述了參與者之間如何在去信任的情況下達成共識，而拜占庭容錯技術正是解決此類問題的方法。此外，區塊鏈的網路環境非常復雜，會面臨網路延遲、傳輸錯誤、軟體錯誤、安全漏洞、黑客入侵等問題，還有各式各樣的惡意節點，而拜占庭容錯技術正是可以容忍這些錯誤的方案。

dBFT機制，是由權益來選出記賬人，然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識，這種方式的優點是：

專業化的記賬人;

可以容忍任何類型的錯誤;

記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分叉;

演算法的可靠性有嚴格的數學證明

缺點：

當有1/3或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務;

當有1/3或以上記賬人聯合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時，惡意記賬人可以使系統出現分叉，但是會留下密碼學證據;

以上總結來說，dBFT機制最核心的一點，就是最大限度地確保系統的最終性，使區塊鏈能夠適用於真正的金融應用場景。比如我們哥倫布的共識機制DPOS+DBFT的共識機制。如果我們整個節點其中一個人或者一個設備關閉了，那麼其他節點仍在正常工作，不會影響整個網路體系。但是如果騰訊的伺服器關閉了，那所有人的微信打不開的，因為你沒有調取數據的地方了，這就是中心化網路伺服器與區塊鏈網路伺服器的一個區別。

三，密碼學——數據的安全，驗證了數據的歸屬，不可篡改可追溯

此外數據進入分布式資料庫中，也不是單純的打包進來就沒事了，底層的數據構架則是由區塊鏈密碼學來決定的，打包好的數據塊，會通過密碼學中哈希函數處理成一個鏈式的結構，後一個區塊包含前一個區塊的哈希值，因為哈希演算法具有單向性，抗篡改等特點，所以只在區塊鏈網路中，數據一旦上鏈就不可篡改，且可追溯，另外你的賬戶也會通過非對稱加密的方式進行加密，進而保證了數據的安全，驗證了數據的歸屬。

單個或多個資料庫的修改無法影響其他資料庫了。除了超過整個網路51%的數據同時修改，這幾乎不可能發生。區塊鏈中的每一筆交易都通過密碼學方式與相鄰兩個區塊串聯，因此可以追溯到任何一筆交易的前世今生。這里就是區塊鏈的數據結構，區塊頭和區塊體。密碼學 哈希值，時間戳，通過時間戳來決定它的順序，不會打亂。

這個原理運作到我們的商業體系裡邊，包括商品體系，我們所說的溯源，可以查詢到商品在哪裡生產的，生產原材料是什麼，從後往前一步一步查找到，因為我們在每做一步動作的同時把信息數據寫到區塊鏈的體系裡，通過這個體系我就可以查找到是不是使用的這個原材料，是不是用這個工藝生產出來的。通過這樣一個數據的結構存儲達到我們共同相信它，這商品的確是這樣生產出來的，相信這是真的。

另外數據無法修改，如果想要修改要達到51%的人才可以，從股權上理解，擁有公司51%的股權在這個公司就有話語權。這只是一個可能性而已。為什麼用區塊鏈技術比互聯網技術更歷害、更安全呢，因為他分布開了，如果你想要去修改裡面的數據，作為黑客要找到所有記這個賬的計算機，每台計算機都要修改，也許能很快找到其中一台把它改掉，但很難把所有的改掉。

區塊鏈里所有的交易信息都是公開的，因此每一筆交易都對所有節點可見，由於節點與節點間是去中心化的，所以節點間無需公開身份，每個節點都是匿名的。比如每台算能機啟動後，每台算能機誰啟動誰沒啟動，我們相互間是不知道的，你可以在你家裡開啟，這里有個多勞多得的問題。

四，智能合約——執行 應用

最後，可以在分布式賬本的基礎上，搭建應用層面的智能合約。當我們想要解決一些信任問題，可以通過智能合約，將用戶間的約定用代碼的形式，將條件羅列清楚，並通過程序來執行，而區塊鏈中的數據，則可以通過智能合約進行調用，所以智通合約在區塊鏈中起到了數據執行與應用的功能。

智能合約可幫助您以透明、無沖突的方式交換金錢、財產、股份或任何有價值的物品，同時避免中間商的服務，甚至說智能合約將在未來取代律師這個職務。通過智能合約方式，資產或貨幣被轉移到程序中，程序運行此代碼，並在某個時間點自動驗證一個條件，它會自動確定資產是應該去一個人還是回到另一個人，或者應該立即退還給發送它的人或其組合。(自動強制執行，賴不了賬)與此同時，分散賬本也是存儲和復制文件，使其具有一定的安全性和不變性。

智能合約的特色

自治——取消中間人和第三方，你是達成協議的人; 沒有必要依賴經紀人，律師或其他中間人來確認。順便提一句，這也消除了第三方操縱的危險，因為執行是由網路自動管理的，而不是由一個或多個可能有偏見的個人可能犯錯。

信任——您的文件在共享賬本上加密。有人無法說他們失去了它。

備份——想像一下，如果你的銀行失去了你的儲蓄賬戶。在區塊鏈上，你的每一個朋友都有你的背影。您的文檔被重復多次。

安全——密碼學，網站加密，保證您的文件安全。沒有黑客攻擊。事實上，這需要一個非常聰明的黑客來破解代碼並滲透。

速度——您通常不得不花費大量的時間和文書工作來手動處理文檔。智能合約使用軟體代碼來自動執行任務，從而縮短了一系列業務流程的時間。

儲蓄節省成本——智能合約可以節省您的資金，因為他們淘汰了中間人。舉例來說，你必須付公證人見證你的交易。

准確性——自動化合同不僅更快，更便宜，而且還避免了手工填寫表格所產生的錯誤。

描述智能合約的最佳方式是將該技術與自動售貨機進行比較。通常，你會去找律師或公證人，付錢給他們，等你拿到文件。通過智能合約，您只需將一個比特幣放入自動售貨機(例如分類賬)，並將您的託管，駕駛執照或任何東西放入您的賬戶。更重要的是，智能合約不僅以與傳統合同相同的方式定義協議的規則和處罰，還自動執行這些義務。

智能合約與區塊鏈

區塊鏈最好的一點是，因為它是一個分散的系統，存在於所有允許的當事方之間，所以不需要支付中間人(中間人)，它可以節省您的時間和沖突。區塊鏈存在問題，但與傳統系統相比，它們的評級，無可否認，速度更快，更便宜，更安全，這也是銀行和政府轉向它們的原因。而利用區塊鏈技術的特性而應用於智能合約，將可以更便捷的提高工作生活中的各種合約。

㈡ 區塊鏈的四大核心技術

區塊鏈四大核心技術詳解

P2P網路技術是區塊鏈的基礎架構，它使網路中的各個節點能獨立進行資源交換，形成一個對等、高效的傳輸協議。成千上萬個節點在分布式網路中自由進入和退出，確保了區塊鏈的去中心化特性。

加密技術在區塊鏈中採用非對稱加密演算法，確保信息在分布式網路中安全傳輸。公鑰用於加密信息，私鑰用於解密，信息的完整性、安全性和不可篡改性得到保障，密碼學安全技術是區塊鏈的核心。

智能合約是一種自動執行的合約，允許在無需第三方的情況下進行可信交易。它類似於ATM或咖啡機，在特定條件下自動實現功能。在商業活動中，智能合約簡化了交易流程，提供安全保障，讓交易雙方自動執行合約。

共識機制是區塊鏈形成信任的核心技術。在分布式網路中，機器演算法形成共識，確保沒有中心化機構的情況下也能達成一致。共識機制使得有良好願望、靠譜的人鎖定在一種可靠的狀態，重構信任，強調自由人的自由聯合、創造、創新和快樂，以及生產體系和價值分配方式的變化。

區塊鏈技術正在孕育一個偉大時代的到來。它消解了過去被認為顛撲不破的法則、原則，推動一種知足的社會形態，每天的創造和生產都服從於對需求的精準滿足。人們愉快地生產自己擅長的產品，同時收獲知足的快樂。這樣的社會正在地平線上涌現。

㈢ ​區塊鏈的四大核心技術

區塊鏈技術的核心支柱主要體現在四個關鍵技術上：共識機制、分布式存儲、智能合約以及密碼學。這些技術共同構建了區塊鏈系統的基石。

首先，共識機制，如挖礦原理，是解決分布式網路中無中央權威問題的關鍵。它協調參與者達成數據一致，決定誰有權力記錄數據，確保數據的維護和完整性，常見的共識機制有工作量證明（PoW）、權益證明（PoS）和委託權益證明（DPoS）。

其次，分布式存儲技術分散存儲數據，每個參與者都有平等的存儲和訪問許可權，數據分散在多個節點上，提高了數據安全性和抗攻擊性。例如，比特幣的交易記錄分布在全球各地的礦工電腦上，使得數據完整不可篡改。

智能合約則像自動執行的規則，基於去中心化網路，通過共識機制和激勵機制，實現無需第三方的可信交易，保證交易的不可逆性和追蹤性，極大地擴展了區塊鏈的應用范圍。

最後，密碼學作為區塊鏈的安全基石，通過加密和解密技術，如哈希演算法、公鑰私鑰和數字簽名，確保數據的安全，驗證數據的來源，確保系統的完整性和信任性。