系統數據對區塊鏈

A. 區塊鏈是什麼意思

區塊鏈的意思是一個信息技術領域的術語。從本質上講，它是一個共享資料庫，存儲於其中的數據或信息，具有「不可偽造」「全程留痕」「可以追溯」「公開透明」「集體維護」等特徵。

它最早出現在1991年，由一群研究人員用來給數字化文檔打時間戳。以使得這些文檔不能被篡改，看上去區塊鏈技術就像一位公證人一樣。

一條區塊鏈就是對所有人完全公開的分布式賬本，它有一個很有趣的屬性：一旦數據被記錄到區塊鏈中後就很難再發生改變。那麼它到底是如何工作的呢？接下來讓我們首先來觀察一下單個區塊的組成。

相關資料

一般說來，區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。其中，數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法；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。

共識層主要封裝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；合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎。

應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。

B. 區塊鏈的基礎知識是什麼

區塊鏈通過讓散落在網路中的每一個節點（你我皆可為節點）以某一確定的共識共同參與資料庫的管理，實現數據信息的去中心化分布式存儲。在不需要各節點互相信任的情況下，區塊鏈可以保證系統內數據記錄的完整性和安全性。相比於過去的中心化世界，區塊鏈率先攻破的便是他們的不透明性，杜絕暗箱操作。

可以把區塊鏈想像成一份公開的「流水賬」賬本，每個節點都有同一個賬本，大家共同參與記賬，有交易發生時需將交易細節廣播出來，保持各節點賬本數據的同步更新。如果說區塊鏈是一個賬本，那麼每一個「區塊」就是賬本里的每一頁紙。

區塊鏈注意事項

區分區塊鏈和普通資料庫的重要因素是區塊鏈有把數據輸入資料庫的特殊條件。也就是說，輸入的新數據不能與其中已經存在的數據沖突(數據一致性)，並且數據不能更改。數據本身與用戶鎖定在一起，這是可復制和有效的。最後，在沒有集中個人控制的情況下，大家對資料庫中發生的事情達成了共識。

最後一點是區塊鏈的核心。分權很有吸引力，因為它意味著不會有單點失敗。也就是說，沒有一個機構可以拿走你的資產或者改變記錄來滿足他們的需要。這種不變性消除了信任任何人的需要，這對任何區塊鏈成員都是有益的，但是也要付出很大的代價。

C. 什麼是數據區塊鏈（BlockChain）怎麼解釋讓人更容易理解

想了解區塊鏈應用，可以多參考很多書籍和觀點，有《圖說區塊鏈》《區塊鏈：重塑經濟與世界》《新經濟藍圖與導讀》，還有幣安社區的文章，包括對幣安社區這個平台也詳細了解，實力牛X。

一、區塊鏈是什麼

區塊鏈（Blockchain），顧名思義，是由區塊（Block）和鏈（chain）組成，它是分布式數據存儲、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。是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造、安全可信的分布式賬本。

2008年，中本聰發表的論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統》中第一次提出區塊鏈和加密數字貨幣的構想。從比特幣開始，區塊鏈成為各種各樣數字貨幣的底層技術。

二、區塊鏈的工作原理:

1、基本概念包括：（1）交易（Transaction）：操作一次，會使賬本狀態改變一次，如添加一條記錄；（2）區塊（Block）：記錄規定時間內發生的交易和狀態數據，是對當前賬本狀態的一次共識和保存；（3）鏈（Chain）：由一個個區塊按照時間順序串聯而成，是整個狀態變化的日誌記錄。理解了區塊鏈的工作概念也就不難理解其工作原理，假設存在一個分布式的數據記錄本，這個記錄本只允許添加、不允許刪除和更改，其結構是由一個個「區塊」串聯而成的線性的鏈（這也是「區塊鏈」名字的來源），新的數據要加入，必須放到一個新的區塊中，維護節點可以提議一個新的區塊，但是必須經過一定的共識機制來對最終選擇的區塊達成一致。

2、以比特幣為例來看區塊鏈的工作原理。

比特幣的區塊分為區塊頭和區塊體兩部分。

三.區塊鏈的核心優勢和特點

1、去中心化區塊鏈數據的驗證、記賬、存儲、維護和傳輸等過程均是基於分布式系統結構，不存在中心化的硬體或管理機構，任意節點的權利和義務都是均等的，系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護。2、開放透明系統是開放的，除了交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人公開，任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明。3、安全性區塊鏈採用基於協商一致的規范和協議（比如一套公開透明的演算法）使得整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境自由安全的交換數據，使得對「人」的信任改成了對機器的信任，任何人為的干預不起作用。4、信息不可篡改一旦信息經過驗證並添加至區塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住系統中超過51%（幾乎不可能）的節點，否則單個節點上對資料庫的修改是無效的，因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。5、匿名性由於節點之間的交換遵循固定的演算法，其數據交互是無需信任的（區塊鏈中的程序規則會自行判斷活動是否有效），因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產生信任，對信用的累積非常有幫助。

四、區塊鏈的分類

目前來說，區塊鏈最主流的分類是根據參與者的不同，把區塊鏈分為公有鏈（Public Blockchain）、私有鏈（Private Blockchain）和聯盟鏈（Consortium Blockchain）。

1、公有鏈：任何人都可以參與使用和維護，並且能夠獲得該區塊鏈的有效確認，公有鏈是最早的區塊鏈，也是目前應用最廣泛的區塊鏈，典型的如比特幣區塊鏈，信息是完全公開的。

如果引入許可機制，包括私有鏈和聯盟鏈兩種。2、私有鏈：一個公司或者個人，僅使用區塊鏈的技術，獨享該區塊鏈的寫入許可權，信息不公開。目前保守的巨頭（傳統金融）都是想實驗嘗試私有區塊鏈，私鏈的應用產品還在摸索當中。3、聯盟鏈：是介於公有鏈和似有鏈之間，由多個組織共同控制的區塊鏈，該鏈的使用是有許可權的管理，可以受制於管理者，也根據管理者的意願開放給他人。除此之外，根據區塊鏈使用場景和目的的不同，分為以數字貨幣為目的的貨幣鏈，以記錄產權為目的的產權鏈，以眾籌為目的的眾籌鏈等。

五、區塊鏈的具體應用場景分析

1、信息防偽

5月28日，騰訊CEO馬化騰在貴陽數博會上就茅台酒打假問題提出了：基於雲端的綜合區塊鏈技術的防偽方法，其效率將遠高於傳統防偽方式。未來的防偽驗證場景可能只需用戶使用手機進行簡單的掃描，就可以得到大量的基於不同的維度的完整信息。

以茅台酒為例：

酒廠地址，製作車間，操作員工，檢驗員，出廠時間，運輸車輛信息及駕駛人員信息，

酒的年份原料來源，原料提供商，保存倉庫編號，原料運輸車輛及駕駛人員信息，

所有的信息都能夠精準溯源，被永久記錄且不可篡改。

綜合以上信息即可輕易驗證真偽。

2、食品安全問題

早在去年11月份沃爾瑪就已經和IBM進行合作，通過使用區塊鏈技術來追蹤食品來源，以此來確保食品的安全性及增加食品的而流通性以降低成本，對於沃爾瑪等大型超市來說，以往出現食品安全問題需要幾天時間進行問題食品的來源調查，使用了此項技術之後，只需要產品的一項信息就能夠做到精準溯源，食品產地、檢驗者、供應商、物流運輸等重要信息，幾分鍾之內就能快速發現問題。目前來說使用區塊鏈追蹤的產品有包括美國的包裝產品和中國的豬肉。

3、信息安全

區塊鏈技術正在推動一場信息安全技術變革。中間人攻擊、數據篡改、DDoS三大安全威脅

（1）身份保護

PKI是電子郵件、消息應用、網站等各種通訊應用中常見的公鑰加密技術。但是由於大多數PKI的實現以來集中式的可信第三方認證機構(CA)來發放、激活和存儲用戶證書，黑客可攻擊PKI假冒用戶身份或破解加密信息。

CertCoin是首個區塊鏈PKI實現，來自MIT，去除了中心化的認證中心，以區塊鏈作為於域名和公鑰的分布式賬本。

Pomcor公司：區塊鏈PKI實現路徑：保留認證中心，用區塊鏈存儲已經發放和激活的證書的hash值。用戶通過去中心化和透明的來源鑒別證書的真實性，同時還能通過本地基於區塊鏈拷貝進行秘鑰和簽名的認證來提高網路訪問性能。

（2）數據完整性保護

GuardTime開發了基於區塊鏈技術的無秘鑰簽名架構(KSI)，取代基於秘鑰的數據認證技術。KSI在區塊鏈上存儲原始數據和文件的哈希表，運行哈希演算法來驗證其他拷貝，將結果與區塊鏈存儲的數據對比。任何數據的篡改都會被迅速發現，因為原始哈希表存儲在數以百萬計的節點。

（3）關鍵基礎設施保護

互聯網的「阿喀琉斯之踵」，DDoS進入TB時代，DDoS仍然是黑客低成本搞垮大目標的最簡單的武器，DNS服務是黑客進行大規模破壞的首要目標，但區塊鏈技術有望從根本上解決。

區塊鏈的分布式存儲，使黑客攻擊失去焦點，Nebulis正在開發一種分布式DNS系統，使用以太坊區塊鏈和星際互聯文件系統(IPFS，HTTP的分布式替代品)來注冊和解析域名。DNS最大弱點是緩存，緩存使DDoS攻擊成為可能，也是集權政府審查社交網路，操縱DNS注冊的禍根。一個高度透明的、分布式的DNS系統能夠有效杜絕任何實體，包括政府恣意操縱記錄。

四、金融行業

（1）數字貨幣：提高貨幣發行及使用的便利性

如國外的比特幣、以太幣，我國目前有果仁寶等等。

從使用實物交易,到物理貨幣和信用貨幣,再到比特幣網路的崛起,讓更多的人意識到其背後的分布式賬本區塊鏈技術,逐步在數字貨幣外的許多場景進行應用。

（2）跨境支付與結算：實現點到點交易,減少中間費用

轉賬與支付。目前，區塊鏈技術最成熟的應用便是支付與轉賬，區塊鏈技術能夠避免繁雜的系統，省卻銀行間對賬和審查的流程，加速結算速度；用虛擬貨幣無需清算所的介入，減少交易費用。各國家的清算程序不同,單筆匯款需2、3天才到帳,效率低,在途資金佔比極大。不再通過第三方,通過區塊鏈技術形成點對點的支付。省去第三方機構的環節,即可全天支付、實時到賬、提現快捷及降低隱形成本,有助於規避資金風險。具有及時性便利性。

（3）票據與供應鏈金融業務：減少人為介入,降低成本及操作風險

點對點之間的價值傳遞,實物票據或中心系統進行控制驗證;中介將被消除,減少人為介入。效率的提升,融資渠道更暢通,風險更低，多方受益。

（4）證券發行與交易：實現准實時資產轉移,加速交易清算速度

區塊鏈技術的應用可使證券交易的流程更簡潔、透明、快速,減少重復功能的IT系統,提高市場運轉的效率。對於股票,區塊鏈可以消除紙筆或電子表格記錄,減少交易的人為差錯,提高交易平台的透明度和可追蹤性。花旗與納斯達克合作推進區塊鏈應用。

（5）客戶徵信與反欺詐：降低法律合規成本,防止金融犯罪

記載於區塊鏈中的客戶信息與交易紀錄有助於銀行識別異常交易並有效防止欺詐。區塊鏈的技術特性可以改變現有的徵信體系,在銀行進行「認識你的客戶」(KYC)時,將不良紀錄客戶的數據儲存在區塊鏈中。

股權眾籌：建立在區塊鏈技術上的股權眾籌可以實現去中心化信任，投資者的回報也得到保證。

5、供應鏈管理

分布式分類帳系統，參與者全程跟蹤資產的所有權，可應用於國家和工廠之間移動時跟蹤汽車零件。

豐田為其核心零部件供應鏈運營，研發區塊鏈技術解決方案的前提。通過大量的數據幫助豐田更高效地確保記錄數據准確性，也能幫助管理供應鏈。同時，區塊鏈供應鏈能夠通過智能合同來控制保修，維修貨物相關成本和規格，整個產品生命周期內的交易不可撤銷。

航運業的第一個公共解決方案解決方案由海運國際（MTI）部署，使用區塊鏈供應鏈技術共享運輸集裝箱的驗證總量（VGM）信息。有關集裝箱VGM的信息對於確保船舶正確存放，防止在海上和港口事故發生是非常重要的。VGM數據存儲在區塊鏈供應鏈上，為港口官員，運輸公司，托運人和貨主提供永久記錄。這取代了麻煩的日誌，電子表格，數據中介和私人資料庫。

物流誠信體系 貨車幫貨車幫推出基於區塊鏈的物流企業金融解決方案，旨在為企業提供可靠的金融服務。不僅能幫助司機解決貸款難的問題，亦能改變行業誠信缺失的現狀，助力打造物流誠信體系。幫助構建物流企業身份鏈，打造物流企業可信數據生態。以透明、可監督、可追溯的演算法模型，篩選需要資金支持且可靠的企業，為其提供金融服務。另一方面，在技術層面將各執法部門鏈接起來，對失信企業進行聯合處罰。

6、政務管理

（1）選舉

基於區塊鏈技術特徵，聯想到現在選舉技術的弊端，我們將搭建一個開源的、針對選舉、投票和彩票的區塊鏈應用，我們稱之為選舉鏈（ElectionChain）。我們希望優化選舉和投票技術，使得投票更加公開透明，減少人為操控，讓選民可驗證自己的選舉結果。

包括身份認證、多鏈體系、閃投協議、共識演算法EDPOS、隱私保護、選票機制設計、去中心化ELC租借市場、存貯方案、智能合約等。

（2）政務服務

旨在實現基於區塊鏈技術的電子政務數字生態系統，向公民提供政務服務和政府各部門業務的自動化機制，必須將國家政務所有領域結合在一起，形成一個共有的信息空間，包含政府機構、經濟數據、金融交易和社會領域。這個生態系統還應包括注冊管理部門機構和對應軟體，用於構建基於智能合約的政府機構、企業和公共用戶的應用程序和平台。

D. 區塊鏈的特點

一、去中心化。
區塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬體設施，沒有中心管制，除了自成一體的區塊鏈本身，通過分布式核算和存儲，各個節點實現了信息自我驗證、傳遞和管理。
二、開放性。
區塊鏈技術基礎是開源的，除了交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人開放，任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明。
三、獨立性。
基於協商一致的規范和協議(類似比特幣採用的哈希演算法等各種數學演算法)，整個區塊鏈系統不依賴其他第三方，所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據，不需要任何人為的干預。
四、安全性。
只要不能掌控全部數據節點的51%，就無法肆意操控修改網路數據，這使區塊鏈本身變得相對安全，避免了主觀人為的數據變更 。
五、匿名性。
除非有法律規范要求，單從技術上來講，各區塊節點的身份信息不需要公開或驗證，信息傳遞可以匿名進行 。
拓展資料：
1、什麼是區塊鏈？一句話概括。
答：區塊鏈是加密的資料庫鏈條，即在多個時間戳/事件內交易數據加密後關聯在一起，數據不可篡改可共享。
2、表現及邏輯：
a、外部操作表現形式：銀行存取款匯款、記進出賬、購物等。
b、內部邏輯處理（軟體程序）：人為操作後數據會先加密後存儲到資料庫，經過程序對數據進行劃分區域，比如根據事件、時間戳內發生的數據進行歸類放在一起為一個區域的數據。多個事件、時間戳內發生的數據相關聯就是區塊鏈。這樣加密的數據可共享，但不可篡改。
c、共享表現形式：查詢個人信息、查賬等。查詢許可權/共享許可權：許可權不同查詢的數據不同，如銀行可以查所有人信息，個人只能查個人。
3、舉的例子大多不同，但邏輯處理的思路是一致的，只不過實現方法和操作不一而已。
4、區塊鏈：具有加密數據、不可篡改數據、共享數據特點。
5、區塊鏈技術：即用編輯的程序對數據進行加密、分區、共享等運用的技術。

開放，共識，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份完整的資料庫拷貝，節點之間基於一套共識機制，通過競爭計算共同維護整個區塊鏈。
去中心化、去信任機制，區塊鏈由眾多的節點共同組成一個點對點的網路，不存在中心化的設備和管理機構，節點之間數據交互通過數字簽名技術進行驗證，不需要信任，只需要按照設置好的規則就行，節點之間不存在欺騙不信任的問題。
交易透明，雙方匿名，區塊鏈的運行規則是公開透明的，所有的數據信息也是公開的，每筆交易都是對所有節點公開可見，由於節點之間是去信任的，因此節點不需要公開身份，每個參與的節點都是匿名的。
不可篡改，可追溯，單個節點甚至多個節點對資料庫的修改無法影響其他節點的資料庫，區塊鏈中的每一筆交易都通過密碼學方法與兩個相鄰的兩個區塊串聯，因此可以追溯每一筆交易的所有記錄。

E. 區塊鏈的概念是什麼

從字面理解，區塊鏈包含了兩個概念：區塊、鏈。區塊鏈本身是由一個個區塊（Block）組成，而不同節點鏈接在一起構建的網路，就是區塊鏈。區塊鏈的主要作用是儲存信息，任何需要保存的信息，都可以寫入區塊鏈，也可以從裡面讀取。

每個區塊存儲：一些有效的記錄或交易；涉及該塊的信息；通過每個塊的散列到前一個塊和下一個塊的鏈接——可以被認為是塊的指紋的唯一代碼。

因此，每個塊在鏈內具有特定且不可移動的位置，因為每個塊包含來自前一塊的散列的信息。整個鏈存儲在構成區塊鏈的每個網路節點中，因此鏈的精確副本存儲在所有網路參與者中。

用途

從本質上講，區塊鏈可用於存儲任何類型的信息，這些信息必須保持完整，並且比通過中間人以安全，分散和更便宜的方式保持可用。此外，由於存儲的信息是加密的，因此可以保證其機密性，因為只有擁有加密密鑰的人才能訪問它。

在醫療保健中使用區塊鏈。例如，健康記錄可以合並並存儲在區塊鏈中。這意味著每個患者的病史都是安全的，同時，每個被授權的醫生都可以使用，無論患者接受治療的健康中心如何。甚至制葯行業也可以使用這種技術來驗證葯品並防止偽造。

區塊鏈對於管理數字資產和文檔也非常有用。到目前為止，數字化的問題在於一切都很容易復制，但Blockchain允許您記錄購買，契約，文檔或任何其他類型的在線資產，而不會被偽造。

F. 區塊鏈在大數據中的作用有哪些

一、改善數據質量

區塊鏈的實質是一種去中心化的分布式賬本。它也可以理解為是一種不行篡改的、全前史的、分布式資料庫存儲技術。所以區塊鏈技術可以令更多的數據被解放出來，區塊鏈技術的可信固執、安全性、和不行篡改性從根本上帶來了數據質量的提高，以及數據檢驗能力的增強。

二、處理數據孤島問題

大數據存在非常嚴峻的數據孤島問題，很多數據目前是無法獲取的。而區塊鏈則有望處理這一問題。之所以會這樣說，主要是因為區塊鏈不僅是一個分布式賬本，還具有去中心化、開放性等特徵。作為金融市場中的秩序維護者，監管組織還可以通過區塊鏈中的數據鏈條來預測和剖析或許出現的危險問題。

三、處理數據泄露問題

從實質上來講，區塊鏈其實是一個去中心化的資料庫，因此，假如區塊鏈中的某個節點數據產生變化的話，那麼其他節點會在第一時間發現，這樣數據泄露的或許性會大幅度降低。只要通過私鑰的形式，區塊鏈中各個節點的身份信息才可以被成功獲取，並且只要數據擁有者才可以知道私鑰。

四、區塊鏈可以保障數據的相關權益

關於個人或組織有價值的數據資產，可以使用區塊鏈對其進行注冊，買賣記載是全網認可的、通明的、可追溯的。清晰了大數據資產來源、所有權、使用權和流轉路徑，這對數據資產買賣具有很大價值。

五、區塊鏈的可追溯性

數據從採集、買賣、流轉，以及核算剖析的每一步記載，都可以留存在區塊鏈上，從而令數據質量獲得史無前例的強信任背書。同時也保證了數據剖析成果的正確性、和數據發掘的效果。

關於區塊鏈在大數據中的作用有哪些，青藤小編就和您分享到這里了。如果您對大數據工程有濃厚的興趣，希望這篇文章能夠對你有所幫助。如果您還想了解更多關於數據分析師、大數據工程師的技巧及素材等內容，可以點擊本站的其他文章進行學習。

G. 三. 區塊鏈系統的核心之一-分布式共識機制

        拜占庭將軍問題（Byzantine Generals Problem），是由萊斯利·蘭波特在其同名論文中提出的分布式對等網路通信容錯問題。

        在分布式計算中，不同的計算機通過通訊交換信息達成共識而按照同一套協作策略行動。但有時候，系統中的成員計算機可能出錯而發送錯誤的信息，用於傳遞信息的通訊網路也可能導致信息損壞，使得網路中不同的成員關於全體協作的策略得出不同結論，從而破壞系統一致性。這個難題被稱為「拜占庭容錯」，或者「兩軍問題」。

        拜占庭假設是對現實世界的模型化。拜占庭將軍問題被認為是容錯性問題中最難的問題類型之一。拜占庭容錯協議要求能夠解決由於硬體錯誤、網路擁塞或斷開以及遭到惡意攻擊，其他計算機和網路可能出現不可預料的行為而帶來的各種問題。並且拜占庭容錯協議還要滿足所要解決的問題要求的規范。

        在拜占庭時代有一個牆高壁厚的城邦——拜占庭，高牆之內存放在世人無法想像多的財富。拜占庭被其他10個城邦所環繞，這10個城邦也很富饒，但和拜占庭相比就有天壤之別了。

        拜占庭的十個鄰居都覬覦它的財富，並希望侵略並佔領它。但是，拜占庭的防禦非常強大，任何單個城邦的入侵行動都會失敗，而入侵者的軍隊也會被殲滅，使得該城邦自身遭到其他互相覬覦對方的九個城邦的入侵和劫掠。

        拜占庭的防禦很強，十個城邦中要有一半以上同時進攻才能攻破它。也就是說，如果有六個或者以上的相鄰城邦一起進攻，他們就會成功並獲得拜占庭的財富。然而，如果其中有一個或者更多城邦背叛了其他城邦，答應一起入侵但在其他城邦進攻的時候又不幹了，也就導致只有五支或者更少的城邦的軍隊在同時進攻，那麼所有的進攻城邦的軍隊都會被殲滅，並隨後被其他的（包括背叛他們的那（幾）個）城邦所入侵和劫掠。

        這是一個由許多不互相信任的城邦構成的一個網路。城邦們必須一起努力以完成共同的使命。而且，各個城邦之間通訊和協調的唯一途徑是通過信使騎馬在城邦之間傳遞信息。城邦的決策者們無法聚集在一個地方開個會（所有的城邦的決策者都不互相信任自己的安全會在自己的城堡或者軍隊范圍之外能夠得到保障）。

        城邦的決策者可以在任意時間以任意頻率派出任意數量的信使到任意的對方。每條信息都包含如下的內容：「我城邦將在某一天的某個時間發動進攻，你城邦願意加入嗎？」。如果收信城邦同意了，該城邦就會在原信上附上一份簽名了的或蓋了圖章的（以就是驗證了的）回應然送回發信城邦。然後，再把新合並了的信息的拷貝一一發送給其他八個城邦，要求他們也如此這樣做。最後的目標是，通過在原始信息鏈上蓋上他們所有十個城邦的決策者的圖章，讓他們在時間上達成共識。最後的結果是，會有一個蓋有十個同意同一時間發動進攻的圖章信息包，和一些被拋棄了的包含部分但不是全部圖章的信息包。

        在這個過程中首先出現了第一個問題，就是如果每個城邦向其他九個城邦派出一名信使，那麼就是十個城邦每個派出了九名信使，也就是在任何一個時間又總計90次的傳輸，並且每個城市分別收到九個信息，可能每一封都寫著不同的進攻時間。

        在這個過程中還有第二個問題，就是部分城邦會答應超過一個的攻擊時間，故意背叛進攻發起人，所以他們將重新廣播超過一條（甚至許許多多條）的信息包，由此產生許多甚至無數的足以淹沒一切的雜音。

        有了以上兩個問題，整個網路系統可能迅速變質，並演變成不可信的信息和攻擊時間相互矛盾的糾結體。

         拜占庭假設是對現實網路世界的一種模型化。在現實網路世界中由於硬體錯誤、網路擁塞或斷開以及遭到惡意攻擊，網路可能出現許許多多不可預料的行為。拜占庭容錯協議必須處理這些失效，並且還要使這些協議滿足所要解決的問題所要求的規范。

        對於拜占庭將軍問題中本聰的區塊鏈給出了比較圓滿的解決方案。也就是比較圓滿的解決了上述的兩個問題。

        拜占庭將軍問題的第一個問題從本質上來講就是時間和空間的障礙導致信息的不準確和不及時。

        區塊鏈對於第一個問題的解決方案是利用分布式存儲技術和比特流技術（BT技術，一種新型的點對點傳輸技術，具有節點同時作為客戶端和伺服器端和沒有中心伺服器等特點），將整個網路系統內的所有交易信息匯總為一個統一的，分布式存儲的，近乎實時同步更新的電子總賬。統一的分布式共同賬本就解決了空間障礙問題；而近乎同步進行的，實時的，持續的對所有賬本備份的更新、對賬則解決了時間障礙問題。

        這個過程較具體一點的描述大概是將區塊鏈系統內所有的交易活動的記錄數據統一於一種標准化的總帳上；區塊鏈系統的每一個節點都會保存一份總帳的備份；所有總帳的備份都是在實時的，持續的更新、對賬、以及同步著。區塊鏈系統的每一個節點能在這本總帳里記上添加記錄；每一筆新添加的記錄都會實時的廣播到區塊鏈系統內；所以在每一個節點上的每一份總帳的備份都是幾乎同時更新的，並且所有的總帳的備份保持著同步。

        拜占庭將軍問題的第二個問題從本質上來講就是關於信息過量問題和信息干擾問題。信息過量和信息干擾問題導致決策延遲，甚至決策系統崩潰而無法決策。

        區塊鏈對於第二個問題的解決方案是區塊鏈系統的任何一個節點在發送每一筆新添加的記錄時需要附帶一條額外的信息。對區塊鏈系統的任何一個節點來說這條額外的信息的獲得都是有成本的，並且只能有一個節點可以獲得。這樣就解決了區塊鏈系統的任何一個節點新添加額外信息時的信息多且亂而無法達成一致的問題。在這里，區塊鏈系統的任何一個節點獲得那條附帶的額外的信息的過程就是著名的工作量證明機制。

        共識機制主要解決區塊鏈系統的數據如何記錄和如何保存的問題。工作量證明機制就是要求區塊鏈系統的節點通過做一定難度的工作得出一個結果的過程。

        區塊鏈系統中某節點生成了一筆新的交易記錄，並且該節點將這筆新的交易記錄向全網廣播。全網各個節點收到這個交易記錄並與其他所有準備打包進區塊的交易記錄共同組成交易記錄列表。在列表內先對所有交易進行兩兩的哈希計算；再對以獲得的哈希值進行哈希計算獲得Merkle樹和Merkle樹的根值；把Merkle樹的根值及其他相關欄位組裝成區塊頭。

        各個節點將區塊頭的80位元組數據加上一個不停的變更的區塊頭隨機數一起進行不停的哈希運算（實際上這是一個雙重哈希運算）；不停的將哈希運算結果值與當前網路的目標值做對比，直到哈希運算結果值小於目標值，就獲得了符合要求的哈希值，工作量證明也就完成了。

         分布式的區塊鏈系統是一個動態變化的系統（硬體的運算速度的增長，節點參與網路的程度的變化）。系統的不斷變化必然帶來系統的算力的不斷變化。而算力的變化又會導致通過消耗算力（工作）來獲得符合要求的哈希值的速度的不同。最終的結果會是區塊鏈的增長速度會有巨大的不同。這是一個很大的問題。為了解決這個問題，區塊鏈系統自動根據算力的變化對工作難度進行調整。也就是採用移動平均目標的方法來確定，難度控制為每小時生成區塊的速度為某一個預定的平均數。

        在區塊鏈系統中一個符合要求的哈希值是由N個前導零構成，零的個數取決於網路的難度值。為了使區塊的形成時間控制在大約十分鍾左右，區塊鏈系統採用了固定工作難度的難度演算法。難度值每2016個區塊調整一次零的個數。

        新的難度值是根據前2015個區塊（理論上應該是2016個區塊，由於當初程序編寫時的失誤造成了用2015而不是2016）的出塊時間來計算。

        難度 = 目標值 * 前2015個區塊生成所用的時間 / 1209600 （兩周的秒鍾數）

        這樣通過規定的演算法，區塊鏈系統就保證所有節點計算出的難度值都一致，區塊的形成時間大約一致在十分鍾左右。

      （1）結果不可控制。其依賴機器進行哈希函數的運算來獲得結果；計算結果是一個隨機數；沒有人能直接控制計算的結果。

      （2）計算具有對稱性。就是結果的獲得和結果的驗收需要的工作量是不同的。計算出結果所需要的工作量遠遠大於驗收結果所需要的工作量。

      （3）計算的難度自動控制。為了使區塊的形成時間控制在大約十分鍾左右，區塊鏈系統自動控制了每一個符合要求的哈希獲得為大約在十分鍾左右。

         第一，方法簡單易行。

        第二，系統達成共識容易，節點間不需要太多的信息交換。

        第三，系統比較牢固可靠，任何破壞系統的企圖都需要投入大到得不償失的成本。

        第一，消耗大量的算力，也就是浪費能源和其他資源。

        第二，區塊的確認時間比較長，並且難以縮短。

        第三，新創立的區塊鏈非常容易受到算力攻擊。

        第四，容易產生區塊鏈分叉，穩定的區塊鏈需要多個確認，並且這種狀況可能不斷持續下去。

        第五，算力的逐漸集中導致與去中心化的系統設計基礎的沖突日益明顯。

        權益證明機制是一種工作量證明機制的替代方法，試圖解決工作量計算浪費的問題.目前其成功的應用是點點幣區塊鏈系統。

        權益證明不要求區塊鏈系統的節點完成一定數量的計算工作，而是要求區塊鏈系統的節點對某些數量的錢展示所有權。

        權益證明機制首先應用於點點幣區塊鏈系統中。

        點點幣區塊鏈系統的區塊生成時，節點需要構造一個「錢幣權益」交易，即把自己的一些錢幣和預先設定的獎勵發給自己。進行哈希計算時，哈希值的計算只同交易輸入、一些附加的固定數據以及當前時間（是一個表示自1970年1月1日距離當前時刻的秒數的正數）有關。然後，根據類似工作量證明的要求來檢查這個哈希值是否正確。

        點點幣區塊鏈系統的權益證明機制除了設定了哈希計算難度與交易輸入的「幣齡」成反比外，其與工作量證明機制非常類似。其中，幣齡的定義為交易輸入大小和它存在時間的乘積。權益證明機制中哈希值只和時間和固定的數據有關，因而沒有辦法通過多完成工作來快速獲取它。

       每個點點幣區塊鏈系統的交易的輸出都有一定的幾率來產生有效的正比於幣齡和交易貨幣數量的工作。

        第一，縮短了共識達成的時間。

        第二，不再需要大量消耗能源。

        第一，還是需要哈希計算。

        第二，所有的確認都只是一個概率上的表達，而不是一個確定性的事情，有可能受到其他攻擊影響。

        授權股份證明機制類似於權益證明機制，是比特股BitShares採用的區塊鏈公識演算法。授權股份證明機制是民主選舉和輪流執政相結合方式來確定區塊的產生。

        授權股份證明機制是先由節點選舉若干代理人，由代理人驗證和記賬。其他方面和權益證明機制相似。

        每個節點按其持股比例擁有相應的影響力，51%節點投票的結果將是不可逆且有約束力的。為達到及時而高效的方法達到51%批準的目標。每個節點可以將其投票權授予一名節點。獲票數最多的前100位節點按既定時間表輪流產生區塊。每名節點分配到一個時間段來生產區塊。

        所有的節點將收到等同於一個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。

         第一，大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，

         第二，可以快速實現共識驗證。

         主要缺點就是仍然無法擺脫對代幣的依賴。

        在分布式計算上，不同的計算機透過訊息交換，嘗試達成共識；但有時候，系統上協調計算或成員計算機可能因系統錯誤並交換錯的訊息，導致影響最終的系統一致性。

        拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量，尋找可能的解決辦法，這無法找到一個絕對的答案，但只可以用來驗證一個機制的有效程度。

        而拜占庭問題的可能解決方法為：

        在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中，N為計算機總數，F為有問題計算機總數。信息在計算機間互相交換後，各計算機列出所有得到的信息，以大多數的結果作為解決辦法。

         第一，系統運轉可以擺脫對代幣的依賴，共識各節點由業務的參與方或者監管方組成，安全性與穩定性由業務相關方保證。

         第二，共識的時延大約在2到5秒鍾。

         第三，共識效率高，可滿足高頻交易量的需求。

         第一，當有1/3或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務；

         第二，當有1/3或以上記賬人聯合作惡，可能系統會出現會留下密碼學證據的分叉。

        小蟻改良了實用拜占庭容錯機制。該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。

        此演算法在PBFT基礎上進行了以下改進：

        第一，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；

        第二，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；

        第三，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）；

        第四，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。

        第一，專業化的記賬人；

        第二，可以容忍任何類型的錯誤；

        第三，記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分產生區塊鏈分叉；

        第四，演算法的可靠性有嚴格的數學證明來保證；

        第一，當有1/3或以上記賬人停止工作後，區塊鏈系統將無法提供服務；

        第二，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，惡意記賬人可以使區塊鏈系統出現分叉，但是會留下密碼學證據；

         瑞波共識機制是全體節點選取出特殊節點組成特殊節點列表，由特殊節點列表內的節點達成共識。

         初始特殊節點列表就像一個俱樂部，要接納一個新成員，必須由51%的該俱樂部會員投票通過。共識遵循這核心成員的51%權力，外部人員則沒有影響力。波共識機制將股東們與其投票權隔開，並因此比其他系統更中心化。

        瑞波共識機制參與共識形成的只有特殊節點，大大的減少了共識形成的時間。在實踐中，瑞波區塊鏈系統達成共識需要3-6秒鍾，遠遠快於比特幣區塊鏈系統的10分鍾。同時瑞波區塊鏈系統對並發交易的處理達到每秒數萬筆，而比特幣區塊鏈系統只有每秒7筆。

瑞波共識機制處理節點意見分歧的方式也是不同的。瑞波的信任節點對於新區塊的創造進行協商的時間是區塊鏈更新前。先協商，達成共識後再對區塊鏈進行更新。

由於瑞波共識機制的共識是由特殊節點達成的，普通節點並不需要維護一個完整的歷史賬本。各個節點可以根據自己的業務需要選擇同步同步完整的歷史賬本或者任意最近幾步的賬本。這也意味著對存儲空間和網路流量需求的減少。

瑞波共識機製取消了挖坑的發行貨幣機制，採用了原生貨幣（1000億枚）的方式發幣，從而大量的避免了挖礦的天量能耗。

H. 數據基於區塊鏈技術系統的表現方式是什麼

金窩窩分析這種數據的表現方式如下：
基於區塊鏈系統，數據可以被有效地確權，且數據要被多方驗證，同時不可篡改，基本上可以較為有效地保障數據的真實性。
這種數據上鏈的過程，稱為「可信數字化」。這一過程有助於加速實現「產業協作環節信息化」。區塊鏈技術，為傳統的實體產業提供了一步到位直接實現「可信數字化」的機遇。

I. 什麼是數據區塊鏈(BlockChain)

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。

(9)系統數據對區塊鏈擴展閱讀

大多區塊鏈公鏈受到了擴展性的限制。區塊鏈技術最大的特徵就是去中心化，這就要求網路中的所有賬本都需要處理記賬流程。分布式記賬的安全性高，誤操作率低，還具有政治中立性和正確性。

但是區塊鏈技術在擁抱了這些特性的同時，犧牲掉了擴展性，無法滿足個性化監管，在保護數據隱私方面略顯不足。而且，隨著的賬本數量的增長，交互延遲會呈指數式增長，也就是說區塊鏈網路中的賬本越多延遲就會越高。