區塊鏈網路網路

『壹』 區塊鏈是什麼意思

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，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。

區塊鏈在公共管理，能源，酒店經營，交通等領域都與民眾的生產生活息息相關，但這些領域的中心化特質也帶來了一些問題，可以用區塊鏈來改造。

去中心化的完全分布式DNS服務通過網路中各個相互之間的點對點數據傳輸服務可以實現域名的查詢和解析，可以用於某些重要的基礎設施的操作系統和固件沒有被篡改，可以進行監控軟體的狀態和初始，發現不良的篡改，並確保使用了物聯網技術的系統所傳輸的數據沒用經過篡改。

『貳』 區塊鏈核心技術-P2P網路

點對點網路是區塊鏈中核心的技術之一，主要關注的方面是為區塊鏈提供一個穩定的網路結構，用於廣播未被打包的交易（交易池中的交易）以及共識過的區塊，部分共識演算法也需要點對點的網路支撐（如PBFT），另外一個輔助功能，如以太坊的消息網路，也需要點對點網路的支持。

P2P網路分為結構化和非結構化網路兩類。結構化網路採用類似DHT演算法來構建網路結構；非結構化網路是一種扁平的網路，每個節點都有一些鄰居節點的地址。

點對點網路的主要職責有維護網路結構和發送信息這兩個方面。網路結構要關注的是新節點的加入和網路更新這兩個方面，而發送信息包括廣播和單播兩個方面

如何建立並維護點對點的整個網路？節點如何加入、退出？
網路結構的建立有兩個核心的參數，一個是每個節點向外連接的節點數，第二個是最大轉發數。

新節點對於整個網路一無所知，要麼通過一個中心的服務獲取網路中的一些節點去連接，要麼去連接網路中的「種子」節點。

網路更新處理當有新節點加入或者節點退出，甚至原來一些節點網路不好，無法連接，過一段時間又活了，等等這些情況。一般通過節點已有的連接來廣播這些路由表的變化。需要注意的是，因為點對點網路的特殊性，每個節點的路由表是不一樣的（也叫partial view）

廣播一般採用泛洪協議，即收到轉發方式，使的消息在網路中擴散，一般要採用一些限制條件，比如一條消息要設置最大的轉發數，避免網路的過渡負載。

單播需要結構化網路結構支持，一般是DHT，類似於DNS解析的方式，逐跳尋找目標節點地址，之後進行傳輸，並且更新本地路由表。

要想快速檢索信息，有兩種數據結構可以使用，一種是樹類型，如AVL樹、紅黑樹、B樹等；另外一類是hash表。
哈希表的效率比樹更高，但是需要佔用更多的內存。
信息的表示採用鍵值對的方式，即一個鍵對應一個值，我們要查找的是key，值是附著的信息。
哈希表要解決的問題是如何均勻地為每一個key分配一個存儲位置。
這裡面有兩個重點：1.是為key分配一個存儲地點，這個分配演算法是固定的，保證存儲的時候和查找的時候使用同一個演算法，不然存進去之後會找不到；2.是均勻地分配，不能有點地方存放數據多，有點放存放數據少。

一般語言裡面的hashtable、map等結構使用這個技術來實現，哈希函數可以直接使用取模函數，key%n，這種方式，n代表有多少個地方，key是整數，如果key是其他類型，需要先進行一次哈希，將key轉為整數。這種方式可以解決上面的兩個需求，但是當n不夠大的時候（小於要存儲的數據），會產生沖突，一個地方一定會有兩個key要存儲，這時候，需要在這個地方放一個鏈表，將分配到同一地點、不同key，順序擺放。當一個地點放的key太多後，鏈表的查找速度太慢，要轉化為樹類型結構（紅黑樹或者AVL樹）。

上面說過，哈希表效率很高，但是佔用內容，使用多台機器就可以解決這個限制。在分布式環境中，可以將上述的地點理解為計算機（後面成為節點），即如何將一個key映射到一個節點上，每個節點有一個節點ID，即key->node id的映射，這個映射演算法也要固定。
這個演算法還有一個非常重要的要求，即scalebility,當新節點加入和退出時候，需要遷移的key要盡量少。

這個映射演算法有兩種典型結構，一個是環形，一個是樹形；環形的叫一致性哈希演算法，樹形的典型叫kademlia演算法。

選點演算法就是解決key->node id的映射演算法，形象的來說就是為一個key選擇它生命中的她（節點）。

假設我們使用32哈希，那麼總共能容納的key的數據量是2**32，稱之為hash空間，把節點的ID映射成整數，key也映射成整數。把key哈希和節點哈希值接的差值的叫做距離（負數的話要取模，不用絕對值），比如一個key的哈希是100（整數表示），一個節點的哈希是105，則這兩個的距離是105-100=5。當然使用其他距離表示也可以，比如反過來減，但是演算法要固定。我們把key映射（放到）距離他最近的節點上。距離取模的話，看起來就是把節點和key放到一個環上，key歸屬到從順時針角度離它最近的節點上。

kademlia演算法的距離採用的是key哈希與節點哈希異或計算之後的數值來表示（整數），從左往右，擁有越多的「相同前綴」，則距離越近，越在左邊位置不一樣，距離越遠。
樹結構的體現是，將節點和key看成樹的節點，這個演算法支持的位數是160bit，即20個8位元組，樹的高度為160，每個邊表示一位。
選點的演算法和一致性哈希相同，從所有節點中，選擇一個距離key距離最小的節點作為這個key的歸宿。

由於是在分布式環境中，為了保證高可用，我們假設沒有一個中心的路由表，沒有這個可以看到全貌的路由表，帶來了一些挑戰，比如如何發現節點、查找節點？
在P2P網路中，常用的方法是每個節點維護一個部分路由表，即只包含部分節點的路由信息。在泛洪演算法中，這些節點上隨機的；在DHT演算法中，這個路由表是有結構的，維護的節點也是有選擇性的。那麼如何合理的選擇需要維護路由信息的節點呢？

一個樸素的做法是，每一個節點保存比他大的節點的信息，這樣可以組成一個環，但是這樣做的話，有一個大問題和一個小問題。大問題是，每個節點知道的信息太少(只有下一個節點的哈希和地址)，當給出一個key時，它不知道網路中還有沒有比它距離這個key距離還短的節點，所以它首先判斷key是否屬於自己和下一個節點,如果是，那麼這個key就屬於下一個節點，如果不是就調用下一個節點同樣的方法，這個復雜度是N(節點數)。一個優化的方法是，每個節點i維護的其他節點有：i+2 1, i+2 2,....i+2**31,通過觀察這個數據，發現由近到遠，節點越來越稀疏。這樣可以把復雜度降低到lgN

每個節點保存的其他節點的信息，包括，從左到右，每一位上與本節點不同的節點，最多選擇k個（演算法的超參數）。比如在節點00110上（為演示起見，選擇5位），在要保存的節點路由信息是：
1****: xxx,....,xxx(k個)
01 : xxx,....,xxx(k個)
000 : xxx,....,xxx(k個)
0010 : xxx,....,xxx(k個)
00111: xxx,....,xxx(k個)
以上為一行稱為k-bucket。形象的來看，也是距離自己越近，節點越密集，越遠，節點越稀疏。這個路由查找、節點查找的演算法也是lgN復雜度。

『叄』 圖解什麼是區塊鏈

區塊鏈這么火，都開始影響到我的生活了，不想了解也不行了的樣子，今天來看看到底什麼是區塊鏈。

本文結構：

和它的名字一樣，
區塊鏈是由一組塊組成的鏈，
塊是包含信息的信息塊，組成的鏈也就包含了信息。

區塊鏈技術最早是在1991年由一群研究人員研發，用來給數字化文檔打時間戳，使得這些文檔不能被篡改。從那之後就基本上沒有再發揮其他作用，直到2009年，中本聰採用區塊鏈技術創造了數字加密貨幣-比特幣。

一條區塊鏈，就是一個對所有人完全公開的分布式賬本，它有一個很有趣的屬性： 一旦某些數據被記錄到一條區塊鏈中後，那麼數據就很難再被改變。

來看一下 一個區塊（block）的組成：

每一個區塊包含了 一些數據，這個區塊的哈希值，以及前一個區塊的哈希值 。

區塊中所保存的數據與區塊鏈的類型有關，例如，比特幣區塊鏈中的區塊保存了相關的交易信息，包括賣家，買家，以及交易比特幣的數量。

每個區塊包含了一個哈希值，哈希值用來標識一個區塊和它所包含的所有內容，並且它是獨一無二的，就像指紋一樣。一旦某個區塊被創建，它的哈希值就相對應的被計算出來了。如果改變區塊中的某些內容會使得哈希值改變， 如果一個區塊的指紋改變了，那它就再也不是之前的區塊了 。

區塊中包含的第三個元素是前一個區塊的哈希值，這個元素使得區塊之間可以形成鏈接，並且能夠使得區塊鏈十分的安全。

假設我們有一條區塊鏈包含3個區塊
每個區塊包含了一個自己的哈希值以及前一個區塊的哈希值
3號區塊指向2號區塊，2號區塊又指向1號區塊
1號區塊有點特殊，它不能指向前一個區塊，因為它是第一個
我們把1號區塊叫做 創世區塊 。

現在假設我們篡改了第二個區塊
這將導致第二個區塊的哈希值改變
接下來這就會導致3號區塊以及3號區塊連接的所有的後續區塊變得非法
因為現在它們存儲的前一個區塊號的都變得非法
所以 單獨改變一個塊，將連帶性地致使後面的所有內容都變成無效 。

但要 防止篡改，只有哈希是不夠的
因為現在的計算機運算速度已經足夠強大，並且能夠每秒計算成千上萬的哈希值
這樣你完全可以篡改一個區塊並且重新計算其他的區塊的哈希值，使得你的區塊再次變得合法。

所以 為了減少這種風險，區塊鏈還採用了一種技術，叫做工作證明
這是一種減緩新區塊創建過程的機制
在比特幣區塊鏈中，大概需要花費10分鍾來完成所要求的工作證明，並且添加一個新的區塊到區塊鏈中
這個機制使得區塊鏈的篡改更加困難
因為 一旦篡改了一個區塊，就需要重新計算所有後續的區塊的工作量證明 。

所以 區塊鏈技術的安全性主要來自於哈希值以及工作量證明機制 。

區塊鏈還有一種機制來 保護自身的安全性，那就是分布式
相對於用一個中心化的實體來管理區塊鏈網路，區塊鏈採用的是一種 peer-to-peer網路，並且所有人都可以加入
當有人加入這個網路時， 他就會得到整個區塊鏈的復制
這個人就可以以此來驗證是否所有的區塊還是合法未篡改的，也就是不同的節點也可以藉此互相驗證。

當某人創建了一個新的區塊時，
這個新的區塊會被發送給網路上的所有人。
每個人再驗證這個區塊以確保這個區塊沒有被篡改過
如果所有的東西都被檢驗正確之後，那麼每個人才能把這塊新的區塊加到自己的區塊鏈上
我們可以稱之為， 網路上的所有人達成了「共識」 。

區塊鏈網路中的所有節點都達成共識
他們認同網路中哪些區塊是合法的，哪些是不合法的
那些被篡改過的區塊將會被網路上的其他用戶拒絕
所以， 要成功篡改一個區塊鏈，你需要篡改區塊鏈上的所有區塊
重新完成每個區塊的工作量證明，並且控制區塊鏈網路中超過50%的用戶
只有這樣，你篡改的區塊才會被所有人承認
可以說， 這基本上是不可能做得到的！

區塊鏈技術本身也在不斷地發展
例如後來的一個技術改進，叫做智能合約
智能合約 是一些存放在區塊鏈上的簡單的程序
它能基於合約內所記載的條件自動執行， 只要條件成立，依照合約自動完成交易
例如在特定條件下可以實現自動化比特幣交易。

學習資料：
https://www.youtube.com/watch?v=SSo_EIwHSd4

『肆』 區塊鏈的網路結構是區域網

是的。
如果把公有鏈當做互聯網，那麼私有鏈就是一個在區塊鏈技術下完全封閉的區域網，可以將其理解為一個弱中心化或者多中心化的系統。
完全私有的區塊鏈，是指其寫入許可權僅在一個組織手裡的區塊鏈。讀取許可權或者對外開放，或者被任意程度地進行了限制。私有鏈參與節點是有限和可控的，其寫入許可權由某個組織和機構進行控制，參與節點的資格會被嚴格限制。在私有鏈中，參與者都是自己人，因此沒必要通過共識演算法給予經濟激勵。所以它的效率比公有鏈有明顯的優勢。

『伍』 區塊鏈在技術層面有哪幾種屬性

區塊鏈技術起源於化名為「中本聰」（Satoshi Nakamoto）的學者在2008年發表的奠基性論文《比特幣: 一種點對點電子現金系統》。狹義來講, 區塊鏈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的分布式賬本。區塊鏈網路的技術屬性主要在於：匿名性、去中心化、不可篡改、分布式存儲、多備份、數據加密等。匿名性是指在區塊鏈網路中任何一個用戶在交易的過程中，發送的交易數據中都不包含任何和個人信息有關的數據，用戶和用戶之間通過地址進行交易，而且地址理論上可以無限生成。去中心化是指通過多節點共同決策達成共識的方法，將原本的單一管理決策方案轉換成多方共同商量決策，並且區塊鏈網路中的所有節點擁有平等的數據控制權利和義務，任何節點都可以訪問區塊鏈網路中存儲的數據，訪問的過程可以同步並發執行。不可篡改是指區塊鏈除創世區塊以外，之後的每一個區塊中都包含有上一個區塊中數據的唯一哈希值，然後通過唯一的哈希值將各個區塊進行串聯。一旦其中某一個節點的區塊數據被更改，此區塊生成的哈希值也會改變。在區塊連接的過程中，後面的區塊無法找到其前區塊哈希值所對應的區塊，區塊鏈也就被迫斷開，該節點所保存的數據就不再被其他節點承認，變得沒有價值。分布式存儲和多備份的概念和現在資料庫的分布式存儲不同。區塊鏈的分布式存儲不僅是將數據存儲在不同的地理位置和物理設備上，每個設備中都有完整的賬本數據，而不是數據碎片，通過使用 Merkle 樹技術在一定程度上解決數據冗餘的問題。數據加密主要是指通過非對稱加密的方式對數據使用公鑰進行加密私鑰進行解密或者私鑰加密公鑰解密。這種加密方式在數據傳輸的過程中，數據中不必包含數據解密的密鑰，而是通過接收方手中的密鑰完成解密操作，排除數據傳輸過程中被截取所帶來的信息安全隱患。

吳超人會飛

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『陸』 區塊鏈是什麼

區塊鏈其實就相當於一個去中介化的資料庫，是由一串數據塊組成的。它的每一個數據塊當中都包含了一次比特幣網路交易的信息，而這些都是用於驗證其信息的有效性和生成下一個區塊的。

狹義的來講，區塊鏈是就是一種按照時間順序來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的分布式賬本。

而從廣義來講，區塊鏈其實是一種分布式基礎架構與計算方式，它是用於保證數據傳輸和訪問的安全的。

區塊鏈的基礎架構:

區塊鏈是由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層這六個基礎架構組成的。

『柒』 什麼是區塊鏈

區塊鏈是一種帶有數據「散列驗證」功能的資料庫。區塊，就是數據塊，按照時間順序將數據區塊組合成一種鏈式結構，並利用密碼學演算法，以分布式記賬的方式，集體維護資料庫的可靠性。所有數據塊按時間順序相連，從而形成區塊鏈。
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。
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題提出了四個技術創新：
（1）分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其作證。
跟傳統的分布式存儲有所不同，區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面：一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。 [8]
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多，理論上講除非所有的節點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性。
（2）非對稱加密和授權技術，存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。
（3）共識機制，就是所有記賬節點之間怎麼達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點，其中「少數服從多數」並不完全指節點個數，也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時，所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。以比特幣為例，採用的是工作量證明，只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能.
（4）智能合約，智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據，可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息（包括醫療信息和風險發生的信息）都是真實可信的，那就很容易的在一些標准化的保險產品中，去進行自動化的理賠
其實個人可以簡單理解，其實就是一個金融資料庫。

『捌』 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。

『玖』 繼續教育:區塊鏈網路最根本的特徵

區塊鏈網路最根本的特徵就是區塊鏈它核心思想是去中心化，區塊鏈最大的顛覆性在於信用的建立，區塊鏈的集體維護可以降低成本。公共區塊鏈網路共區塊鏈是任何人都可以加入和參與的區塊鏈，例如比特幣。缺點可能包括所需的大量計算能力，交易的隱私很少或沒有隱私以及安全性較弱。
1，區塊鏈是藉由密碼學串接並保護內容的串連交易記錄，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。區塊鏈作為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。

『拾』 根據網路劃分區塊鏈的分類包括

法律分析：在這一應用階段，人們試圖用區塊鏈來顛覆互聯網的最底層協議，並試圖將區塊鏈技術運用到物聯網中，讓整個社會進入智能互聯網時代，形成一個可編程的社會。 根據網路范圍，可以劃分為公有鏈、私有鏈、聯盟鏈。 所謂公有就是完全對外開放，任何人都可以任意使用，沒有許可權的設定，也沒有身份認證之類，不但可以任意參與使用，而且發生的所有數據都可以任意查看，完全公開透明。

法律依據：《區塊鏈信息服務管理規定》 第二條 在中華人民共和國境內從事區塊鏈信息服務，應當遵守本規定。法律、行政法規另有規定的，遵照其規定。本規定所稱區塊鏈信息服務，是指基於區塊鏈技術或者系統，通過互聯網站、應用程序等形式，向社會公眾提供信息服務。