區塊鏈基礎和底層技術

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1. 區塊鏈基礎

區塊鏈的維基百科定義：區塊鏈是一個基於比特幣協議的不須要許可的分佈式數據庫，它維護了一個持續增加的不可篡改的數據記錄列表，即便對於該數據庫節點的運營者們也是如此。
簡而言之，區塊鏈就是區塊用某種方式組織起來的鏈條。
在區塊鏈中，信用或記錄被放在各個區塊中，而後用密碼簽名的方式「連接」到下一個區塊。這些區塊在系統的每個節點上都有完整的副本，全部的信息都帶有時間戳，是可追溯的。事實上，在區塊鏈建立之初，在大多數狀況下談論的區塊鏈都是比特幣的底層實現方式。
從技術層面來看，區塊鏈是一個基於共識機制、去中心化的公開數據庫。共識機制是指在分佈式系統中保證數據一致性的算法；去中心化是指參與區塊鏈的全部節點都是權力對等的，沒有高低之分，同時也指全部人均可以平等自由地參與到區塊鏈網絡；公開數據庫則意味着全部人均可以看到過往的區塊和交易，這也保證了沒法造假和改寫。基於以上特性，能夠總結得出：區塊鏈由許多對等的節點組成，經過共識算法保證區塊數據和交易數據的一致性，從而造成一個統一的分佈式帳本。
更普遍意義地看，區塊鏈屬於一種去中心化的記錄技術。參與到系統上的節點，可能不屬於同一組織、彼此無需信任；區塊鏈數據由全部節點共同維護，每一個參與維護節點都能複製得到一份完整記錄的拷貝。
區塊鏈技術的核心優點是去中心化，可以經過運用數據加密、時間戳、分佈式共識和經濟激勵等手段，在節點無需互相信任的分佈式系統中實現基於去中心化信用的點對點交易、協調與協做，從而爲解決中心化機構廣泛存在的高成本、低效率和數據存儲不安全等問題提供瞭解決方案。
區塊鏈技術所擁有的四個特色：

分佈式。區塊鏈無中心節點，區塊鏈數據由全部節點共同維護，每一個參與維護節點都能複製得到一份完整記錄的拷貝。

自治性。系統中全部節點都是對等的，每一個節點均可以自由加入和離開，而且這一行爲對整個區塊鏈系統的運行沒有任何影響。全部的節點都是按照相同的規則來達成共識，且無需其餘節點的參與。區塊鏈系統自己一旦運行起來，就可自行產生區塊而且同步數據，無需人工參與。

按合約執行。系統中每一個節點按照既定的規則執行，一旦出現違背規則的行爲，就會被其餘節點所拋棄。進一步地，智能合約可以被結合到區塊鏈中，讓其提供除了交易功能外更靈活的合約功能，執行更爲複雜的操做。

可追溯性。區塊鏈的數據是公開透明的，不能被篡改，並且相關交易之間有必定的關聯性，於是很容易被追溯。
2.區塊鏈結構
在學習區塊鏈的結構以前，咱們先簡單地瞭解幾個基本概念：
交易（Transaction）：一次操做，致使帳本狀態的一次改變，如添加一條記錄；
區塊（Block）：記錄一段時間內發生的交易和狀態結果，是對當前帳本狀態的一次共識；
鏈（Chain）：由一個個區塊按照發生順序串聯而成，是整個狀態變化的日誌記錄。
區塊鏈包括成千上萬個區塊，而一個區塊內又包含一個或多個交易，上下關聯的交易組成了一個交易鏈，一個交易鏈內部可能又包含了多個交易。