區塊鏈（blockchain）

經過查詢網上的一些資料，簡單整理了一些區塊鏈的知識，旨在整理本身所學內容，梳理知識框架。

區塊鏈的定義

簡單來講，區塊鏈是由節點參與的分佈式數據庫系統，最主要的的特色是不可更改，不可僞造。

從另外一個角度來講，區塊鏈是由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成的。每個區塊都包含了上一個區塊的哈希值，從創世區塊開始鏈接到當前區塊，造成塊鏈。每個區塊都確保時間順序在上一個區塊以後產生，不然前一個區塊的哈希值是未知的。當出現同時產生兩個區塊A和B時，根據中本聰提到的，每一個節點先收到哪一個就追隨哪一個（提早驗證過），這個時候就會出現AB分叉，可是此時兩個區塊都是正確的。當一個新的區塊C被廣播出來，假如區塊C承認區塊A，A+C會成爲最長的鏈，而節點始終都將最長的鏈視爲正確鏈，而且持續工做和延續它，所以，收到區塊C的廣播後，以前承認區塊B的節點就會承認C，而且下載區塊A，將C做爲本身追隨的對象。

區塊鏈也指代基於區塊鏈結構實現分佈式記帳技術，包括分佈式公式、隱私與安全保護、點對點通訊技術、網絡協議以及智能合約。

簡單介紹一些區塊鏈中經常使用的術語：

交易（Transaction）：指一次對帳本的操做，致使帳本中狀態的一次改變（如添加一條轉帳記錄）。

區塊（Block）：記錄一段時間內發生的交易和狀態結果等，是對當前帳本狀態的一次共識。

鏈（chain）：由區塊按照當前發生順序串聯而成，是整個帳本狀態變化的日誌記錄。

若是把區塊鏈系統看做一個狀態機，而每次交易意味着一次狀態的改變，生成的區塊就是參與者對其中狀態改變結果（交易致使的）的共識。

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區塊鏈的結構

 

 由上圖能夠看到一個區塊由兩個部分組成：區塊頭和區塊體。其中區塊頭包括版本號、上一個區塊哈希值、Merkle根節點、時間戳、難度值、隨機數。而區塊體存儲交易數據。

大小	字段	描述
4字節	版本	版本號，用於跟蹤軟件/協議的更新
32字節	上一個區塊哈希值	引用區塊鏈中父區塊的哈希值
32字節	Merkle根節點	該區塊中交易的merkle樹根的哈希值
4字節	時間戳	該區塊產生的近似時間（精確到秒的Unix時間戳）
4字節	難度目標	該區塊工做量證實算法的難度目標
4字節	Nonce	用於工做量證實算法的計數器

 

 

 

 

 

 

 

 

區塊頭組成如上表

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區塊鏈應用場景 

從計算特色上，區塊鏈技術有三種典型的演化場景，數字貨幣、分佈式應用引擎、帶權限的分佈式帳本

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按照節點的參與方式的不一樣，區塊鏈技術能夠分爲三大類：公有鏈、聯盟鏈、私有鏈

公有鏈，顧名思義，任何人均可以參與使用和維護，參與者多爲匿名。典型的如比特幣和以太坊區塊鏈，信息是徹底公開的。

若是進一步引入許可機制，能夠實現私有鏈和聯盟鏈兩種類型。

私有鏈，由集中管理者進行管理限制，只有內部少數人能夠使用，信息不公開。通常認爲跟傳統中心化記帳系統的差別不明顯。

聯盟鏈則介於二者之間，由若干組織一塊兒合做（如供應鏈機構或銀行聯盟等）維護一條區塊鏈，該區塊鏈的使用必須是帶有權限的限制訪問，相關信息會獲得保護，典型如超級帳本項目。在架構上，現有大部分區塊鏈在實現都至少包括了網絡層、共識層、智能合約和應用層等分層結構，聯盟鏈實現往還會引入額外的權限管理機制。