区块链概述：什么是区块链

定义

区块链技术本身还在快速发展，还缺乏统一的规范和标准。

维基百科给出的定义是：

区块链——最初是区块链——是一个分布式数据库，它维护着一个不断增长的数据记录列表，这些数据记录经过加固以防止篡改和修改。 它由数据结构块组成——在最初的区块链实现中专门保存数据，在一些较新的实现中也包含数据和程序——每个块都保存批量的单个交易和任何区块链可执行文件的结果。 每个块都包含一个时间戳和将其链接到前一个块的信息。

最早的区块链技术出现在比特币项目中。 作为比特币背后的分布式账本平台，区块链在没有中心化监管的情况下稳定运行了近八年，支撑着海量的交易记录，没有任何严重漏洞。

注：比特币历史上唯一已知的漏洞事件导致比特币被恶意增发，但很快发现并纠正了问题，撤销了相关违规交易。

最早公认的关于区块链的描述性文献是中本聪写的比特币：一种点对点的电子现金系统，但该文献侧重于讨论比特币系统联盟链的典型代表为比特币，实际上并没有明确定义区块链和概念。 其中，区块链被描述为用于记录比特币交易的账本历史。

图 1.2.3.1 - 古代账本

会计技术有着悠久的历史。 现代复式记账制度（Double Entry Bookkeeping）最早由意大利数学家Luca Pacioli于1494年在《Summa de arithmetic, geometric, proportioni et proportionità》一书中提出。记账流程，提高了记账的可靠性。 从这个角度来看，区块链是第一个自带对账功能的数字会计技术实现。

更广泛地说，区块链是一种去中心化的记录技术。 参与系统的节点可能不属于同一组织，互不信任； 区块链数据由所有节点共同维护，每个参与维护的节点都可以获得一份完整的记录。

与传统数据库技术相比，其特点应包括：

此外，还可以将智能合约与区块链相结合，使其在交易功能之外提供更灵活的合约功能，执行更复杂的操作（事实上，比特币区块链已经支持简单的脚本计算）。 这样扩展出来的区块链联盟链的典型代表为比特币，已经超越了简单的数据记录功能，实际上具有“通用计算”的意义。

从技术特点来看，我们可以看到区块链技术的三个典型应用场景：

定位功能 智能合约 一致性权限类型 性能代表

可信的数字货币

会计功能

没有或弱

工作量证明

没有任何

公链

降低

比特币

可信交易处理

智能合约

图灵完备

工作量证明、权益证明

没有任何

公链

受限制的

以太坊

有权限的事务处理

商业加工

多语言，图灵完备

多种，可插拔

支持

联盟链

可扩展

超级账本

基本的

区块链的基本原理并不难理解。 基本概念包括：

如果将区块链作为状态机，每笔交易都是一次改变状态的尝试，每一次区块的产生都是参与者对其中包含的所有交易的状态改变的确认。

图 1.2.3.2 - 区块链示例

在实现上，首先假设有一个分布式的数据记录本（这方面的技术已经比较成熟），这个记录本只允许添加，不允许删除。 其结构是一个线性链表，由“块”串联而成，这也是其名称“区块链”的来源。 要添加新数据，必须将其添加到新块中。 而这个区块（以及区块中的交易）是否合法，可以通过某种方式快速检验。 所有维护节点都可以提出新的区块，但必须采用一定的共识机制才能对最终选定的区块达成一致。

以比特币为例，看看区块链技术是如何使用的？ 客户端发起交易后，会向网络广播，等待确认。 网络中的节点会将一些等待确认的交易记录（另外还有前一个区块的哈希值等信息）打包，形成一个候选区块。 然后，尝试找到一个nonce串放入区块中，使得候选区块的哈希结果满足一定的条件（比如小于某个值）。 一旦该块被计算为格式合法，它就可以通过网络广播。 大家拿到提案区块，进行验证，发现确实满足约定条件，则承认该区块是合法的新区块，并加入链中。 当然在实现上会有很多细节。

比特币基于哈希率的共识机制称为工作量证明（PoW）。 目前还没有已知的启发式算法可以使哈希结果满足一定的条件，只能尝试暴力破解。 尝试的次数越多，被计算的概率就越大。 通过调整对哈希结果的限制，比特币网络将一个合法区块的平均计算时间控制在 10 分钟左右。 计算节点将获得区块内所有交易的管理费和协议发放的固定奖励费（目前为12.5个比特币，每四年减半）。 也称为采矿。

自然有人会问，是否可以进行恶意操作，破坏整个区块链系统，或者获取不法利益。 比如不认可别人的结果，拒绝别人的交易等等。其实是因为系统中的用户数量很大，用户默认只认可他见过的最长链。 只要不超过一半的用户协商（概率越小越难），最终的最长链大概率是合法链，并且随着时间的增加，这个概率会越来越大。例如，6个区块后，即使有一半的节点联合想要推翻已确认的结果，概率也将小于，即小于

可能性。

注意：熟悉 Git 的人应该能体会到两者在设计上的相似之处。

分类

根据参与方不同，可分为公有（Public）链、联盟（Consortium）链和私有（Private）链。

公有链，顾名思义，任何人都可以参与使用和维护，典型的如比特币区块链，信息完全公开。

如果引入权限机制，则包括私有链和联盟链。

私有链受到中心化管理者的限制，只能供内部少数人使用，信息不公开。

联盟链介于两者之间。 几个组织共同努力维护区块链。 区块链的使用必须经过权限管理，相关信息将受到保护。 一个典型的例子是银联组织。

+

目前，公链会吸引更多社区和媒体的关注，但更多的商业价值应该在联盟链和私有链上。

根据不同的使用目的和场景，可以分为以数字货币为目的的币链、以记录产权为目的的产权链、以众筹为目的的众筹链。