一文读懂区块链

摘要：区块链可以借由密码学，串接并保护内容的串联交易记录（又称区块）。在区块链中，区块内容具有难以篡改的特性，每一个区块都包含了前一个区块的加密散列、相应时间戳记以及交易数据（通常用Hash树计算的散列值表示）。用区块链串接的分布式账本能让交易双方有效地记录交易，且可永久查验。

一、什么是区块链？区块链能做什么？

区块链（Blockchain）是一个信息技术领域的术语，该技术巧妙地结合并融合了涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等众多领域的专业技术知识。

简单来说，区块链是一个分布式的共享账本或数据库，存储于其中的数据或信息，具有去中心化、不可篡改等特点。

这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。这些特点使得区块链能够解决许多信息不对称问题，允许用户在无第三方中介参与的情况下进行协作，且不必彼此信任，实现了多个主体之间的协作信任与一致行动，以此创造可靠的合作机制，具有广阔而丰富的应用前景。

中国麻将：世界上最早的区块链项目

最近区块链这个玩意又被市场搞的很是火热，相信大部分人都不太清楚这玩意到底是怎么样的一个概念，它来了，它来了，它到底是啥~ 国家都开始发文支持了，下面是一个通俗易懂的例子：中国麻将。

甲首先发起一个申请，我要打麻将，组建一个麻将局，这就相当于创建一个区块，这个区块会被广播给乙、丙、丁、A、B、C、D……

在打麻将的过程中，上述四个人不断的摸牌、打牌，这个可以理解成挖矿，通过什么来挖矿？麻将机就可以理解成矿机，这四个人就是所谓的矿工，这四个矿工从144个麻将中碰撞出任一正确的牌就能胡牌，我们可以将这144个麻将理解成一连串的哈希值（数字），胡牌的过程就叫算力，直到胡牌，意味着碰撞出了正确的哈希值，可以获得奖励，每人给丙支付相应的筹码，放在区块链中这个奖励就是比特币或者其他虚拟币。

为什么其他三个人都会主动给丙奖励呢？那是因为这些人都自动达成了一个共识，丙确实赢了，大家都记录了这笔账，包括坐在旁边买马或者围观的家属看客们，想抵赖是不行的，不然以后传出去这人品不行，就没人再和他一起玩儿了，毕竟圈子还是很重要的。

细究一下，在大家达成共识时，我们看不到任何中介或者第三方出来评判丙赢了，大家给丙的奖励也不需要通过第三方转交给丙，都是直接点对点交易，这一过程就是去中心化，牌友们（矿工）各自记录了第一局的战绩，丙大胡自摸十三幺，乙杠了甲东风，记录完成后就生成了一个完整的区块，但要记住，这才只是第一局，在整个区块链上，这才仅仅是一个节点，开头说的8局打完，也就是8个节点（区块），8个区块连接在一起就形成了一个完整账本，这就是区块链。因为这个账本每人都有一个，所以就是分布式账本，目的就是为了防止有人篡改记录，打到最后，谁输谁赢一目了然。

二、区块链是如何运作的？

区块链的“区块”，类似于我们储存数据用的硬盘。每个区块，就是保存区块链上信息的地方。通过密码学技术进行加密，保证这些被保存的信息数据无法被篡改。

区块链系统会检验期间产生的所有数据，比如交易记录以及该区块何时被编辑或创建的记录等，并将这些数据储存在一个新的区块上。这个区块会与前一个区块连接，每个区块都必须包含前一区块的相关信息才能生效，从而形成一根链条，因此称为“区块链”。

区块链本质上是一个去中心化的数据库。区块链真正能发挥所长的场景是允许用户在无第三方中介参与的情况下进行协作，且不必彼此信任。在区块链网络中，没有任何一方可以篡改区块链上的数据。

第一层：数据层，存储底层数据、非对称数据加密和时间戳等基础数据。
第二层：网络层，含有分布式组网机制、数据传播机制、数据验证机制等。
第三层：共识层，封装有各类共识机制算法，确定记账决定方式，这关系到整个系统的安全性和可靠性。目前较为知名的由共识层封装的共识机制有工作量证明机制（PoW，Proof of Work）、股份授权证明机制（DPoS，Delegated Proof of Stake）、权益证明机制（PoS，Proof of Stake）等。
第四层：激励层，在区块链技术体系中使用的经济手段，包括经济激励的发行以及分配，多出现在公有链中。
第五层：合约层，封装区块链系统中的脚本代码、算法以及智能合约，帮助区块链灵活地处理数据。
第六层：应用层，封装了各种应用场景和案例，如电商购物、新闻浏览、视频观看等。

用户若要运行和独立验证区块链的状态，必须下载特定的钱包软件。软件启动后，便会接入区块链网络中的其他计算设备，目的是上传或下载信息（例如，交易、区块）。软件将会下载一个个区块数据，检查它的真实性，然后将检验过的相关信息广播传递给其他计算设备。

于是，我们得到了由成百上千、甚至是上万个计算设备组成的区块链生态系统。这些计算设备被称为“节点”，全部运行同一个软件，并同时彼此同步更新、广播交易数据，实现了区块链的数据真实而去中心化的特性。

三、区块链有什么价值？可以应用到哪些领域？

区块链之所以能够建立信任，因为它代表了真实的共享记录。人人都能相信的数据有助于推动其他新技术的发展，还将大大提高彼此合作的效率、透明度和信任。

区块链的其他用途包括：

加密货币

作为财富转移的强大媒介，用户可以向全球各地的人发送或收取资金，所需时间远低于普通银行转账（手续费往往也是微乎其微），且加密货币无法被伪造，保证了交易的真实和可靠。

有条件支付

如果彼此不认识的两个人想就一场体育比赛打赌。那么两人就可以发起智能合约，比赛结束后，由智能合约评估赛果，然后押金发送给胜出者。

分布式数据

区块链可以选择与分布式存储设备整合来管理文件。

证券

证券包括股票、债券、基金和其它类型的证券。基于区块链的证券型加密货币尽管会引入一定程度的交易对手风险，但它能够带来金融业急需的改进，为当下的证券领域注入新的流通和便携能力，实现资产代币化（如财产和股权）。

供应链

高效率供应链是许多成功企业的核心，关系到商品如何从供应商流入消费者。然而，传统方法难以协调特定行业的多方利益相关者。利用区块链技术，可引入不可逆数据库，在此基础上建立互操作生态系统，多企业共用一个信息平台，将无数行业的透明度提升至新高度。

游戏

玩家依赖游戏公司控制的服务器。但玩家并不享有真正的所有权，游戏资产仅存在于特定标题的参数内。若采取区块链运作模式，玩家将能能够拥有自己的资产，获得与其他玩家、市场交易的能力。

医疗

区块链技术的透明和安全为储存医疗记录提供理想平台。医院、诊所和其他卫生服务供应商等医学行业组成各自为政，如果依赖中心化服务器会将敏感信息置于中心化的脆弱状态。若加密的个人医疗记录得以安全保管在区块链上，病人既能保护自己的隐私，还可以轻松地将信息分享给任何希望使用全球数据库的机构。

汇款

通过传统银行进行跨国汇款非常麻烦，不仅手续费昂贵，冗长的结算时间亦无法满足紧急交易的需求，主要原因是中介网络错综复杂。加密货币和区块链则可以避开这些中介生态系统。目前，多个项目正在利用区块链技术，实现廉价、快速的转账。

数字身份

处于数字时代的我们急需一个数字身份的解决方案。物理身份证明容易伪造，对于许多人而言亦难以获取。所谓的“自主身份”可以挂扣在区块链账本上，与身份所有者绑定；身份所有者可以有选择地对第三方公开个人信息，而无需牺牲个人隐私。

物联网

部分人推测，越来越多的现实设备能够接入互联网，不管在家用或工业用场景中都将对区块链技术产生极大的助长作用。这些设备的增长需要一个新的“机对机”支付经济，依赖高吞吐的微支付系统作支撑。

慈善

在接受资助时，慈善机构时常会遇到阻碍。而利用区块链技术的固有特性来提升透明度、国际参与度和压缩成本，可更大限度地扩大慈善的影响力。

四、区块链怎么分类？

公有区块链网络

公有区块链是任何人都可以加入和参与的区块链，例如比特币。缺点可能包括：绝大部分公链系统需要较高的硬件资源来保障安全性，交易的隐私性极低或根本没有隐私性可言。而这些又是区块链企业用例的重要考虑因素。

私有区块链网络

私有区块链网络类似于公有区块链网络，是一个去中心化的点对点网络，其显著差异是，私有区块链的整个网络由一个组织管理。该组织有完全的权限来控制允许谁参与、维护区块链网络。根据使用情况，可以显著提高参与者之间的信任和信心。私有区块链可以在企业防火墙后面运行，甚至可以在企业内部托管。

联盟区块链网络

多个组织可以分担维护区块链的责任。这些预先选定的组织将决定谁可以提交交易或访问数据。在所有参与者都需要获得许可且对区块链负有共同责任时，财团区块链是业务理想的理想之选。

五、区块链有什么优缺点？

优点：

去中心化

区块链存储数据时使用的是对等网络技术，使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构。所有节点的权利和义务都相等，因此任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作。

集体维护

系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的，任何人都可以查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

高安全性

一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来。生成一套按照时间先后顺序记录的、不可篡改的、可信任的数据库，从而可以限制相关不法行为。因此区块链的数据稳定性和可靠性极高

无须信任系统

由于节点之间的信息交换遵循着固定的算法，参与人不需要对任何人信任，随着参与节点增加，系统的安全性反而增加。因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任，对信用的累积非常有帮助。

区块链网络中，每个参与节点都保存一份完整的交易历史记录，这样，任何一个节点想篡改这些历史记录，别的节点都可以拿出自己的数据备份进行证伪。所以，信息一旦被写入区块中，就不能更改、撤销了。

缺点：

安全性问题

区块链技术一大特点就是不可逆、不可伪造，但前提是私钥是安全的。私钥是用户生成并保管的，没有第三方参与。私钥一旦丢失，便无法对账户的资产做任何操作。随着量子计算机等新计算技术的发展，未来非对称加密算法具有一定的破解可能性，这也是区块链技术面临的潜在安全威胁。

数据确认的延迟性

在金融区块链中，数据确认的时间相对较长。拿比特币举例，当前产生的交易有效性受网络传输影响，比特币交易每次的确实时间大约10分钟，6次确认的话需要一个小时。因此区块链的交易数据是有延迟性的。

监管

区块链的去中心、自治化的特点淡化了国家监管的概念。然而所有的创新，都需要符合监管的要求。区块链的监管，在某种程序上是促进区块链的商业应用，更好的提供合规性保护。另一方面监管部门对这项新技术的法律和制度建立上存在滞后，也可能会毁掉区块链，需要把握好尺度。

区块链作为一种理念的创新，在特定领域可以产生颠覆式的影响，面对区块链优劣势需要做的是扬长避短，用其所能。那么区块链能否成为新一代金融基础设施的底层技术，这依然是一个问题。

六、区块链有什么优缺点？

数据库是被管理员可以修改，管理和控制的。数据库总是会有管理员，并且可以完全控制数据库。他们可以创建，删除，修改数据库中的任何记录。他们能优化数据库的性能和大小。越大的数据库性能就会越慢，所以管理员可以采取各种方法来对其进行优化。管理员也可以把这个权限转给别人。所以数据库是中心化的。

区块链是去中心化、分布式的网络架构。它并不需要中心化的数据库，网络所有的节点都会互相连接起来。所以，没人可以控制所有的节点，区块链上无需管理员。如果节点中有人欺诈呢？这会影响整个网络吗？理论上的答案是如果他们获得大多数算力，那么就是可能的。理论上，如果有人可以控制51%的算力，就可以控制网络。这需要非常多的计算资源，所以产生攻击是非常昂贵的。

所以如果需要进行欺诈，就需要改变网络中的所有节点。实际上，这是需要大量计算和电力的，也非常困难完成。这是一种监管的方式，为了保证没人可以欺骗任何人。这就是为何区块链是不可更改的。同时，由于转账信息任何人都能看到，因此区块链也是透明的。