区块链的介绍

区块链是什么

区块链实质上就是分布式数据库，也称为分布式共享账本，其核心在于通过分布式网络、时序不可篡改的密码学账本及分布式共识机制建立彼此之间的信任关系，利用由自动化脚本组成的智能合约来编程和操作数据。

区块链分类

公有链

任何人都可以参与使用和维护，如比特币区块链

私有链

由集中管理者进行管理限制，只有内部少数人可以使用，信息不公开

联盟链

由若干组织一起合作维护一条区块链，该区块链的使用必须是带有权限的限制访问，相应信息会得到保护，如供应链机构或银行联盟

区块链技术特点

分布式结构

区块链构建在分布式网络基础之上，账本并不是集中存放在某个服务器，而是分散在网络中的每一个节点上，每个节点都有一个该账本的副本，所有副本同步更新。

信任机制

区块链技术通过密码学和程序算法，使系统运行规则公开透明，实现交易双方在不需要借助第三方达成共识，建立信任关系。

公开透明

区块链对其上的节点可以做到开放、透明。任何人都可以加入区块链，也能查询区块链上的区块记录。

时序不可篡改

区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，具有极强的可追溯性和可验证性。

区块链的层次模型

区块链技术的模型包括由自下而上的数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层。

数据层：它封装了底层数据区块的链式结构，以及相关的非对称公私钥数据加密技术和时间戳等技术，是整个区块链技术中最底层的数据结构。

网络层：包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制。

共识层：封装了网络节点的各类共识机制的算法。

激励层：将经济元素集成到区块链技术体系中来，包括经济激励的发行机制和分配机制，主要出现在公有链

合约层：它封装各类脚本、算法和智能合约。

应用层：它封装了区块链的各种应用场景和案例，未来的可编程金融和可编程社会也可搭建在应用层中。

共识算法

PoW（Proof of Work, 工作量证明）

PoW 主要应用在比特币，依赖机器进行数据运算来获取记账权，即通过与或运算，计算出一个满足规则的随机数，获得本次记账权。

优点是完全去中心化，节点自由进出，缺点是资源消耗高、性能低、达到共识的周期长

PoS（Proof of Stake，权益证明）

Pos 根据每个节点所占代币的比例和时间，等比例地降低挖矿难度，从而加快寻找随机数的速度，但它依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式。

优点是相对于PoW在一定程度上减少数学运算带来的资源消耗，性能也得到相应的提升。缺点是需要挖矿、可监管性比较弱。

DPoS（Delegate Proof of Stake，股份授权证明）

DPoS 与 PoW 和 PoS 不同，DPoS 不需要挖矿，而是类似董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账，持股人拥有所持股份对应的表决权。

优点是大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证，降低运行网络的成本和维护网络安全的费用，缺点是整个共识机制还是依靠代币。

参考资料

深度探索区块链 Hyperledger技术与应用

区块链原理、设计与应用