摘要：㈠常见的共识算法介绍在异步系统中，需要主机之间进行状态复制，以保证每个主机达成一致的状态共识。而在异步系统中，主机之间可能出现故障，因此需要在默认不可靠的异...

㈠ 常见的共识算法介绍

在异步系统中，需要主机之间进行状态复制，以保证每个主机达成一致的状态共识。而在异步系统中，主机之间可能出现故障，因此需要在默认不可靠的异步网络中定义容错协议，以确保各个主机达到安全可靠的状态共识。

共识算法其实就是一组规则，设置一组条件，筛选出具有代表性的节点。在区块链系统中，存在很多这样的筛选方案，如在公有链中的POW、Pos、DPOS等，而在不需要货币体系的许可链或私有链中，绝对信任的节点、高效的需求是公有链共识算法不能提供的，对于这样的区块链，传统的一致性共识算法成为首选，如PBFT、PAXOS、RAFT等。

目录

一、BFT（拜占庭容错技术）

二、PBFT（实用拜占庭容错算法）

三、PAXOS

四、Raft

五、POW（工作量证明）

六、POS（权益证明）

七、DPOS（委任权益证明）

八、Ripple

拜占庭弄错技术是一类分布式计算领域的容错技术。拜占庭假设是由于硬件错误、网络拥塞或中断以及遭到恶意攻击的原因，计算机和网络出现不可预测的行为。拜占庭容错用来处理这种异常行为，并满足所要解决问题的规范。

拜占庭容错系统是一个拥有n台节点的系统，整个系统对于每一个请求，满足以下条件：

1）所有非拜占庭节点使用相同的输入信息，产生同样的结果；

2）如果输入的信息正确，那么所有非拜占庭节点必须接收这个信息，并计算相应的结果。

拜占庭系统普遍采用的假设条件包括：

1）拜占庭节点的行为可以是任意的，拜占庭节点之间可以共谋；

2）节点之间的错误是不相关的；

3）节点之间通过异步网络连接，网络中的消息可能丢失、乱序并延时到达，但大部分协议假设消息在有限的时间里能传达到目的地；

4）服务器之间传递的信息，第三方可以嗅探到，但是不能篡改、伪造信息的内容和验证信息的完整性。

拜占庭容错由于其理论上的可行性而缺乏实用性，另外还需要额外的时钟同步机制支持，算法的复杂度也是随节点的增加而指数级增加。

实用拜占庭容错降低了拜占庭协议的运行复杂度，从指数级别降低到多项式级别。

PBFT是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。PBFT要求共同维护一个状态。需要运行三类基本协议，包括一致性协议、检查点协议和视图更换协议。

一致性协议。一致性协议至少包含若干个阶段：请求（request）、序号分配（pre-prepare）和响应（reply），可能包含相互交互（prepare），序号确认（commit）等阶段。

PBFT通信模式中，每个客户端的请求需要经过5个阶段。由于客户端不能从服务器端获得任何服务器运行状态的信息，PBFT中主节点是否发生错误只能由服务器监测。如果服务器在一段时间内都不能完成客户端的请求，则会触发视图更换协议。

整个协议的基本过程如下：

1）客户端发送请求，激活主节点的服务操作。

2）当主节点接收请求后，启动三阶段的协议以向各从节点广播请求。

［2.1］序号分配阶段，主节点给请求赋值一个序列号n，广播序号分配消息和客户端的请求消息m，并将构造PRE-PREPARE消息给各从节点；

［2.2］交互阶段，从节点接收PRE-PREPARE消息，向其他服务节点广播PREPARE消息；

［2.3］序号确认阶段，各节点对视图内的请求和次序进行验证后，广播COMMIT消息，执行收到的客户端的请求并给客户端以响应。

3）客户端等待来自不同节点的响应，若有m+1个响应相同，则该响应即为运算的结果。

PBFT一般适合有对强一致性有要求的私有链和联盟链，例如，在IBM主导的区块链超级账本项目中，PBFT是一个可选的共识协议。在Hyperledger的Fabric项目中，共识模块被设计成可插拔的模块，支持像PBFT、Raft等共识算法。

在有些分布式场景下，其假设条件不需要考虑拜占庭故障，而只是处理一般的死机故障。在这种情况下，采用Paxos等协议会更加高效。。PAXOS是一种基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法。

PAXOS中有三类角色Proposer、Acceptor及Learner，主要交互过程在Proposer和Acceptor之间。算法流程分为两个阶段：

phase 1

a) proposer向网络内超过半数的acceptor发送prepare消息

b) acceptor正常情况下回复promise消息

phase 2

a) 在有足够多acceptor回复promise消息时，proposer发送accept消息

b) 正常情况下acceptor回复accepted消息

流程图如图所示：

PAXOS协议用于微信PaxosStore中，每分钟调用Paxos协议过程数十亿次量级。

Paxos是Lamport设计的保持分布式系统一致性的协议。但由于Paxos非常复杂，比较难以理解，因此后来出现了各种不同的实现和变种。Raft是由Stanford提出的一种更易理解的一致性算法，意在取代目前广为使用的Paxos算法。

Raft最初是一个用于管理复制日志的共识算法，它是在非拜占庭故障下达成共识的强一致协议。Raft实现共识过程如下：首先选举一个leader，leader从客户端接收记账请求、完成记账操作、生成区块，并复制到其他记账节点。leader有完全的管理记账权利，例如，leader能够决定是否接受新的交易记录项而无需考虑其他的记账节点，leader可能失效或与其他节点失去联系，这时，重新选出新的leader。

在Raft中，每个节点会处于以下三种状态中的一种：

（1）follower：所有结点都以follower的状态开始。如果没收到leader消息则会变成candidate状态；

（2）candidate：会向其他结点“拉选票”，如果得到大部分的票则成为leader。这个过程就叫做Leader选举(Leader Election)；

（3）leader：所有对系统的修改都会先经过leader。每个修改都会写一条日志(log entry)。leader收到修改请求后的过程如下：此过程叫做日志复制（Log Replication）

1）复制日志到所有follower结点

2）大部分结点响应时才提交日志

3）通知所有follower结点日志已提交

4）所有follower也提交日志

5）现在整个系统处于一致的状态

Raft阶段主要分为两个，首先是leader选举过程，然后在选举出来的leader基础上进行正常操作，比如日志复制、记账等。

（1）leader选举

当follower在选举时间内未收到leader的消息，则转换为candidate状态。在Raft系统中：

1）任何一个服务器都可以成为候选者candidate，只要它向其他服务器follower发出选举自己的请求。

2）如果其他服务器同意了，发出OK。如果在这个过程中，有一个follower宕机，没有收到请求选举的要求，此时候选者可以自己选自己，只要达到N/2+1的大多数票，候选人还是可以成为leader的。

3）这样这个候选者就成为了leader领导人，它可以向选民也就是follower发出指令，比如进行记账。

4）以后通过心跳消息进行记账的通知。

5）一旦这个leader崩溃了，那么follower中有一个成为候选者，并发出邀票选举。

6）follower同意后，其成为leader，继续承担记账等指导工作。

（2）日志复制

记账步骤如下所示：

1）假设leader已经选出，这时客户端发出增加一个日志的要求；

2）leader要求follower遵从他的指令，将这个新的日志内容追加到各自日志中；

3）大多数follower服务器将交易记录写入账本后，确认追加成功，发出确认成功信息；

4）在下一个心跳消息中，leader会通知所有follower更新确认的项目。

对于每个新的交易记录，重复上述过程。

在这一过程中，若发生网络通信故障，使得leader不能访问大多数follower了，那么leader只能正常更新它能访问的那些follower服务器。而大多数的服务器follower因为没有了leader，他们将重新选举一个候选者作为leader，然后这个leader作为代表与外界打交道，如果外界要求其添加新的交易记录，这个新的leader就按上述步骤通知大多数follower。当网络通信恢复，原先的leader就变成follower，在失联阶段，这个老leader的任何更新都不能算确认，必须全部回滚，接收新的leader的新的更新。

在去中心账本系统中，每个加入这个系统的节点都要保存一份完整的账本，但每个节点却不能同时记账，因为节点处于不同的环境，接收不同的信息，如果同时记账，必然导致账本的不一致。因此通过同时来决定那个节点拥有记账权。

在比特币系统中，大约每10分钟进行一轮算力竞赛，竞赛的胜利者，就获得一次记账的权力，并向其他节点同步新增账本信息。

PoW系统的主要特征是计算的不对称性。工作端要做一定难度的工作才能得出一个结果，而验证方却很容易通过结果来检查工作端是不是做了相应的工作。该工作量的要求是，在某个字符串后面连接一个称为nonce的整数值串，对连接后的字符串进行SHA256哈希运算，如果得到的哈希结果（以十六进制的形式表示）是以若干个0开头的，则验证通过。

比特币网络中任何一个节点，如果想生成一个新的区块并写入区块链，必须解出比特币网络出的PoW问题。关键的3个要素是 工作量证明函数、区块及难度值 。工作量证明函数是这道题的计算方法，区块决定了这道题的输入数据，难度值决定了这道题所需要的计算量。

（1）工作量证明函数就是<u style="box-sizing: border-box;"> SHA256 </u>

比特币的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成。拥有80字节固定长度的区块头，就是用于比特币工作量证明的输入字符串。

（2）难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每2016个区块，所有节点都会按统一的公式自动调整难度。如果区块产生的速率比10分钟快则增加难度，比10分钟慢则降低难度。

公式可以总结为：新难度值=旧难度值×（过去2016个区块花费时长/20160分钟）

工作量证明需要有一个目标值。比特币工作量证明的目标值（Target）的计算公式：目标值=最大目标值/难度值

其中最大目标值为一个恒定值：

目标值的大小与难度值成反比。比特币工作量证明的达成就是矿工计算出来的 区块哈希值必须小于目标值 。

（3）PoW能否解决拜占庭将军问题

比特币的PoW共识算法是一种概率性的拜占庭协议（Probabilistic BA）

当不诚实的算力小于网络总算力的50%时，同时挖矿难度比较高（在大约10分钟出一个区块情况下）比特币网络达到一致性的概念会随确认区块的数目增多而呈指数型增加。但当不诚实算力具一定规模，甚至不用接近50%的时候，比特币的共识算法并不能保证正确性，也就是，不能保证大多数的区块由诚实节点来提供。

比特币的共识算法不适合于私有链和联盟链。其原因首先是它是一个最终一致性共识算法，不是一个强一致性共识算法。第二个原因是其共识效率低。

扩展知识： 一致性

严格一致性，是在系统不发生任何故障，而且所有节点之间的通信无需任何时间这种理想的条件下，才能达到。这个时候整个系统就等价于一台机器了。在现实中，是不可能达到的。

强一致性，当分布式系统中更新操作完成之后，任何多个进程或线程，访问系统都会获得最新的值。

弱一致性，是指系统并不保证后续进程或线程的访问都会返回最新的更新的值。系统在数据成功写入之后，不承诺立即可以读到最新写入的值，也不会具体承诺多久读到。但是会尽可能保证在某个时间级别（秒级）之后。可以让数据达到一致性状态。

最终一致性是弱一致性的特定形式。系统保证在没有后续更新的前提下，系统最终返回上一次更新操作的值。也就是说，如果经过一段时间后要求能访问到更新后的数据，则是最终一致性。

在股权证明PoS模式下，有一个名词叫币龄，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000，这个时候，如果你发现了一个PoS区块，你的币龄就会被清空为0。你每被清空365币龄，你将会从区块中获得0.05个币的利息(假定利息可理解为年利率5%)，那么在这个案例中，利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41个币，这下就很有意思了，持币有利息。

点点币（Peercoin）是首先采用权益证明的货币。，点点币的权益证明机制结合了随机化与币龄的概念，未使用至少30天的币可以参与竞争下一区块，越久和越大的币集有更大的可能去签名下一区块。一旦币的权益被用于签名一个区块，则币龄将清为零，这样必须等待至少30日才能签署另一区块。

PoS机制虽然考虑到了PoW的不足，但依据权益结余来选择，会导致首富账户的权力更大，有可能支配记账权。股份授权证明机制（Delegated Proof of Stake，DPoS）的出现正是基于解决PoW机制和PoS机制的这类不足。

比特股（Bitshare）是一类采用DPoS机制的密码货币。它的原理是，让每一个持有比特股的人进行投票，由此产生101位代表 , 我们可以将其理解为101个超级节点或者矿池，而这101个超级节点彼此的权利是完全相等的。如果代表不能履行他们的职责（当轮到他们时，没能生成区块），他们会被除名，网络会选出新的超级节点来取代他们。

比特股引入了见证人这个概念，见证人可以生成区块，每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个（N通常定义为101）候选者可以当选为见证人，当选见证人的个数（N）需满足：至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。

见证人的候选名单每个维护周期（1天）更新一次。见证人然后随机排列，每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块，若见证人在给定的时间片不能生成区块，区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。

比特股还设计了另外一类竞选，代表竞选。选出的代表拥有提出改变网络参数的特权，包括交易费用、区块大小、见证人费用和区块区间。若大多数代表同意所提出的改变，持股人有两周的审查期，这期间可以罢免代表并废止所提出的改变。这一设计确保代表技术上没有直接修改参数的权利以及所有的网络参数的改变最终需得到持股人的同意。

Ripple（瑞波）是一种基于互联网的开源支付协议，在Ripple的网络中，交易由客户端（应用）发起，经过追踪节点（tracking node）或验证节点（validating node）把交易广播到整个网络中。

追踪节点的主要功能是分发交易信息以及响应客户端的账本请求。验证节点除包含追踪节点的所有功能外，还能够通过共识协议，在账本中增加新的账本实例数据。

Ripple的共识达成发生在验证节点之间，每个验证节点都预先配置了一份可信任节点名单，称为UNL（Unique Node List）。在名单上的节点可对交易达成进行投票。每隔几秒，Ripple网络将进行如下共识过程：

1）每个验证节点会不断收到从网络发送过来的交易，通过与本地账本数据验证后，不合法的交易直接丢弃，合法的交易将汇总成交易候选集（candidate set）。交易候选集里面还包括之前共识过程无法确认而遗留下来的交易。

2）每个验证节点把自己的交易候选集作为提案发送给其他验证节点。

3）验证节点在收到其他节点发来的提案后，如果不是来自UNL上的节点，则忽略该提案；如果是来自UNL上的节点，就会对比提案中的交易和本地的交易候选集，如果有相同的交易，该交易就获得一票。在一定时间内，当交易获得超过50%的票数时，则该交易进入下一轮。没有超过50%的交易，将留待下一次共识过程去确认。

4）验证节点把超过50%票数的交易作为提案发给其他节点，同时提高所需票数的阈值到60%，重复步骤3）、步骤4），直到阈值达到80%。

5）验证节点把经过80%UNL节点确认的交易正式写入本地的账本数据中，称为最后关闭账本（Last Closed Ledger），即账本最后（最新）的状态。

在Ripple的共识算法中，参与投票节点的身份是事先知道的。该共识算法只适合于权限链（Permissioned chain）的场景。Ripple共识算法的拜占庭容错（BFT）能力为（n-1）/5，即可以容忍整个网络中20%的节点出现拜占庭错误而不影响正确的共识。

在区块链网络中，由于应用场景的不同，所设计的目标各异，不同的区块链系统采用了不同的共识算法。一般来说，在私有链和联盟链情况下，对一致性、正确性有很强的要求。一般来说要采用强一致性的共识算法。而在公有链情况下，对一致性和正确性通常没法做到百分之百，通常采用最终一致性（Eventual Consistency）的共识算法。

共识算法的选择与应用场景高度相关，可信环境使用paxos 或者raft，带许可的联盟可使用pbft ，非许可链可以是pow，pos，ripple共识等，根据对手方信任度分级，自由选择共识机制。

㈡ 如何定义区块链区块链的应用场景有哪些

现在很多人 认为区块链是一种万能的技术，无所不能， 多少有点把区块链技术神话了！
在区块链技术的定义上，美国学者梅兰妮 斯万在其著作《区块链：新经济蓝图及导读》定义区块链技术是一种公开透明的、去中心化的数据库。

区块链定义：狭义 VS 广义

至于区块链技术的应用场景，自然要结合区块链具有的区别于其他技术体系的特点来说。

区块链技术特点包括：

区块链是一个分布在全球各地、能够协同运转的数据库存储系统，区别于传统数据库运作——读写权限掌握在一个公司或者一个集权手上（中心化的特征），区块链认为，任何有能力架设服务器的人都可以参与其中。来自全球各地的掘金者在当地部署了自己的服务器，并连接到区块链网络中，成为这个分布式数据库存储系统中的一个节点；一旦加入，该节点享有同其他所有节点完全一样的权利与义务（去中心化、分布式的特征）。

与此同时，对于在区块链上开展服务的人，可以往这个系统中的任意的节点进行读写操作，最后全世界所有节点会根据某种机制的完成一次又依次的同步，从而实现在区块链网络中所有节点的数据完全一致。

今年初，区块链这一名词开始进入大家的生活中，上至国家领导，下至跳广场舞的大妈都知道这个名词，这一名词的广泛被知是由比特币带来的。

众所周知，比特币最初的几十个只能换一个披萨到巅峰时候的20000多美金一个，暴涨了何止千倍，由此也造福了一大批土豪，目前有区块链技术产生的虚拟货币日渐走入大家的生活，许多人都加入了炒币行列，经常听人说，买对百倍币，单车变跑车，一币一嫩模，可想而知，其中是多么的吸引人。

08年开始，各种应用于区块链技术的 游戏 也火爆了起来，诸如养成类（网络莱茨狗，360区块猫），挖矿类（网易星球，虚拟地球，公信宝），这些以区块链的名义吸引着大家的加入，当然也不乏一些确实靠谱的，这就需要大家仔细辨别了。

区块链(Blockchain)是一种将数据区块有序连接，并以密码学方式保证其不可篡改、不可伪造的分布式账本(数据库)技术。通俗的说，区块链技术可以在无需第三方背书情况下实现系统中所有数据信息的公开透明、不可篡改、不可伪造、可追溯。区块链作为一种底层协议或技术方案可以有效地解决信任问题，实现价值的自由传递，在数字货币、金融资产的交易结算、数字政务、存证防伪数据服务等领域具有广阔前景。

数字货币

在经历了实物、贵金属、纸钞等形态之后，数字货币已经成为数字经济时代的发展方向。相比实体货币，数字货币具有易携带存储、低流通成本、使用便利、易于防伪和管理、打破地域限制，能更好整合等特点。

比特币技术上实现了无需第三方中转或仲裁，交易双方可以直接相互转账的电子现金系统。2019年6月互联网巨头Facebook也发布了其加密货币天秤币(Libra)白皮书。无论是比特币还是Libra其依托的底层技术正是区块链技术。

我国早在2014年就开始了央行数字货币的研制。我国的数字货币DC/EP采取双层运营体系：央行不直接向 社会 公众发放数字货币，而是由央行把数字货币兑付给各个商业银行或其他合法运营机构，再由这些机构兑换给 社会 公众供其使用。2019年8月初，央行召开下半年工作电视会议，会议要求加快推进国家法定数字货币研发步伐。

金融资产交易结算

区块链技术天然具有金融属性，它正对金融业产生颠覆式变革。支付结算方面，在区块链分布式账本体系下，市场多个参与者共同维护并实时同步一份“总账”，短短几分钟内就可以完成现在两三天才能完成的支付、清算、结算任务，降低了跨行跨境交易的复杂性和成本。同时，区块链的底层加密技术保证了参与者无法篡改账本，确保交易记录透明安全，监管部门方便地追踪链上交易，快速定位高风险资金流向。证券发行交易方面，传统股票发行流程长、成本高、环节复杂，区块链技术能够弱化承销机构作用，帮助各方建立快速准确的信息交互共享通道，发行人通过智能合约自行办理发行，监管部门统一审查核对，投资者也可以绕过中介机构进行直接操作。数字票据和供应链金融方面，区块链技术可以有效解决中小企业融资难问题。目前的供应链金融很难惠及产业链上游的中小企业，因为他们跟核心企业往往没有直接贸易往来，金融机构难以评估其信用资质。基于区块链技术，我们可以建立一种联盟链网络，涵盖核心企业、上下游供应商、金融机构等，核心企业发放应收账款凭证给其供应商，票据数字化上链后可在供应商之间流转，每一级供应商可凭数字票据证明实现对应额度的融资。

数字政务

区块链可以让数据跑起来，大大精简办事流程。区块链的分布式技术可以让政府部门集中到一个链上，所有办事流程交付智能合约，办事人只要在一个部门通过身份认证以及电子签章，智能合约就可以自动处理并流转，顺序完成后续所有审批和签章。区块链发票是国内区块链技术最早落地的应用。税务部门推出区块链电子发票“税链”平台，税务部门、开票方、受票方通过独一无二的数字身份加入“税链”网络，真正实现“交易即开票”“开票即报销”——秒级开票、分钟级报销入账，大幅降低了税收征管成本，有效解决数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。扶贫是区块链技术的另一个落地应用。利用区块链技术的公开透明、可溯源、不可篡改等特性，实现扶贫资金的透明使用、精准投放和高效管理。

存证防伪

区块链可以通过哈希时间戳证明某个文件或者数字内容在特定时间的存在，加之其公开、不可篡改、可溯源等特性为司法鉴证、身份证明、产权保护、防伪溯源等提供了完美解决方案。在知识产权领域，通过区块链技术的数字签名和链上存证可以对文字、图片、音频视频等进行确权，通过智能合约创建执行交易，让创作者重掌定价权，实时保全数据形成证据链，同时覆盖确权、交易和维权三大场景。在防伪溯源领域，通过供应链跟踪区块链技术可以被广泛应用于食品医药、农产品、酒类、奢侈品等各领域。

数据服务

区块链技术将大大优化现有的大数据应用，在数据流通和共享上发挥巨大作用。未来互联网、人工智能、物联网都将产生海量数据，现有中心化数据存储(计算模式)将面临巨大挑战，基于区块链技术的边缘存储(计算)有望成为未来解决方案。再者，区块链对数据的不可篡改和可追溯机制保证了数据的真实性和高质量，这成为大数据、深度学习、人工智能等一切数据应用的基础。最后，区块链可以在保护数据隐私的前提下实现多方协作的数据计算，有望解决“数据垄断”和“数据孤岛”问题，实现数据流通价值。针对当前的区块链发展阶段，为了满足一般商业用户区块链开发和应用需求，众多传统云服务商开始部署自己的BaaS(“区块链即服务”)解决方案。区块链与云计算的结合将有效降低企业区块链部署成本，推动区块链应用场景落地。未来区块链技术还会在慈善公益、保险、能源、物流、物联网等诸多领域发挥重要作用。

“区块链”这三个字在刚刚过去的春节彻底被点燃，风头盖过了一切事物，有人说这是新时代的到来，过去的已成为古典的，还有人说一切都是炒作，终究是个泡沫。

其实区块链技术并不是一个新生的概念，早在过去两年就已经开始被应用到很多行业之中，比如电子签名。近日，第三方电子签名平台e签宝向新芽NewSeed透露了区块链应用的最新进展。

目前，区块链技术在e签宝产品中主要应用于存证和出证两方面，应用的场景包括版权保护、在线签约、网页取证、电话录音、邮箱存证等方面。

以网络作品维权举例，由于网络维权一般采用事后取证的方式，并没有在证据产生的过程中进行实时确权，所以整个确权过程耗时长，取证难度大、成本高，举证、溯源都异常困难，没办法满足网络作品传播快、数量多的特点。

e签宝的基于时间戳+区块链的知识产权保护新方案，从用户进行实名认证开始，就实时固化过程中产生的电子数据，并通过同步于国家授时中心的时间源服务，给网络作品加盖具有法律效力的时间戳，证明电子文件在某个时间段没有被篡改。而区块链技术则可以在网络中建立点对点的信任，确保所有的区块链节点都能记录完整的版权确权和交易记录，并且可以溯源，真正实现防抵赖防篡改，实现了一种分布式的信任基础设施。

创始人兼CEO金宏洲认为，去中心化的区块链技术的应用大大提高了数据存证、出证的工作效率，以及当事人的身份可信度，降低了信任成本，但并不能取代原先的中心化的公钥加密技术，两者应是互为补充的状态，通过这两者的搭配，从而为用户提供实时、可靠的确权方案。

接下来，e签宝也将着重建设基于区块链技术的智能合约平台，金宏洲表示，数据存证、出证只是基于区块链技术的比较粗浅的应用，是实现区块链技术落地的第一步，而实现真正的智能合约则是第二步。“智能合约不能简单的理解为电子合同，它指的是一种过程，从合约的缔结到确认再到最后的执行。”金宏洲解释道。

从技术层面看区块链并不是一门全新的技术，而是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法、智能合约等计算机技术的新型应用模式。具体而言，区块链技术是一种通过去中心化、高信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。

由于具有“去中心化”、“分布式数据存储”、“可追溯性”、“防篡改性”、“公开透明”等优势特点，区块链技术能够有效解决数据领域的数据真实性、安全性与开放性问题，通过建立可信任的数据管理环境，防范和避免各类数据造假、篡改、遗失等数据管理问题，促进数据的高效共享与应用。实践 探索 过程中，区块链技术应用范围不断扩展，尤其公共资源交易领域，不断赋能公共资源交易管理服务。

促进交易数据共享和交易见证

促进交易数据共享

当前不同交易中心数据不互通，存在不同交易中心主体信息需要重复录入、评标过程投标人提供的场外业绩验证困难、同一人员重复担任项目经理排查难、交易主体失信成本低等问题。建立基于区块链的跨地区的主体库可以很好地缓解上述问题。

基于区块链的分布式账本特性可有效保障数据的实时或准实时共享，可减少主体信息重复录入操作；利用区块链信息不可篡改可保障数据在链上流转过程的真实性，区域联盟内的投标人业绩直接取自链上数据使得假业绩无所遁形。同时通过区块链的投标行为数据共享为“失信企业联合惩戒”工作的开展提供了数据基础。

基于区块链的交易见证

《关于深化公共资源交易平台整合共享的指导意见》（国办函〔2019〕41号）文件指出需优化见证、场所、信息、档案、专家抽取等服务。但目前公共资源交易过程见证以人工现场见证为主，见证力度有限，对人力资源占用高，见证效果有限。传统的数字化见证系统因其中心化特点事后数据容易被篡改，且数据在存储、迁移过程容易损坏或丢失，从安全性可用性上都存在一定缺陷。

利用区块链分布式、难篡改、可追溯的特点对每个交易环节产生的数据进行 固化存证， 通过时间戳技术、摘要算法、电子签名技术 准确记录数据产生的时间、内容、数据来源。 根据区块链的技术特性对于简单的结构化数据可直接将数据保存在区块链上，对于非结构化的版式文件、视频、音频的等大文件通过区块链保存其摘要信息，原文件 通过分布式文件存储服务进行保存。当交易存在纠纷或者问题的时候，区块链可提供一套可信的交易过程数据，厘清交易主体各方的责任。实现全环节风险防控、全过程可溯可查、全方位服务提升的目标。

促进电子保函费率合理化

促进投标企业金融服务和企业融资

促进电子保函费率合理化

目前电子投标保证金担保保函已在招投标领域有一定的应用，为投标企业解决了投标保证金方面的资金占用问题。但因目前各家金融机构没有可靠的投标人 历史 投标行为数据，无法对不同投标人的违约风险进行判别，导致对投标人收取的担保服务都采用固定费率，使少部分违约风险高的投标人担保成本被分摊到大部分违约风险低的投标人身上，在一定程度上提高了大部分投标人保函费率。

目前是否使用电子保函由投标人自主选择，而费率又是投标人的主要选择依据， 若通过区块链汇聚共享投标人履约记录，分析不同投标人履约风险，为不同投标人提供不同担保费率，既降低金融机构风险，又可降低大部分投标人的使用成本促进投标保函的使用，在一定程度上也可促进投标人重约定守信用，维护招投标市场秩序。

促进投标企业金融服务

投标人的投标行为分散在各个交易中心，单纯地将数据汇聚至一个中心化的信息系统又存在数据被篡改风险（不可信），有价值的投标人交易行为数据无法安全可靠地汇聚、共享。通过区块链技术汇聚多个交易中心投标人， 历史 投标、中标、违约、违规等行为记录为金融机构对投标人的在招投标细分行业的信用评估提供数据支撑。

解决中标企业融资问题

传统的企业贷款主要通过评估企业偿债能力：抵押物、审计过的报表、持续性盈利等有要求，但是大多数中小企业根本拿不出这些“证明”，融资难、融资贵成为招投标活动中许多中小企业面临的问题。使用过去的方法已经走不通了，要破解中小企业融资难问题，唯有依靠新技术和新工具。 借助区块链不可篡改的特点，汇聚多个交易中心一手业务数据，结合大数据分析技术构建可信投标人画像。一方面提金融机构高风控水平，挖掘优质投标企业，另一方面为投标企业降低贷款门槛，优化服务体验。

借鉴供应链金融模式，招标人是政府部门、国家企事业单位具有很好信用的核心企业，中标人作为供应商获得的中标合同被金融机构认为是一种优质的资产向金融机构申请贷款。传统纸质模式下存在订单合同造假风险且流程烦琐，中心化系信息系统又需要运营方有极强的权威性。区块链的分布式账本及难篡改特点将有助于上述问题的解决，将招标人与投标人的合同签署及后续金融服务环节都在区块链上实现，既解决数据可信问题又降低了整个系统对中心化权威机构的依赖。

通过进一步分析我们发现目前国内企业赊销盛行，中标人上游供应商的资金缺口大，招标人的信用只能传递到中标人（中标合同无法拆分、转让），上游供应商无法获得金融机构优质贷款。若将中标合同转换为链上“通证”，“通证”可拆分，持有“通证”的中标人可将部分或全部的凭证支付给上游供应商，实现可贴现、可融资。链上“通证”可由一级供应商拆分流转至二级（和多级）供应商，从而让核心企业信用传递至多级供应商。因赊销导致的供应商资金短缺问题得到解决，改善了营商环境；通过区块链进行价值传递，融资周期极大缩短；降低供应商贷款成本，有利于降低原材料或中间产品生产成本，并最终提高投标人的利润空间、间接的降低招标人的成本。

关于区块链，咱们可以想象成去中心化的管理形式以及技术处理方式。

我举个例子，你们家一共五口人，在如何安排工作以及处理家庭关系方面，一直都拿捏不好分寸。

于是，你们全家一起商量，干脆用投票等方式来解决问题。

那么这种投票解决问题的方式，可以叫做最初级的区块链。

去中心化，解决问题。

区块链可以有哪些应用场景呢？

事实上，我们很多家庭、很多组织，每天都在使用区块链管理形式

但，这种用于组织关系的区块链应用，并不能产生经济价值。

区块链在经济方面可以有哪些应用呢？

第一种，应用于税务存证、银行转账等

充分利用区块链的溯源功能，让所有的记录都可以随时调取查询

第二种，应用于企业经营管理

企业使用区块链管理形式，可以更好的解决企业发展的问题，让企业能够发展得更快、赚钱更多。

总结：区块链的应用场景包括税务、银行转账等，也可以应用于企业经营。

区块链的特征是分布式记账、去中心化，但最终的目的是要人与人之间的相处更加平等。技术只有为人类价值服务才有意义，符合人类价值需求的技术才会发展起来，所以区块链符合人类对自由平等的追求，所以其成为主流的趋势是不可阻挡的。

目前玩区块链噱头的很多，基本上都是用于发币。目前新推出的ono，是一款去中心化，自由的全球性的社交平台。由于去中心化，你的聊天通信信息都是点对点的，其余人不可看。也就是说，你的一言一行不再像现在在微信、qq、脸书一样被记录在案并被随时查阅，让你摆脱监视困扰。

其实任何一个领域都可利用区块链技术，以前需要第三方确认传递的信息都可在上完成，并在多个节点进行确认，很难(几乎不可能)删改。

目前区块链还属于起步阶段，技术还不够成熟，但同时也是较佳的进入时间。

区块链是一项去中心化的技术，目前互联网所能覆盖的产品，区块链均可应用其中。

目前呼声较高的应用行业为金融行业。

已经落地的应用为商品溯源，阿里和京东已经在使用区块链技术，对所售的部分商品进行全程溯源，消费者可以对所购买的商品进行追踪溯源。数字广告行业的区块链应用也不在少数，由于数字广告的流量欺诈每年导致的损失高达数百亿美金，所以目前已经出现了基于数字广告的区块链应用项目，比如DCAD，就是基于区块链技术的数字广告应用，主要解决的是流量欺诈的问题

未来，随着区块链技术的应用日趋成熟，会在很多行业得到应用，打造一个基于技术信任的新型生态模式

如果用非专业术语解释区块链，区块链就是一个存放数据的地方，只不过在区块链中存放的数据安全可靠还不用人管，所以在互联网这个数据爆炸，信息爆炸的地方，能有这么一个地方，将会是神仙宝地一般。

如果当你问道区块链能干什么的时候，不如说什么应用需要用到区块链。前面说区块链是一个安全的地方，那么，但凡是互联网上需要安全地保护数据的地方都需要用到区块链技术。例如：

因为使用区块链技术可以更好低保户数据，现在的互联网，数据就是价值就是财富，因此价值保护和价值传输是互联网今后发展的方向，而区块链技术恰好能真正做到这一点。

如有不足，欢迎大家评论指正。

狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构， 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

参与交易的双方不需要知道对方是谁，也不需要第三方进行信任背书，只需要信任共同的算法就可以建立互信，直接交易。

它的特点就是 去信任、去中心化 ，每个节点账本的毁坏对整个区块链没有影响，区块链运行点对点支付，没有一个可能会作弊的中心，安全性大大提高，整个交易网络从一个星型结构变成了点对点的P2P结构.

未来区块链会应用于很多领域，给人类生活带来极大影响。从数字货币到证券与金融合约、医疗、 游戏 、人工智能、智能合约、物联网、电子商务、文件储存等等领域都可以进行广泛应用。

一、云存储

这个是统计了目前互联网上云存储的数据量，google的数量最大，也就8000PB,那如果把互联网上大家的闲置的分享出来呢？

星光云通过星光链打造区块链数据计算和存储湖,总存储量未来目标为15000P(约157.2864亿G)。这将是阿里云1500PB的10倍以上！也是扩建后世界上最大存储湖泰州存储中心的4倍多。

二、医疗方面

用区块链技术对个人医疗记录进行保存，也就保留了个人医疗的 历史 数据，未来看病或对自己的 健康 做规划时可直接调用 历史 数据。这些数据有很强的隐私性，使用区块链技术也有助于保护患者隐私。

㈢ 智能物流在智能制造中的应用

智能物流在离散智能制造的装配线上应用越来越具有举足轻重的作用。随着仓储物流装备制造业快速的发展，会有更多的软硬件技术应用到智能制造生产中。本文分析了制造行业目前的发展现状及面临的痛点，并以实际应用案例佐证了智能物流在智能制造实现过程中的重要性。最终得出结论：智能物流系统不是简单的设备组合，而是以系统思维的方式对设备功能的充分应用，实现软硬件接口的无缝和快捷，这是一个全局优化的复杂过程。

一、背景

智能物流是智能制造实现的关键一环。对于离散制造业来说，不同企业差别很大，工艺复杂，过程离散，难以形成产品化的解决方案。其数字化、信息化难度很大，真正体现着制造业信息化总体水平。通过仓储软件输入+硬件输出，将货品（原材料、工具、产品）等物料进行自动仓储存取作业，保障生产线工作的不间断，根据生产节拍进行及时准确的生产配送，使企业各生产单位相互之间以及与众多的各类库房之间形成供应关系，通过WMS、WCS、输入输出接口等软件系统，高效、准确地控制货物、货流，清楚反映上下游仓储状况，保证生产作业计划和物品存取的准确性。图1是自动化物流系统的总体工艺设计图。

二、制造业的重要地位和现状

由于生产企业的特性(尤其是大型生产企业)，一般没有办法将常规仓库设立在每一个车间旁边，而生产线的生产是一个实时的过程，不允许有任何一点停顿，因此智能物流的主要作用是用来支持生产线的不间断生产，保证其生成速度的迅速，存储空间利用率更高。其特点为：占地面积尽量少，需要尽量多地利用空间存储；存储的内容复杂，包括空托盘、配套任务、半成品、成品；信息流与物流同步；出入库效率要高；供应配送准确率高。

1.行业痛点

标准工艺不易制定，难以掌握，设备、人员、管理等方面状况复杂。在人员对设备不熟悉的前提下，缺少具备现场解决问题的思路。实际生产时造成无法按标准执行工艺，而部分产品由于一些关键工艺受机器等资源的限制，或其他特殊情况导致存在着多种加工工艺流程并存的情况。产品结构及设计变更的管理更为困难，手工作业时面对庞大的材料清单、复杂的生产状况等，常常造成交货延迟，库存积压，加工失误，市场时而供不应求等等问题。由于工程变更缺乏科学规范的管理，也经常造成一些物料的停滞，企业的库存积压。此时，就需要一些人员、设备、管理等方面的升级，并改善资金有限等问题，确保工艺流程快速、有效。制造企业现状图，如图2。

2.应用案例

（1）项目概述

本项目针对某离散制造业特定产品的装配流程和装配工艺，重新设计、布局，建设了一套智能物流生产线（产品装配生产线），本系统按照智能物流和智能管理的需求，以数字化生产线执行管控为目标，改变传统的装配模式，实现了任务下达、仓储齐套、AGV发运、工位装配等整个装配生产过程的信息跟踪与管控，建设批量装配的、符合每个工位装配特点的、高效智能的、相对柔性的智能制造装配生产线。

本智能制造装配产线对应的线边库包括的设备有：托盘库（箱式堆垛机立体库）、物料库（自动化升降库）、齐配套库、AGV、输送线、RFID、LED等。

本制造装配产线对应的线边库包括的软件有：托盘库管理软件、物料库管理软件、齐配套库管理软件、托盘库控制调度软件、物料库控制调度软件、AGV控制调度软件、与ERP接口、与MES接口等等。

（2）项目作业流程

实际生产过程中，往往有很多不确定因素，如产品的重修返工，材料、半成品的报废、工位机器的故障、拿取物料不及时等等，管理人员很难及时掌控现场状况。

图3为项目物流布局图，主要是解决生产企业的特性（尤其是大型生产企业），使其生产线的产生变为一个实时的过程，不停顿、送料及时、排故及时等等。其作业流程为：上层系统通过接口下发指令，AGV接收指令沿输送线前往托盘立体库（图8）、

物料立体货柜取货（图9），

工作人员可在人工齐套工位（图10）对AGV放置的物料进行配套处理。

随后AGV将物料送至检验台，检验完毕后，AGV沿输送线将货物送到工位，货物触发工位自动加工系统，进行货物的生产加工。加工完毕后，AGV将成品送到成品存放区（图11）。实现了智能物流。

（3）物流与信息流

物流和信息流之间的关系是密不可分的。一方面，物流活动产生大量的原材料供应、产成品消费等信息。为提高物流的效率，要求信息流保持畅通，并准确反馈物流各环节运作所需求的信息。另一方面，信息技术的不断进步为信息的及时大规模传递创造了条件，反过来促进物流服务范围的扩大和物流组织管理手段的不断改进，促进物流能力和效率的提高。

图4为物流与信息流图，是针对特定产品的装配流程和装配工艺，自动物料和智能管理的需求，通过与上层接口的对接，配合生产线执行管控，实现工艺（内置，支持VPPC导入）、任务（手工录入，支持VPPC导入）和物料（物料库）的导入、导出，来改变传统的装配模式，建设的一套实现批量装配、符合每个工位装配特点的、高效智能的、相对柔性的数字化装配生产线。

（4）网络结构

物流信息平台是智慧物流高效运转的中枢。信息化平台主要价值在于：信息的高效协同、各环节信息的通畅和透明，可以使供应链的企业高效及时掌握物流信息，通过共享信息支撑行业与市场规范化协同工作机制的建立。

图5为整个智慧物流的强大运转结构图，其通过大数据、人工智能和机器学习、自动驾驶车辆、AGV自动引导车和卡车、物联网传感器、机器人、自组织智能、智能货架、智能集装箱、GPS、射频识别（RFID）、电子数据交换（EDI）、区块链等，实现物流的自动化、可视化、可控化、智能化、网络化，从而提升物流效率，降低成本，推动供应链向更高水平发展。

 （5）业务流程

图6为完整的业务流程图。其主要包括生产任务、生产准备、任务管控、生产执行、生产统计。首先对生产任务进行导入、新建（可随时查询任务的变动日志）。其次进行原材料的领用入库；人员的调配；工位及工装准备；物料库进行齐套配置等等。再次通过查询任务的可执行条件；对任务进行调整、下达；跟踪任务执行进度；导出任务执行质量、进度等数据。其次进行生产工位智能调度的执行。最后通过数据的统计，实现动态数据的实时查看；生产统计、质量统计；事务（排故、维修等）记录。

（6）功能模块

图7为本项目设计的数字化生产线执行管控系统的功能模块图。其主要包括：任务管理、生产执行、生产物流、统计分析、基础数据管理、生产调度、产线数据采集七大功能。实现了装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配料功能，并与AGV 配套实现工位物料自动配送至各个工位。并与AGV 配套实现工位物料自动配送至各个工位。数字化生产线执行管控系统能对物料实现行迹化管理，可实现对物料的自动记录、告警、远程查看、统计和对生产任务、质量、工时的统计等。

3.传统制造到智能制造的升级

上述项目真正解决了传统制造在设备、人员、管理等方面状况复杂的问题。在全自动化的操作下，降低了人工成本，缩短了工艺时间，缩减了工艺流程，降低了人员和工艺流程的费用支出，真正地改变了传统制造业的弊端，实现了传统制造到智能制造的升级，如图12。

三、总结

智能物流系统不是简单的设备组合，而是以系统思维的方式对设备功能的充分应用，实现软硬件接口的无缝和快捷，这是一个全局优化的复杂过程。通过运用系统集成的方法，使各种物料最合理、经济、有效地流动，实现物流的信息化、自动化、智能化、快捷化和合理化，使货物的存储形态从静态存储过渡为动态存储，使货物在仓库内按需要自动存取，使仓库转变为企业生产物流中的一个重要环节；通过短时储存，使外购件和自制生产件在指定的时间自动输出到下一道工序生产，进而形成一个智能化的物流作业流程。智能物流在离散智能制造的装配线上应用越来越具有举足轻重的作用。随着仓储物流装备制造业快速的发展，会有更多的软硬件技术应用到智能制造生产中。 

㈣ 区块链在供应链金融中怎么使用

在传统供应链金融中，融资难、融资成本高、融资流程繁琐一直是制约中小微企业做大做强的瓶颈之一。银行依赖于核心企业的控货能力和调节销售能力，出于风控的考虑，银行仅愿对核心企业有直接应付账款义务的上游供应商(限于一级供应商)提供保理业务，或对其下游经销商(一级供应商)，提供预付款或者存货融资。这就导致了有巨大融资需求的二级、三级等供应商/经销商的需求得不到满足，供应链金融的业务量受到限制，而中小企业得不到及时的融资易导致产品质量问题，会伤害整个供应链体系。

解决这些问题则可以利用区块链技术去中心化、不可篡改、分布式账本的特性打造区块链供应链金融平台。

1. 核心企业签发应收凭证给分销商，分销商签收后表示签订了购销合同，核心企业发货。

2. 分销商因资金紧张需要向金融融资贷款。

3. 金融机构审核同意后把贷款的金额打给核心企业。

4.分销商卖掉货物后归还贷款和利息

㈤ 区块链如何应用区块链应该怎样应用

1、金融领域：
区块链在国际汇兑、信用证、股权登记和证券交易所等金融领域有着潜在的巨大应用价值。将区块链技术应用在金融行业中，能够省去第三方中介环节，实现点对点的直接对接，从而在大大降低成本的同时，快速完成交易支付。
2、物联网和物流领域：
区块链在物联网和物流领域也可以天然结合。通过区块链可以降低物流成本，追溯物品的生产和运送过程，并且提高供应链管理的效率。该领域被认为是区块链一个很有前景的应用方向。
3、公共服务领域：
区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关，但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题，可以用区块链来改造。区块链提供的去中心化的完全分布式DNS服务通过网络中各个节点之间的点对点数据传输服务就能实现域名的查询和解析，可用于确保某个重要的基础设施的操作系统和固件没有被篡改，可以监控软件的状态和完整性，发现不良的篡改，并确保使用了物联网技术的系统所传输的数据没用经过篡改。
4、数字版权领域：
通过区块链技术，可以对作品进行鉴权，证明文字、视频、音频等作品的存在，保证权属的真实、唯一性。作品在区块链上被确权后，后续交易都会进行实时记录，实现数字版权全生命周期管理信洞，也可作为司法取证中的技术性保障。例如，美国纽约一家创业公司MineLabs开发了一个基于区块链的元数据协议，这个名为Mediachain的系统利用IPFS文件系统，实现数字作品版权保护，主要是面向数字图片的版权保护应用。
5、保险领域：
在保险理赔方面，保险机构负责资金归集、投资、理赔，往往管理和运营成本较高。芹坦橘通过智能合约的应用，既无需投保人申请，也无需保险公司批准，只要触发理赔条件，实现保单自动理赔。一个典型的应用案例就是LenderBot,是2016年由区块链企业Stratumn、德勤与支付服务商Lemonway合作推出，它允许人们通过FacebookMessenger的聊天功能，注册定制化的微保险产品，为嫌团个人之间交换的高价值物品进行投保，而区块链在贷款合同中代替了第三方角色。
6、公益领域：
区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，并且有条件地进行透明公开公示，方便社会监督。

㈥ 到底什么是区块链

先说一些基本概念。

网络称，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的一种新使用模式。它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，它是由密码学产生的一系列数据块。

我们试图将“区块链是什么”翻译成“人类语言”。

该定义提到了区块链3354“分散数据库”的本质。这与传统的“集中式数据库”在存储、更新和操作上有很大的不同。

集中式数据库可以被认为是这样的形状：

比如我要用支付宝给淘宝卖家付款，从我赚钱到他收到钱的所有数据请求都会由支付宝集中处理。这种数据结构的好处是，只要支付宝对系统的高效安全运行负责，其他人就可以无条件相信，不用担心；坏处是，如果支付宝出了问题，比如被黑，服务器被烧，出现内奸，公司跑路(当然以上可能性极低)，我们支付宝里的余额明细等信息都会混乱。

然后有人认为这种小概率事件可以用任何技术手段来规避单个风险，把数据不仅仅交给一个中心化的机构。例如，每个人都可以存储和处理数据。

数据库结构可能如下所示：

这张图是“分布式数据库”的结构示意图。每个点都是一个服务器，他们都有同等的权利记录和计算数据，信息点对点传播。乍一看确实可以抵御某个节点崩溃带来的风险，但直观上也非常混乱低效。我的信息谁来处理，结果谁说了算？

这时，区块链定义中的“共识机制”就发挥作用了。共识机制主要“规定”以下事情：收到一个数据请求，由谁来处理(需要什么资格)；谁来验证结果(看他有没有处理好)；如何防止加工者和检验者相互勾结等。

当一个“规则”被制定出来时，有些人可能喜欢被质疑。为了形成更强的共识，除了让规则更合理之外，也要更有吸引力，让人们有兴趣和动力参与到数据处理的工作中来。这就涉及到公链的激励机制。当我们稍后讨论区块链的分类和数字货币的作用时，我们将再次开始。

当我们把一笔交易交给一个分布式网络的时候，还有一个“心理门槛”:能处理信息的节点那么多，我一个都不认识(不像支付宝，万一伤害到我，我可以去找它打官司)。他们都有我的数据，我凭什么相信他们？

这时，加密算法(区块链定义中的最后一个描述性词语)登场了。

在区块链网络中，我们发出的数据请求会根据密码学原理被加密成接收方根本无法理解的一串字符。这种加密方返竖式的背后是哈希算法的支持。

哈希算法可以快速将任何类型的数据转化为哈希值。这种变化是单向不可逆的、确定的、随机的、防碰撞的。由于这些特点，处理我的数据请求的人可以帮我记录信息，但他们不知道我是谁，也不知道我在做什么。

至此，介绍了分散式网络的工作原理。但是我们似乎忽略了一个细节。前面的示意图是一张网。滑轮和链条在哪里？为什么我们称它为区块链？

要理解这件事，我们需要先理清几个知识点：

前面这张图其实是一个“宏观”的数据库透视图，展示了区块链系统处理信息的基本规则和流程。而具体到“微观”的数据日志层面，我们会发现账本被打包、压缩、胡世核分块存储，并按时间顺序串在一起，形成一个“链式结构”，像这样：

图中的每一个圆环都可以看作是一块积木，许多链环扣在一起形成一个区块链。块存储数据，这与普通的数据存储不同：在区块链上，后一个块中的数据包含前一个块中的数据。

为了从学术上解释块中数据的每个部分的字段，我们试图用一本书来比喻什么是区块链数据结构。

通常，我们看书，看完第一页，然后看第二页和第三页.书脊是一种物理存在，它固定了每一页的顺序。即使书散了，也能确定标有页码的每一页的顺序。

在区块链内部，每个块都标有页码，第二页的内容包含第一页的内容，第三页的内容包含第一页和第二页的内容.第十页包含前九页的内容。

就是这样一个嵌套的链条，可以追溯到最裤掘原始的数据。

这就引出了区块链的一个重要属性：可追溯性。

当区块链中的数据需要更新时，即按顺序生成新的块时，“共识算法”再次发挥作用。这个算法规定，一个新的块只有得到全网51%以上节点的认可才能形成。说白了就是投票，半数以上的人同意就可以产生。这使得区块链上的数据很难被篡改。如果我要强行改变，要贿赂的人太多，成本太高，不值得。

这就是人们常说的区块链的“不可篡改”特性。

区块链给人信任感的另一个原因是有“智能合约”。

智能合同是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议。它是一套由代码执行的交易规则，类似于目前信用卡的自动还款功能。如果开启这个功能，你什么都不用担心，到期银行会自动扣你欠的钱。

当你的朋友向你借钱，但不记得还了，或者找借口不还了，智能合约可以防止违约。一旦触发了合同里的条款，比如什么时候该还钱了，或者他的账户里有了额度，代码就会自动执行，他欠你的钱不管他要不要都会自动转回来。

我们来简单总结一下。区块链技术主要是去中心化，不易篡改，可追踪，代表了更多的安全和去信任。但也带来了新的问题：冗余和低效，需要很多节点认同规则，积极参与。

“烘干”部分到此结束。接下来，我们来谈谈野史，区块链的正史。

一项新技术经常被用来为某项任务服务。

或目标而生。那么区块链最初是被用在哪里，又是谁先想出来的呢？

让我们把时间拉回2008年。

9月21日，华尔街投行接连倒下，美联储宣布：把仅存的两家投资银行（高盛集团和摩根士丹利）改为商业银行；希望可以靠吸储渡过金融危机。10月3日，布什政府签署了7000亿美元的金融救市方案。

28天之后，也就是2008年的11月1日，一个密码学邮件组里出现了一个新帖子：“我正在开发一种新的电子货币系统，采用完全点对点的形式，而且无需第三方信托机构。”帖子的正文是一篇名为《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的论文，署名Satoshi Nakamoto（中本聪）。

论文以较为严谨的逻辑阐述了这套点对点电子现金系统的设计，先是讨论了金融机构受制于“trust based”（基于信用）的问题，再一步步说明如何实现“无需第三方机构”，并精巧地解决掉前人遗留下来的技术问题。

两个月后，中本聪发布了开源的第一版比特币客户端，并首次挖出50个比特币。产生第一批比特币的区块被称为“Genesis block”（创世区块），创始区块被编译为0区块，没有上链。中本聪用了6天时间挖出这个块。这也在bitcointalk论坛中引发讨论，比特币的“信徒”们联想到了圣经中，“神用六天创造天地万物，便在第七日歇工安息了”。

虽然论文中并未出现decentralized（去中心化）、token（通证）、economy（经济）等概念，但中本聪详细解释了区块（Block）和链（Chain）在网络中的工作原理。于是，便有了区块链（Block Chain）。

这篇论文，后来成为了“比特神教”的“圣经”，技术成为信仰的基石，开发者文档成了“汉谟拉比法典”。

之后，比特币通过交换披萨实现首次现实场景的支付、被美国政府封锁账户的维基解密依靠比特币奇迹般地生还、中本聪的“放权”与退隐、真真假假的现身和辟谣等等一系列传说，融合了后人的期许、想象和投机，成为了“圣经故事”。

也有人并不满意“旧约”中描绘的世界，另起教派，将教义写入白皮书，在比特币之后的十年中，讲述着他们的信仰故事。就像66卷圣经的写作跨越了1500年，又经过2000年的解读，基督教分化出33000个枝丫。

CoinMarketCap显示，数字货币种类已超过4900种，数字货币整体市场规模近1.4亿元。比特币仍以66%的市占率领跑整个数字货币市场，近期价格在7200美元/枚附近徘徊。

这么多的币种有着不尽相同的功用，又被分成不同的类别：以比特币为代表的数字货币定位在“数字黄金”，有一定的储值、避险特性；以以太坊为代表的数字货币，成为了其网络系统中的“运行燃料”；以USDT、Libra为代表的稳定币，因其低波动，有着良好的支付性；以DCEP为代表的央行发行数字货币，一定程度上取代M0，让商业机构和普通百姓们在没现金又断网的时候，也不耽误收付款。

可见，区块链技术发展10年，最初和最“大”的使用就是数字货币。

数字货币也成为了参与者们维护公链的诱人奖励。

那么在数字货币之外，区块链技术还可以被用在哪里呢？

让我们再回忆下什么是区块链的本质——去中心化的数据库，和相应的一些特点：可追溯、公开、匿名、防篡改。那么理论上，传统的、用得到中心化数据库的场景，都可以试着用区块链来改造下，看看是否合适。

下面，我们来聊几个成功落地了区块链的行业和场景：

区块链可以通过哈希时间戳证明某个文件或者数字内容在特定时间的存在，为司法鉴证、身份证明、产权保护、防伪溯源等提供了完美解决方案

在防伪溯源领域，通过供应链跟踪区块链技术可以被广泛使用于食品医药、农产品、酒类、奢侈品等各领域。

举两个例子。

区块链可以让政务数据跑起来，大大精简办事流程

区块链的分布式技术可以让政府部门集中到一个链上，所有办事流程交付智能合约，办事人只要在一个部门通过身份认证以及电子签章，智能合约就可以自动处理并流转，顺序完成后续所有审批和签章。

区块链发票是国内区块链技术最早落地的使用。税务部门推出区块链电子发票“税链”平台，税务部门、开票方、受票方通过独一无二的数字身份加入“税链”网络，真正实现“交易即开票”“开票即报销”——秒级开票、分钟级报销入账，大幅降低了税收征管成本，有效解决数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。

扶贫是区块链技术的另一个落地使用。利用区块链技术的公开透明、可溯源、不可篡改等特性，实现扶贫资金的透明使用、精准投放和高效管理。

也举两个例子。

由公安部第三研究所指导的 eID 网络身份运营机构正与公易联共同研发“数字身份链”，以公民身份号码为根，基于密码学算法签发给中国公民。投入运行以来，eID 数字身份体系已服务 1 亿张 eID 的全生命周期管理，有效缓解了个人身份信息被冒用滥用和隐私泄露的问题。

Odaily星球日报整理的在网信办备案的5个身份链项目

区块链技术天然具有金融属性

支付结算方面，在区块链分布式账本体系下，市场多个参与者共同维护并实时同步一份“总账”，短短几分钟内就可以完成现在两三天才能完成的支付、清算、结算任务，降低了跨行跨境交易的复杂性和成本。同时，区块链的底层加密技术保证了参与者无法篡改账本，确保交易记录透明安全，监管部门方便地追踪链上交易，快速定位高风险资金流向。

证券发行交易方面，传统股票发行流程长、成本高、环节复杂，区块链技术能够弱化承销机构作用，帮助各方建立快速准确的信息交互共享通道，发行人通过智能合约自行办理发行，监管部门统一审查核对，投资者也可以绕过中介机构进行直接操作。

数字票据和供应链金融方面，区块链技术可以有效解决中小企业融资难问题。目前的供应链金融很难惠及产业链上游的中小企业，因为他们跟核心企业往往没有直接贸易往来，金融机构难以评估其信用资质。基于区块链技术，我们可以建立一种联盟链网络，涵盖核心企业、上下游供应商、金融机构等，核心企业发放应收账款凭证给其供应商，票据数字化上链后可在供应商之间流转，每一级供应商可凭数字票据证明实现对应额度的融资。

举个例子。

由工行、邮储银行、11家央企等联合发起的中企云链，自2017年成立至今，已覆盖4.8万企业，链上确权金额达到1000亿元，保理融资570亿元，累计交易达3000亿元。金融机构收到贷款申请后，可在链上验证合同的真实性、合同有无多次验证（多头借贷）；智能合约自动清结算，降本增效；同时，核心企业的应付账款可拥有对应凭证，并由一级供应商进行拆分，交至同在链上的二、三??级供应商，助其融资；而核心企业也可借此了解全链条的运转是否正常，免除紧急兑付压力。

区块链技术将大大优化现有的大数据使用，在数据流通和共享上发挥巨大作用

前面提到的是我们相对熟悉的领域。随着更多新技术的发展，区块链或许都可以与之结合，在意想不到的交叉领域和现在还无法预料的新场景下发挥作用。

未来互联网、人工智能、物联网都将产生海量数据，现有中心化数据存储(计算模式)将面临巨大挑战，基于区块链技术的边缘存储(计算)有望成为未来解决方案。再者，区块链对数据的不可篡改和可追溯机制保证了数据的真实性和高质量，这成为大数据、深度学习、人工智能等一切数据使用的基础。

最后，区块链可以在保护数据隐私的前提下实现多方协作的数据计算，有望解决“数据垄断”和“数据孤岛”问题，实现数据流通价值。

针对当前的区块链发展阶段，为了满足一般商业用户区块链开发和使用需求，众多传统云服务商开始部署自己的BaaS(“区块链即服务”)解决方案。区块链与云计算的结合将有效降低企业区块链部署成本，推动区块链使用场景落地。未来区块链技术还会在慈善公益、保险、能源、物流、物联网等诸多领域发挥重要作用。

在这场从传统技术到区块链的试验过程中，我们发现，当某些场景对可追溯、防篡改、去中心的需求更强，又对区块链的弱项（比如性能），要求并不高，这样的领域就蛮适合结合区块链。

同时，区块链在演进的过程中，也从人人皆可访问、高度去中心化的公有链，发展出了设有不同权限、由多个中心维护的联盟链，一定程度上平衡了两种体系的优缺点。

联盟链的典型案例有：微众银行牵头金链盟开源工作组共同研发的FISCO BCOS、IBM主要贡献的Fabric、以及蚂蚁区块链主导的蚂蚁联盟链等等。

这些去信任的系统代表了更安全的数据认证和存储机制，其中的数据是被有效认证的和被保护的。企业或个人可以以数字方式交换或签订合同，其中这些合同嵌入在代码中，并存储在透明的、共享的数据库中，在这些数据库中，它们不会被删除、篡改和修订。

大胆预测，未来世界的合同、审核、任务、支付都将被具有唯一性和安全性的签名数字化，数字签名将被永久地识别、认证、法律化和存储，并且无法篡改。不需要中介方来为自己的每一笔交易做担保了，在不了解对方基本信息的情况下就可以进行交易。在提高信息安全性的同时，有效降低交易成本，提高交易效率。

总的来讲，相比于两年前，区块链的落地已有不少进展。

有不少改进是在系统底层，用户没法直接看出用了区块链，实已受惠于它；也有部分使用仍处试点，用户还未能体验。未来，区块链有望得到大规模使用，成为互联网基础设施之一。

希望看到这里的你，已经大致了解了什么是区块链，以及区块链能做什么。

相关问答：区块链是什么

区块链其实就相当于一个去中介化的数据库，是由一串数据块组成的。它的每一个数据块当中都包含了一次比特币网络交易的信息，而这些都是用于验证其信息的有效性和生成下一个区块的。

狭义的来讲，区块链是就是一种按照时间顺序来将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

而从广义来讲，区块链其实是一种分布式基础架构与计算方式，它是用于保证数据传输和访问的安全的。

区块链的基础架构:

区块链是由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和使用层这六个基础架构组成的。

㈦ 区块链项目的分类和应用有哪些

从目前主流的区块链项目来看，区块链项目主要为四类：第一类：币类；第二类：平台类；第三类：应用类；第四类：资产代币化。

币类主要充当区块链资产领域的“交换媒介”，交换媒介指一般等价物，比如以前的黄金、银票等。（交易区块链资产上“币汇交易所”）

平台类项目是指建立技术平台，用于满足各种区块链应用开发，可以降低在区块链上开发应用的门槛。

应用类项目范围比较广泛，涵盖金融、社交、游戏、产权保护等诸多领域，也是目前区块链资产增长最快的领域。

资产代币化项目是指是实物资产的区块链映射，也就是实物资产上链，目前不超过10个品种。

01币类

第一类是币类项目，也是最早的区块链项目。币类项目主要包括比特币和莱特币等项目。此外，还有一类资产具有匿名的特点，主要功能包括实现支付的同时可以保护支付双方的隐私，比较知名的有达世币(Dash)、门罗币(Monero)及采用零知识证明的大零币(Zcash)等。币类主要充当区块链资产领域的“交换媒介”，交换媒介就是你用来换取商品的一般等价物，比如以前黄金、白银、银票可以作为交换媒介。目前全球的数字资产种类超过2100个品种，币类区块链项目数量近期增长较快，截止2018年6月市值最大的依旧是比特币。

02平台类

第二类是平台类区块链项目，平台类区块链项目主要功能为建立技术平台，满足各种区块链应用开发所需的技术要求；简单的说，平台类应用让开发者可以在区块链上直接发行数字资产，编写智能合约等。智能合约就是在区块链数据库上运行的计算机程序，可以满足其源代码设定条件下自动执行。

举个例子，你在区块链上开发一个基于房屋租金协议的智能合约，当业主收到租金时就会触发自动执行，并将公寓的安全密钥给到租户。

平台类区块链项目的主要功能是建立底层的技术平台，让开发者在底层技术平台上做应用开发，相当一部分平台尚处于开发状态当中，截止到2018年6月份，市值最大的是以太坊。

03应用类

第三类是应用类区块链项目，应用类项目就是基于区块链开发平台（例如以太坊）开发的能够解决实体经济各个领域诸多问题的区块链项目。

例如基于区块链的预测平台Augur，基于区块链的算力交易平台Golem，基于区块链的奢侈品溯源平台VeChain，基于区块链提供资产兑换及转移服务的OmiseGo。利用区块链技术，这些项目可以更好地解决信任问题、跨国界流通等问题，同时，利用区块链上的智能合约和代币，可以更好地实现自动执行，大大提高社会经济活动的效率。应用类区块链项目范围比较广泛，涵盖金融、社交、游戏、产权保护等诸多领域，也是目前区块链项目市值增值最快的领域。

04资产代币化

第四类是资产代币化区块链项目，资产代币化是指将区块链资产挂钩黄金和美元等实物资产，是实物资产的区块链映射，截至2018年2月不超过10个品种，比较典型的代表是对标美元的USDT，对标黄金的Digix Dao，DigixDAO每个代币代表1克由伦敦金银市场协会认证的黄金。资产代币化具有方便交易，便于保管等优势。首先，资产代币化更方便交易。因为区块链资产可以拆分，具有更好地流动性。

举个例子，目前房产需要整体转让，如果房产可以代币化，便可以拆分购买，更方便交易。其次，实物资产代币化更利于保管。黄金等在实物交易中，很容易形成磨损、造成损失，但是实物资产代币化后并不需要进行实物转移，更利于实物资产的保管。

㈧ 区块链原理

区块链是一种技术,但它不是一种单一的技术,而是由多种技术整合的结果,包括密码学、数学、经济学、网络科学等。你可以把它看做是一个分布式共享记账技术,也可以看做是一个数据库,只不过这个数据库是由在这个链上的所有节点共同维护,每个节点都有一份账本,因为所有节点的账本一致,不同节点之间可以互相信任,对数据没有疑问,所以大家都说区块链从技术上实现了信任。详细的专业技术可以咨询一些专业的技术公司，例：金博科技，专注开发区块链相关产品，专业研发团队和完善的售后服务，可以电话咨询。

㈨ 一文看懂互联网区块链

一文看懂互联网区块链

一文看懂互联网区块链，要了解区块链，就不得不从互联网的诞生开始研究区块链的技术发展简史，从中发掘区块链产生的动因，并由此推断区块链的未来。下面让我们一文看懂互联网区块链。

区块链的鼻祖就是麻将，最早的区块链是中国人发明的！区块链就跟麻将一样，只不过麻将的区块比较少而已，麻将只有136个区块，各地麻将规则不同可视作为比特币的硬分叉。

麻将作为最古老的区块链项目，四个矿工一组，最先挖出13位正确哈希值的获得记账权以及奖励，采用愿赌服输且不能作弊出老千的共识机制！

麻将去中心化，每个人都可以是庄，完全就是点对点。

矿池=棋牌室的老板抽佣。

不可篡改，因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。

典型的价值互联网。我兜里的价值用不了八圈，就跑到他们兜里去了。

中国人基本上人手打得一手好麻将，区块链方面生产了全球70%~80%的矿机，并拥有全世界最多的算力，约占77%的算力

麻将其实是最早的的区块链项目：

1，四个矿工一组，先碰撞出13个数字正确哈希值的矿工可以获得记账权并得到奖励。

2，不可篡改。因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。

3，典型的价值互联网。我兜里的价值数字货币www.gendan5.com/digitalcurrency/btc.html用不了八圈，就跑到他们兜里去了。

4、去中心化，每个人都可以是庄，完全就是点对点。

5、UTXO，未花费的交易支出。

还有另外一种赊账的区块链玩法，假设大家身上都没现金

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。

4个男士（甲乙丙丁）凑在一块打麻将来钱，大家都没带现金，于是请一美女（中心化）用本子记账，记录每一局谁赢了多少钱、谁输了多少钱？最后结束时，大家用支付宝或微信支付结总账，但是如果这位美女记账时记错了或者预先被4人中的某人买通了故意记错，就保证不了这个游戏结果的公正公平合理性，你说是不是？那怎么办呢？如果你“打麻将”能用“区块链”作为游戏规则改编为如下：

4个男士（甲乙丙丁）凑在一块打麻将来钱，大家都没带现金，乙说让她带来的美女记账，甲说这位美女我们都不认识，于是甲乙丙丁4人一致约定每个人每局牌都在自己的手机上（区块链节点）同时记账（去中心化），最后打完麻将，直接手机上以电子货币结账时，大家都对一下记账的的结果，本来应该是一样的记账结果。

假设本来结果是甲手机上记的账：乙欠甲10元。但乙手机上的记录却是不欠，可是其余2人（丙、丁）和甲的记账一样，那还是按照少数服从多数规则结算，另外大家心里对乙的诚信印象就差评了，下次打麻将就不会带乙一起玩了。

除非乙预先买通（丙、丁）2人让其故意作假，但乙买通他们2人的代价是10万元（赖账10元的1万倍），那常理上乙只能选择放弃，因为做假成本太高了。

假设即使乙在打牌的过程中，偷偷愿意以高价10万元预先买通丙、丁做这笔巨亏的傻猫交易，但区块链的规则是按时间戳记账的，原来是下午1点钟记账乙欠甲10元的，即丙和丁下午3点钟再改账时，时间是不可逆的，只能记下午3点钟，那就又不吻合游戏规则了。

实际上在2017年博主已经开发出了一套麻将币

中国最早的区块链项目：四个矿工一组，最先从 148 个随机数字中碰撞出 14 个数字正确哈希值的矿工，可以获得一次记账权激励，由于分布式记账需要得到其他几位矿工的共识，因此每次记账交易时间长约十几分钟。

一、比特币诞生之前，5个对区块链未来有重大影响的互联网技术

1969年，互联网在美国诞生，此后互联网从美国的四所研究机构扩展到整个地球。在应用上从最早的军事和科研，扩展到人类生活的方方面面，在互联网诞生后的近50年中，有5项技术对区块链的未来发展有特别重大的意义。

1、1974诞生的TCP/IP协议：决定了区块链在互联网技术生态的位置

1974年，互联网发展迈出了最为关键的一步，就是由美国科学家文顿瑟夫和罗伯特卡恩共同开发的互联网核心通信技术－－TCP/IP协议正式出台。

这个协议实现了在不同计算机，甚至不同类型的网络间传送信息。所有连接在网络上的计算机，只要遵照这个协议，都能够进行通讯和交互。

通俗的说，互联网的数据能穿过几万公里，到达需要的计算机用户手里，主要是互联网世界形成了统一的信息传播机制。也就是互联网设备传播信息时遵循了一个统一的法律-TCP/IP协议。

理解TCP/IP协议对掌握互联网和区块链有非常重要的意义，在1974年TCP/IP发明之后，整个互联网在底层的硬件设备之间，中间的网络协议和网络地址之间一直比较稳定，但在顶层应用层不断涌现层出不穷的创新应用，这包括新闻，电子商务，社交网络，QQ，微信，也包括区块链技术。

也就是说区块链在互联网的技术生态中，是互联网顶层-应用层的一种新技术，它的出现，运行和发展没有影响到互联网底层的基础设施和通讯协议，依然是按TCP/IP协议运转的众多软件技术之一。

2、1984年诞生的思科路由器技术：是区块链技术的模仿对象

1984年12月，思科公司在美国成立，创始人是斯坦福大学的一对夫妇，计算机中心主任莱昂纳德·波萨克和商学院的计算机中心主任桑蒂·勒纳，他们设计了叫做“多协议路由器”的联网设备，放到互联网的通讯线路中，帮助数据准确快速从互联网的一端到达几千公里的另一端。

整个互联网硬件层中，有几千万台路由器工作繁忙工作，指挥互联网信息的传递，思科路由器的一个重要功能就是每台路由都保存完成的互联网设备地址表，一旦发生变化，会同步到其他几千万台路由器上（理论上），确保每台路由器都能计算最短最快的路径。

大家看到路由器的运转过程，会感到非常眼熟，那就是区块链后来的重要特征，理解路由器的意义在于，区块链的重要特征，在1984年的路由器上已经实现，对于路由器来说，即使有节点设备损坏或者被黑客攻击，也不会影响整个互联网信息的传送。

3、随万维网诞生的B/S（C/S）架构：区块链的对手和企图颠覆的对象

万维网简称为Web，分为Web客户端和服务器。所有更新的信息只在Web服务器上修改，其他几千，上万，甚至几千万的客户端计算机不保留信息，只有在访问服务器时才获得信息的数据，这种结构也常被成为互联网的B/S架构，也就是中心型架构。这个架构也是目前互联网最主要的架构，包括谷歌、Facebook、腾讯、阿里巴巴、亚马逊等互联网巨头都采用了这个架构。

理解B/S架构，对与后续理解区块链技术将有重要的意义，B/S架构是数据只存放在中心服务器里，其他所有计算机从服务器中获取信息。区块链技术是几千万台计算机没有中心，所有数据会同步到全部的计算机里，这就是区块链技术的核心，

4、对等网络（P2P）：区块链的父亲和技术基础

对等网络P2P是与C/S(B/S)对应的另一种互联网的基础架构，它的特征是彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，无主从之分，一台计算机既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机所使用，又可以作为工作站。

Napster是最早出现的P2P系统之一，主要用于音乐资源分享，Napster还不能算作真正的对等网络系统。2000 年3月14 日，美国地下黑客站点Slashdot邮寄列表中发表一个消息，说AOL的Nullsoft 部门已经发放一个开放源码的Napster的克隆软件Gnutella。

在Gnutella分布式对等网络模型中，每一个联网计算机在功能上都是对等的，既是客户机同时又是服务器，所以Gnutella被称为第一个真正的对等网络架构。

20年里，互联网的一些科技巨头如微软，IBM，也包括自由份子，黑客，甚至侵犯知识产权的犯罪分子不断推动对等网络的发展，当然互联网那些希望加强信息共享的理想主义者也投入了很大的热情到对等网络中。区块链就是一种对等网络架构的软件应用。它是对等网络试图从过去的沉默爆发的标杆性应用。

5、哈希算法：产生比特币和代币（通证）的关键

哈希算法将任意长度的数字用哈希函数转变成固定长度数值的算法，著名的哈希函数如：MD4、MD5、SHS等。它是美国国家标准暨技术学会定义的加密函数族中的一员。

这族算法对整个世界的运作至关重要。从互联网应用商店、邮件、杀毒软件、到浏览器等、，所有这些都在使用安全哈希算法，它能判断互联网用户是否下载了想要的东西，也能判断互联网用户是否是中间人攻击或网络钓鱼攻击的受害者。

区块链及其应用比特币或其他虚拟币产生新币的过程，就是用哈希算法的函数进行运算，获得符合格式要求的数字，然后区块链程序给予比特币的奖励。

包括比特币和代币的挖矿，其实就是一个用哈希算法构建的小数学游戏。不过因为有了激烈的竞争，世界各地的人们动用了强大的服务器进行计算，以抢先获得奖励。结果导致互联网众多计算机参与到这个小数学游戏中，甚至会耗费了某些国家超过40%的电量。

二、区块链的诞生与技术核心

区块链的诞生应该是人类科学史上最为异常和神秘的发明和技术，因为除了区块链，到目前为止，现代科学史上还没有一项重大发明找不到发明人是谁。

2008年10月31号，比特币创始人中本聪（化名）在密码学邮件组发表了一篇论文——《比特币：一种点对点的电子现金系统》。在这篇论文中，作者声称发明了一套新的不受政府或机构控制的电子货币系统，区块链技术是支持比特币运行的基础。

论文预印本地址在http://www.bitcoin.org/bitcoin.pdf，从学术角度看，这篇论文远不能算是合格的论文，文章的主体是由8个流程图和对应的解释文字构成的, 没有定义名词、术语，论文格式也很不规范。

2009年1月,中本聪在SourceForge网站发布了区块链的应用案例-比特币系统的开源软件，开源软件发布后, 据说中本聪大约挖了100万个比特币.一周后，中本聪发送了10个比特币给密码学专家哈尔·芬尼，这也成为比特币史上的第一笔交易。伴随着比特币的蓬勃发展，有关区块链技术的研究也开始呈现出井喷式增长。

向大众完整清晰的解释区块链的确是困难的事情，我们以比特币为对象，尽量简单但不断深入的介绍区块链的技术特征。

1、区块链是一种对等网络（P2P）的软件应用

我们在前文提过，在21世纪初，互联网形成了两大类型的应用架构，中心化的B/S架构和无中心的对等网络（P2P）架构，阿里巴巴，新浪，亚马逊，网络等等很多互联网巨头都是中心化的B/S架构，简单的说，就是数据放在巨型服务器中，我们普通用户通过手机，个人电脑访问阿里，新浪等网站的服务器。

21世纪初以来，出现了很多自由分享音乐，视频，论文资料的软件应用，他们大部分采用的是对等网络（P2P）架构，就是没有中心服务器，大家的个人计算机都是服务器，也都是客户机，身份平等。但这类应用一直没有流行起来，主要原因是资源消耗大，知识版权有问题等。区块链就是这种领域的一种软件应用。

2、区块链是一种全网信息同步的对等网络（P2P）软件应用

对等网络也有很多应用方式，很多时候，并不要求每台计算机都保持信息一致，大家只存储自己需要的的信息，需要时再到别的计算机去下载。

但是区块链为了支持比特币的金融交易，就要求发生的每一笔交易都要写入到历史交易记录中，并向所有安装比特币程序的计算机发送变动信息。每一台安装了比特币软件的计算机都保持最新和全部的.比特币历史交易信息。

区块链的这个全网同步，全网备份的特征也就是常说的区块链信息安全，不可更改来源。虽然在实际上依然不是绝对的安全，但当用户量非常大时，的确在防范信息篡改上有一定安全优势。

3、区块链是一种利用哈希算法产生”通证（代币）”的全网信息同步的对等网络（P2P）软件应用

区块链的第一个应用是著名的比特币，讨论到比特币时，经常会提到的一个名词就是“挖矿”，那么挖矿到底是什么呢？

形象的比喻是，区块链程序给矿工（游戏者）256个硬币，编号分别为1,2,3……256，每进行一次Hash运算，就像抛一次硬币，256枚硬币同时抛出，落地后如果正巧编号前70的所有硬币全部正面向上。矿工就可以把这个数字告诉区块链程序，区块链会奖励50个比特币给矿工。

从软件程序的角度说，比特币的挖矿就是用哈希SHA256函数构建的数学小游戏。区块链在这个小游戏中首先规定了一种获奖模式：给出一个256位的哈希数，但这个哈希数的后70位全部是0，然后游戏者（矿工）不断输入各种数字给哈希SHA256函数，看用这个函数能不能获得位数有70个0的数字，找到一个，区块链程序会奖励50个比特币给游戏者。实际的挖坑和奖励要更复杂，但上面的举例表达了挖矿和获得比特币的核心过程。

2009年比特币诞生的时候，每笔赏金是50个比特币。诞生10分钟后，第一批50个比特币生成了，而此时的货币总量就是50。随后比特币就以约每10分钟50个的速度增长。当总量达到1050万时(2100万的50%)，赏金减半为25个。当总量达到1575万(新产出525万，即1050的50%)时，赏金再减半为12.5个。根据比特币程序的设计，比特币总额是2100万。

从上述介绍看，比特币可以看做一个基于对等网络架构的猜数小游戏，每次正确的猜数结果奖励的比特币信息会传递给所有游戏者，并记录到每个游戏者的历史数据库中。

4、区块链技术因比特币的兴起产生的智能合约，通证、ICO与区块链基础平台

从上面的介绍看，比特币的技术并不是从天上掉下来的新技术，而是把原来多种互联网技术，如对等网络架构，路由的全网同步，网络安全的加密技术巧妙的组合在一起，算是一种组合创新的算法游戏。

由于比特币通过运作成为可以兑换法币，购买实物，通过升值获得暴利，全世界都不淡定了。抱着你能做，我也能做的态度，很多人创造了自己的仿比特币软件应用。同时利用政府难以监管对等网络的特点，各种山寨币与比特币一起爆发。这其中出现了很多欺诈和潜逃事件，逐步引起各国政府的关注。

区块链基础平台：用区块链技术框架创建货币还是有相当的技术难度，这时区块链基础平台以太坊等基础技术平台出现了，让普通人也可以方便的创建类“比特币”软件程序，各显神通，请人入局挖币，炒币，从中获得利益。

通证或代币：各家“比特币”、“山寨币”如果用哈希算法创建的猜数小游戏，产生自己的“货币”时，这个“货币”统称“通证”或“代币”。

ICO:由于比特币和以太币已经打通与各国法币的兑换，其他新虚拟币发币时，只允许用比特币和以太币购买发行的新币，这样的发币过程就叫ICO，ICO的出现放大了比特币，以太币的交易量。同时很多ICO项目完全建立在虚无的项目上，导致大量欺诈案例频发。进一步加深了社会对区块链生成虚拟货币的负面认识。

智能合约:可以看做区块链上的一种软件功能，是辅助区块链上各种虚拟币交易的程序，具体的功能就像淘宝上支付宝的资金托管一样，当一方用户收到的货物，在支付宝上进行确认后，资金自动支付个给买家货主，智能合约在比特币等区块链应用上也是承担了这个中介支付功能。

三、区块链技术在互联网中的历史地位和未来前景

1、区块链处于互联网技术的什么位置？是顶层的一种新软件和架构。

我们在前面的TCP/IP介绍中提到，区块链与浏览器、QQ、微信、网络游戏软件、手机APP等一样，是互联网顶层-应用层的一种软件形式。它的运行依然要靠TCP/IP的架构体系传输数据。只是与大部分应用层软件不同，没有采用C/S（B/S）的中心软件架构。而是采用了不常见的对等网络架构，从这一点说，区块链并不能颠覆互联网基础结构。

2、区块链想要颠覆谁？想颠覆万维网的B/S（C/S）结构。

它试图要颠覆其实是89年年诞生的万维网B/S,C/S结构。前面说过。由于89年年欧洲物理学家蒂姆· 伯纳斯· 李发明万维网并放弃申请专利。此后近30年中，包括谷歌，亚马逊，facebook，阿里巴巴，网络，腾讯等公司利用万维网B/S（C/S）结构，成长为互联网的巨头。

在他们的总部，建立了功能强大的中心服务器集群，存放海量数据，上亿用户从巨头服务器中获取自己需要的数据，这样也导致后来云计算的出现，而后互联网巨头把自己没有用完的中心服务器资源开放出来，进一步吸取企业，政府，个人的数据。中心化的互联网巨头对世界，国家，互联网用户影响力越来越大。

区块链的目标是通过把数据分散到每个互联网用户的计算机上，试图降低互联网巨头的影响力，由此可见区块链真正的对手和想要颠覆的是1990年诞生的B/S（C/S）结构。但能不能颠覆掉，就要看它的技术优势和瓶颈。

3、区块链的技术缺陷：追求彻底平等自由带来的困境

区块链的技术缺陷首先来自与它的对等网络架构上，举个例子，目前淘宝是B/S结构，海量的数据存放在淘宝服务器集群机房里，几亿消费者通过浏览器到淘宝服务器网站获取最新信息和历史信息。

如果用区块链技术，就是让几亿人的个人电脑或手机上都保留一份完整的淘宝数据库，每发生一笔交易，就同步给其他几亿用户。这在现实中是完全无法实现的。传输和存储的数据量太大。相当于同时建立几亿个淘宝网站运行。

因此区块链无法应用在数据量大的项目上，甚至小一点的网站项目用区块链也会吃力。到2018年，比特币运行了近10年，积累的交易数据已经让整个系统面临崩溃。

于是区块链采用了很多变通方式，如建立中继节点和闪电节点，这两个概念同样会让人一头雾水，通俗的说，就是区块链会向它要颠覆的对象B/S结构进行了学习，建立数据服务器中心成为区块链的中继节点，也用类浏览器的终端访问，这就是区块链的闪电节点。

这种变动能够缓解区块链的技术缺陷，但确让区块链变成它反对的样子，中心化。由此可见，单纯的区块链技术由于技术特征有重大缺陷，无法像万维网一样应用广泛，如果技术升级，部分采用B/S（C/S）结构,又会使得区块链有了中心化的信息节点，不在保持它诞生时的梦想。

4、从互联网大脑模型看区块链的未来前景

我们知道互联网一般是指将世界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网，即是互相连接一起的网络结构。

从1969年互联网诞生以来，人类从不同的方向在互联网领域进行创新，并没有统一的规划将互联网建造成什么结构，当时间的车轮到达2017年，随着人工智能，物联网，大数据，云计算，机器人，虚拟现实，工业互联网等科学技术的蓬勃发展，当人类抬起头来观看自己的创造的巨系统，互联网大脑的模型和架构已经越来越清晰。

通过近20年的发展依托万维网的B/S,C/S结构，腾讯QQ，微信，Facebook，微博、twitter亚马逊已经发展出类神经元网络的结构。互联网设备特别是个人计算机，手机在通过设备上的软件在巨头的中心服务器上映射出个人数据和功能空间，相互加好友交流，传递信息。互联网巨头通过中心服务器集群的软件升级，不断优化数亿台终端的软件版本。在神经学的体系中，这是一种标准的中枢神经结构。

区块链的诞生提供了另外一种神经元模式，不在巨头的集中服务中统一管理神经元，而是每台终端，包括个人计算机和个人手机成为独立的神经元节点，保留独立的数据空间，相互信息进行同步，在神经学的体系中，这是一种没有中心，多神经节点的分布式神经结构。

有趣的是，神经系统的发育出现过这两种不同类型的神经结构。在低等生物中，出现过类区块链的神经结构，有多个功能相同的神经节，都可以指挥身体活动和反应，但随着生物的进化，这些神经节逐步合并，当进化成为高等生物时，中枢神经出现了，中枢神经中包含大量神经元进行交互。

四、关于区块链在互联网未来地位的判断

1、对比特币的认知：一个基于对等网络架构（P2P）的猜数小游戏，通过高明的金融和舆论运作，成为不受政府监管的”世界性货币”。

2、对区块链的认知：一个利用哈希算法产生”通证（代币）”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用。

3、区块链有特定的用途，如大规模选举投票，大规模赌博，规避政府金融监管的金融交易等等领域，还是有不可替代的用处。

4、在更多时候，区块链技术会依附于互联网的B/S,C/S结构，实现功能的扩展，但总体依然属于互联网已有技术的补充。对于区块链目前设想的绝大部分应用场景，都是可以用B/S,C/S结构实现，效率可以更高和技术也可以更为成熟。

5、无论是从信息传递效率和资源消耗，还是从神经系统进化看，区块链无法成为互联网的主流架构，更不能成为未来互联网的颠覆者和革命者。

6、当然B/S,C/S结构发展出来的互联网巨头也有其问题，但这些将来可以通过商业的方式，政治的方式逐渐解决。

㈩ 浅析 Fabric Peer 节点

Hyperledger Fabric，也称之为超级账本，是由 IBM 发起，后成为 Linux 基金会 Hyperledger 中的区块链项目之一。

Fabric 是一个提供分布式账本解决方案的平台，底层的账本数据存储使用了区块链。区块链平台通常可以分为公有链、联盟链和私有链。公有链典型的代表是比特币这些公开的区块链网络，谁都可以加入到这个网络中。联盟链则有准入机制，无法随意加入到网络中，联盟链的典型例子就是 Fabric。

Fabric 不需要发币来激励参与方，也不需要挖矿来防止有人作恶，所以 Fabric 有着更好的性能。在Fabric 网络中，也有着诸多不同类型的节点来组成网络。其中 Peer 节点承载着账本和智能合约，是整个区块链网络的基础。在这篇文章中，会详细分析 Peer 的结构及其运行方式。

在本文中，假设读者已经了解区块链、智能合约等概念。

本文基于 Fabric1.4 LTS。

区块链网络是一个分布式的网络，Fabric 也是如此，由于 Fabric 是联盟链，需要准入机制，所以在网络结构上会复杂很多，下面是一个简化的 Fabric 网络：

各个元素的含义如下：

对于 Fabric 网络，外部的用户需要通过客户端应用，也就是图中的 A1、A2 或者 A3 来访问网络，客户端应用需要通过 CA 证书表明自己的身份，这样才能访问到 Fabric 网络中有权限访问的部分。

在上面的网络中，共有四个组织，R1、R2、R3 和 R4。其中 R4 是整个 Fabric 网络的创建者，网络是根据 NC4 配置的。

在 Fabric 网络中，不同的组织可以组成联盟，不同的联盟之间数据通过 Channel 来隔离。Channel 中的数据只有该联盟中的组织才能访问，每一个新的 Channel 都可以认为是一条新的链。与其他的区块链网络中通常只有一条链不一样，Fabric 可以通过 Channel 在网络中快速的搭建出一个新的区块链。

上面 R1 和 R2 组成了一个联盟，在 C1 上交易。R2 同时又和 R3 组成了另外一个联盟，在 C2 上交易。R1 和 R2 在 C1 上交易时，对 R3 是不可见的，R2 和 R3 在 C2 上交易时，对 R1 是不可见的。Channel 机制提供了很好的隐私保护能力。

Orderer 节点是整个 Fabric 网络共有的，用来为所有的交易排序、打包。比如上面网络中 O4 节点。本文不会对 Orderer 节点进行详细说明，可以把这个功能理解为比特币网络中的挖矿过程。

Peer 节点表示网络中的节点，通常一个 Peer 就表示一个组织，Peer 是整个区块链网络的基础，是智能合约和账本的载体，Peer 也是本文讨论的重点。

一个 Peer 节点可以承载多套账本和智能合约，比如 P2 节点，既维护了 C1 的账本和智能合约，也维护了 C2 的账本和智能合约。

为了可以更深入了解 Peer 节点的作用，先了解一下 Fabric 整体的交易流程。整体的交易流程图如下：

Peer 节点按照功能来分可以分为 背书节点 和 记账节点 。

客户端会提交交易请求到背书节点，背书节点开始模拟执行交易，在模拟执行之后，背书节点并不会去更新账本数据，而是把这个交易进行加密和签名，然后返回给客户端。

客户端收到这个响应之后就会把响应提交到 Orderer 节点，Orderer 节点会对这些交易进行排序，并打包成区块，然后分发到记账节点，记账节点就会对交易进行验证，验证结束之后，就会把交易记录到账本里面。

一笔交易是否能成功是根据背书策略来指定的，每一个智能合约都会指定一个背书策略。

Peer 节点代表着联盟链中的各个组织，区块链网络也是由 Peer 节点来组成的，而且也是账本和智能合约的载体。

通过对上面交易过程的了解可以知道，Peer 节点是主要的参与方。如果用户想要访问账本资源，都必须要和 peer 节点进行交互。在一个 Peer 节点中，可以同时维护多个账本，这些账本属于不同的 Channel 。每个 Peer 节点都会维护一套冗余账本，这样就避免了单点故障。

Peer 节点根据在交易中的不同角色，可以分成背书节点（Endorser）和记账节点（Committer），背书节点会对交易进行模拟执行，记账节点才会真正将数据存储到账本中。

账本可以分成两个部分，一部分是区块链，另一部分是 Current State，也被称之为 World State。

区块链上只能追加，不能对过去的数据进行修改，链上也包含两部分信息，一部分是通道的配置信息，另一部分是不可修改，序列化的记录。每一个区块记录前一个区块的信息，然后连成链，如下图所示：

第一个区块被称之为 genesis block，其中不存储交易信息。每个区块可以被分为 区块头 、 区块数据 和 区块元数据 。区块头中存储着当前区块的区块号、当前区块的 hash 值和上一个区块的 hash 值，这样才能把所有的区块连接起来。区块数据中包含了交易数据。区块元数据中则包括了区块写入的时间、写入人及签名。

其中每一笔交易的结构如下，在 Header 中，包含了 ChainCode 的名称、版本信息。Signature 就是交易发起用户的签名。Proposal 中主要是一些参数。Response 中是智能合约执行的结果。Endorsements 中是背书结果返回的结果。

WorldState中维护了账本的当前状态，数据以 Key-Value 的形式存储，可以快速查询和修改，每一次对 WorldState 的修改都会被记录到区块链中。WorldState 中的数据需要依赖外部的存储，通常使用 LevelDB 或者 CouchDB。

区块链和 WorldState 组成了一个完整的账本，World State 保证的业务数据的灵活变化，而区块链则保证了所有的修改是可追溯和不可篡改的。

在交易完成之后，数据已经写入账本，就需要将这些数据同步到其他的 Peer，Fabric 中使用的是 Gossip 协议。Gossip 也是 Channel 隔离的，只会在 Channel 中的 Peer 中广播和同步账本数据。

智能合约需要安装到 Peer 节点上，智能合约是访问账本的唯一方式。智能合约可以通过 Go、Java 等变成语言进行编写。

智能合约编写完成之后，需要打包到 ChainCode 中，每个 ChainCode 中可以包含多个智能合约。ChainCode 需要安装，ChainCode 需要安装到 Peer 节点上。安装好了之后，ChainCode 需要在 Channel 上实例化，实例化的时候需要指定背书策略。

智能合约在实例化之后就可以用来与账本进行交互了，流程图如下：

用户编写并部署实例化智能合约之后，就可以通过客户端应用程序来向智能合约提交请求，智能合约会对 WorldState 中数据进行 get、put 或者 delete。其中 get 操作直接从 WorldState 中读取交易对象当前的状态信息，不会去区块链上写入信息，但 put 和 delete 操作除了修改 WorldState，还会去区块链中写入一条交易信息，且交易信息不能修改。

区块链上的信息可以通过智能合约访问，也可以在客户端应用通过 API 直接访问。

Event 是客户端应用和 Fabric 网络交互的一种方式，客户端应用可以订阅 Event，当 Event 发生时，客户端应用就会接受到消息。

事件源可以两类，一类是智能合约发出的 Event，另一类是账本变更触发的 Event。用户可以从 Event 中获取到交易的信息，比如区块高度等信息。

在这篇文章中，首先介绍了 Fabric 整体的网络架构，通过对 Fabric 交易流程的分析，讨论了 peer 节点在交易中的作用，然后详细分析了 peer 节点所维护的账本和智能合约，并分析了 peer 节点维护账本以及 peer 节点执行智能合约的流程。

文 / Rayjun

[1] https://hyperledger-fabric.readthedocs.io/zh_CN/release-1.4/whatis.html

[2] https://developer.ibm.com/zh/technologies/blockchain/series/os-academy-hyperledger-fabric/

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Gossip_protocol