摘要：区块链和rpc框架①技术基础--JSON-RPC2.0最近刚加入区块链学习的热潮，从一些基本技术开始学起。本文翻译自JSON-RPC2.0Specifi...

区块链和rpc框架

① 技术基础--JSON-RPC2.0

最近刚加入区块链学习的热潮，从一些基本技术开始学起。本文翻译自 JSON-RPC 2.0 Specification . 其实协议很简单，本不需要翻译，主要是为了记录这个学习过程，以及加深理解。

JSON是一种轻量级的数据交换格式。它可以地标数字，字符串，有序数组，以及键值对。
而JSON-RPC是一种无状态的，轻量级的远程程序调用协议。不只一种数据结构及其处理规则可以符合这种定义。数据通过socket, http, 或其他环境传输，并不能确定其将在本进程内使用。它使用JSON来座位数据格式。
设计也很简单。

关键词“MUST”, "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", "OPTIONAL"的解释可以在RFC2119中找到。
由于采用了JSON协议，其可传输的数据类型也和JSON相同。JSON可以表示四种基本类型， Strings, Numbers, Booleans, Null，还有两种结构类型：Objects， Arrays。当我们提到“基本类型”的时候，是指四种基本的JSON类型，而“结构类型”则指代以上两种JSON结构类型。当提到JSON类型时，总会把第一个字母大写，比如Object, Array, String, Number, Boolean, Null. True和False也是如此。

JSON-RPC 2.0定义的请求对象和响应对象和现有的JSON-RPC 1.0客户端/服务器有兼容问题。这两个版本其实很好区分，2.0定义了一个叫"jsonrpc"的成员，其值时2.0，而1.0版本没有。2.0的实现往往要兼容1.0的对象，即使我们在开发点对点以外或者明显不是1.0的业务的时候亦是如此。

RPC调用是指发送一个请求对象到远程服务器上。请求对象包括以下成员：
jsonrpc: 用来声明JSON-RPC协议的版本，固定为“2.0”
method：需要调用的方法。方法名以单词rpc开头，后面跟上期限字符，这个字段在rpc交互的方法及其扩展上被存储起来，并且不能用于其他意义。
params: 结构化的值，用于存储方法响应需要用到的参数，且不能被省略。
id：客户端分配的一个标识符，可以包含字符串，数字或者为空。如果没有id，就会被当成是广播通知。这个值一般不能为Null，且为数字时不能有小数。如果请求中含有这个字段，服务器在响应时，必须原样返回该字段，用来关联以下两个对象的不同环境：

当请求参数中不发送id成员时，该请求会被当作通知处理。对于通知，客户端不关心响应对象，因为服务端也没必要返回响应对象，确切的说，服务端不准答复一个通知请求，即便这个请求是批处理请求中的一个。
根据这个定义，通知请求并不会被确认，因为客户端不会收到响应对象，更进一步说，通知请求的客户端无法感知到错误，比如参数错误/网络错误等。

RPC调用的参数必须是结构化的值(对象或者数组)，对象通过名字遍历，而数组通过位置可遍历。
数组参数的遍历顺序必须与服务端顺序一致。
对象参数的成员值必须与服务端期望的一致，且在大小写上精确匹配。一旦有成员缺失，会导致错误产生。

当RPC请求出错时，服务器响应的Response对象中，必须包含error，且包含以下成员：
code: Number类型，表示出错类型
message: String类型 简介的一句话来描述错误
data: 可以是基本类型，也可以是结构类型，来表示错误的额外信息，且可以缺省。具体取值由服务器自定义，比如错误详情，访问限制等等。
-32768到-32000之间的错误码是系统保留错误码，协议预定义方便未来使用。错误码的定义和XML-RPC类似：
-32700: 解析错误，无效的JSON结构，服务器在解析JSON时出错
-32600: 请求无效，Request对象不是一个合法的JSON请求
-32601: 未知的方法，服务器未定义该method，或者该方法不可用
-32602: 参数错误
-32603: 网络错误
-32000--32099: 服务器错误，服务器其他错误的保留错误码
上述区间以外的错误码可在应用开发时使用。

同时发送多个Request对象时， 客户端可以把请求都放到一个数组里一起发送。
服务端收到Request对象数组并处理完成后，应当以数组的形式返回，且数组中包含了响应的请求的Response对象。每一个请求对应一个响应，如果请求是通知的话，则不包含该Response对象。服务端在批处理请求任务时，可以按任何顺序或者并行化处理。
服务端对请求进行批处理时者不是至少长度为1的合法请求对象数组时，服务器响应的对象必须是一个单的Response对象。如果没有Response数组中不包含Response对象，那也不能返回空数组，而应该什么都不返回。

--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "subtract", "params": [42, 23], "id": 1}
<-- {"jsonrpc": "2.0", "result": 19, "id": 1}

--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "subtract", "params": [23, 42], "id": 2}<-- {"jsonrpc": "2.0", "result": -19, "id": 2}

--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "subtract", "params": {"subtrahend": 23, "minuend": 42}, "id": 3}<-- {"jsonrpc": "2.0", "result": 19, "id": 3}--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "subtract", "params": {"minuend": 42, "subtrahend": 23}, "id": 4}<-- {"jsonrpc": "2.0", "result": 19, "id": 4}

--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "update", "params": [1,2,3,4,5]}
--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "foobar"}

--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "foobar", "id": "1"}
<-- {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32601, "message": "Method not found"}, "id": "1"}

--> {"jsonrpc": "2.0", "method": "foobar, "params": "bar", "baz]
<-- {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32700, "message": "Parse error"}, "id": null}

--> {"jsonrpc": "2.0", "method": 1, "params": "bar"}
<-- {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32600, "message": "Invalid Request"}, "id": null}

--> [ {"jsonrpc": "2.0", "method": "sum", "params": [1,2,4], "id": "1"}, {"jsonrpc": "2.0", "method"]<-- {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32700, "message": "Parse error"}, "id": null}

--> []<-- {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32600, "message": "Invalid Request"}, "id": null}

--> [1]
<-- [ {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32600, "message": "Invalid Request"}, "id": null}]

--> [1,2,3]
<-- [ {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32600, "message": "Invalid Request"}, "id": null}, {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32600, "message": "Invalid Request"}, "id": null}, {"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32600, "message": "Invalid Request"}, "id": null}]

--> [
{"jsonrpc": "2.0", "method": "sum", "params": [1,2,4], "id": "1"},
{"jsonrpc": "2.0", "method": "notify_hello", "params": [7]},
{"jsonrpc": "2.0", "method": "subtract", "params": [42,23], "id": "2"},
{"foo": "boo"},
{"jsonrpc": "2.0", "method": "foo.get", "params": {"name": "myself"}, "id": "5"},
{"jsonrpc": "2.0", "method": "get_data", "id": "9"}
]
<-- [
{"jsonrpc": "2.0", "result": 7, "id": "1"},
{"jsonrpc": "2.0", "result": 19, "id": "2"},
{"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32600, "message": "Invalid Request"}, "id": null},
{"jsonrpc": "2.0", "error": {"code": -32601, "message": "Method not found"}, "id": "5"},
{"jsonrpc": "2.0", "result": ["hello", 5], "id": "9"}
]

--> [
{"jsonrpc": "2.0", "method": "notify_sum", "params": [1,2,4]},
{"jsonrpc": "2.0", "method": "notify_hello", "params": [7]}
]
<-- //Nothing is returned for all notification batches

使用rpc开头的方法名是系统扩展方法，且不能用于其他场合。每一个系统扩展都在相关声明中定义。系统扩展是可选的。

1）如何撰写一个规范，或者说一个规范由哪些部分组成，本规范是一个很好的模版
2）如何做前后兼容。jsonrpc的兼容方式很简单，在请求头部扩展一个jsonrpc的版本号即可。如果是良好的设计，在1.0的时候就应该加上此字段。
3）严谨性。比如，我们不能简单的使用Null作为id参数来表示通知，服务端解析id失败也返回Null的id，无法区分这两种情形。
4）批处理。一个好的设计必然要考虑多任务的批处理，在设计批处理时，需要考虑数据的解析，服务器可能不按序处理，以及可能并发处理，需要考虑不同的请求在不同的时许下处理可能产生的影响
5）举例。和测试用例的设计有点类似，尽可能覆盖全面

JSON-RPC 2.0 Specification

② 各区块链架构的横向比较

各区块链架构的横向比较
时常听人们谈起区块链，从 2009 年比特币诞生至今，各式各样的区块链系统或基于区块链的应用不断被开发出来，并被应用到大量的场景中，而区块链技术本身也在不停地变化和改进。
区块链又被称为分布式账本，与之对应的则是中心化账本，比如银行。与中心化账本不同的是，分布式账本依靠的是将账本数据冗余存储在所有参与节点中，来保证账本的安全性。简单地说，区块链会用到三种底层技术：点对点网络技术、密码学技术和分布式一致性算法。而通常，区块链系统还会“免费附赠”一种被称为智能合约的功能。智能合约虽然不是区块链系统的必要组成部分，但由于区块链天生所具备的去中心化特点，使它可以很好地为智能合约提供可信的计算环境。
为了适应不同场景的需求，区块链系统在实际应用的过程中往往会需要进行各种改造，以满足特定业务的要求，比如身份认证、共识机制、密钥管理、交易频次、响应时间、隐私保护、监管要求等。而实际应用区块链系统的公司往往没有进行这种改造的能力，于是市场上慢慢出现了一些用于定制专用区块链系统的框架，采用这些框架就可以很方便地定制出适用于企业自身业务的区块链系统。
本文将对目前市场上几个典型的区块链框架进行横向对比，看看它们都有哪些特点，以及它们之间到底有哪些区别。为了保持对比的公正性，本文将只针对开源的区块链框架进行讨论。
各区块链架构的简单介绍
1、比特币
比特币(bitcoin)源自一名叫做中本聪(Satoshi Nakamoto)的人在 2008 年发表的一篇名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-PeerElectronic Cash System)的论文，文中描述了一种被他称为“比特币”的电子货币及其算法。在之后的几年里，比特币不断成长和成熟，而它的底层技术也逐渐被人们认识并抽象出来，这就是区块链技术。比特币作为区块链的鼻祖，在区块链的大家族中具有举足轻重的地位，基于比特币技术开发出的山寨币(altcoins)的数量有如天上繁星，数不胜数。
从论文中可以得知，中本聪设计比特币的目的，就是希望能够实现一种完全基于点对点网络的电子现金系统，使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的中介机构。总结来说，他希望比特币的设计能够实现以下这些目标：
● 不需要中央机构就可以发行货币
● 不需要中介机构就可以支付
● 保持使用者的匿名性
● 交易无法被撤销
从电子现金系统的角度来看，以上这些目标在比特币中基本都得到了实现，但是依然有一些技术问题有待解决，比如延展性攻击、区块容量限制、区块分叉、扩展性等。
在应用场景方面，目前大量的数字货币项目都是基于比特币架构来设计的，此外还有一些比较实际的应用案例，比如彩色币、t? 等。
彩色币(coloredcoin)，通过仔细跟踪一些特定比特币的来龙去脉，可以将它们与其他的比特币区分开来，这些特定的比特币就叫作彩色币。它们具有一些特殊的属性，从而具有与比特币面值无关的价值，利用彩色币的这种特性，使得开发者可以在比特币网络上创建其它的数字资产。彩色币本身就是比特币，存储和转移不需要第三方，可以利用已经存在的比特币的基础。
t? 是比特币区块链在金融领域的应用，是美国在线零售商 Overstock 推出的基于区块链的私有和公有股权交易平台。
2、以太坊
以太坊(ethereum) 的目标是提供一个带有图灵完备语言的区块链，用这种语言可以创建合约来编写任意状态转换功能，用户只要简单地用几行代码来实现逻辑，就能够创建一个基于区块链的应用程序，并应用于货币以外的场景。
以太坊的设计思想是不直接“支持”任何应用，但图灵完备的编程语言意味着理论上任意的合约逻辑和任何类型的应用都可以被创建出来。总结来说，以太坊在比特币的设计目标之外，还需要实现以下几个目标：
● 图灵完备的合约语言
● 内置的持久化状态存储
目前基于以太坊的合约项目已达到数百个，比较有名的有 Augur、TheDAO、Digix、FirstBlood 等。
Augur 是一个去中心化的预测市场平台，基于以太坊区块链技术。用户可以用数字货币进行预测和下注，依靠群众的智慧来预判事件的发展结果，可以有效地消除对手方风险和服务器的中心化风险。
限于篇幅，基于以太坊智能合约平台的项目就不多介绍了。基于以太坊的代码进行改造的区块链项目也有不少，但几乎都是闭源项目，只能依靠一些公开的特性来推断，所以就不在本文展开讨论了。
3、Fabric
Fabric 是由 IBM 和 DAH 主导开发的一个区块链框架，是超级帐本的项目成员之一。它的功能与以太坊类似，也是一个分布式的智能合约平台。但与以太坊和比特币不同的是，它从一开始就是一个框架，而不是一个公有链，也没有内置的代币(token)。
超级账本(hyperledger)是 Linux 基金会于 2015 年发起的推进区块链技术和标准的开源项目，加入成员包括：荷兰银行(ABN AMRO)、埃森哲(Accenture)等十几个不同利益体，目标是让成员共同合作，共建开放平台，满足来自多个不同行业各种用户案例，并简化业务流程。
作为一个区块链框架，Fabric 采用了松耦合的设计，将共识机制、身份验证等组件模块化，使之在应用过程中可以方便地替换成自定义的模块。除此之外，Fabric 还采用了容器技术，将智能合约代码(chaincode)放在 docker 中运行，从而使得智能合约可以用几乎任意的高级语言来编写。
以下是 Fabric 的一些设计目标：
● 模块化设计，组件可替换
● 运行于 docker 的智能合约
目前已经有不少采用 Fabric 架构进行开发的概念验证(POC)项目在实施过程中，其中不乏一些金融机构做出的尝试，不过由于项目刚刚起步，还没有比较成熟的落地应用。
4、DNA
DNA(Distributed Networks Architecture，分布式网络架构)，是由总部位于上海的区块链创业公司“分布科技”开发的区块链架构，可以同时支持公有链、联盟链、私有链等不同应用类型和场景，并快速与业务系统集成。
与以太坊、Fabric不同的是，DNA 在系统底层实现了对多种数字资产的支持，用户可以直接在链上创建自己的资产类型，并用智能合约来控制它的发行逻辑。对于绝大部分的区块链应用场景，数字资产是必不可少的，而为每一种数字资产都开发一套基于智能合约的转账、发行逻辑是非常浪费且低效的。因此，由区块链底层提供直接的数字资产功能是十分必要的。而对于那些完全不需要数字资产的应用场景，同样可以基于 DNA 提供的智能合约架构来编写任意的自定义逻辑来实现。
DNA 的设计目标主要有以下几点：
● 多种数字资产的底层支持
● 图灵完备的智能合约和状态持久化
● 跨链互操作性
● 交易的最终性
目前已有不少金融机构采用 DNA 架构来进行区块链概念验证产品的开发。除此之外，还有一些已经落地的区块链项目，如小蚁区块链、法链等。
小蚁(antshares)是一个定位于资产数字化的公有链，将实体世界的资产和权益进行数字化，通过点对点网络进行登记发行、转让交易、清算交割等金融业务的去中心化网络协议。它采用社区化开发的模式，在架构上与 DNA 保持一致，从而可以与任何基于DNA 的区块链系统发生跨链互操作。
法链是全球第一个大规模商用的法律存证区块链，一个底层基于 DNA区块链技术，并由多个机构参与建立和运营的证据记录和保存系统。该系统没有中心控制点，且数据一旦录入，单个机构或节点无法篡改，从而满足司法存证的要求。
5、Corda
Corda 是由一家总部位于纽约的区块链创业公司 R3CEV 开发的，由其发起的 R3区块链联盟，至今已吸引了数十家巨头银行的参与，其中包括富国银行、美国银行、纽约梅隆银行、花旗银行、德国商业银行、德意志银行、汇丰银行、三菱 UFJ 金融集团、摩根士丹利、澳大利亚国民银行、加拿大皇家银行、瑞典北欧斯安银行（SEB）、法国兴业银行等。
从 R3 成员的组成上也可以看出，Corda 是一款专门用于银行与银行间业务的区块链架构。尽管 R3 自己声称 Corda 不是区块链，但从各项特征来看，它具备区块链的一些特性。
技术对比
1、数字资产
接下来，将对前文中提到的这些区块链框架进行一系列的技术对比，并从多个维度展开介绍它们的区别与相似之处。

区块链的内置代币通常是一种经济激励模型和防止垃圾交易的手段。比特币天生就有且只有一种内置代币，所以在比特币系统中所有的“交易”本质上都是转账行为，除非通过外部的协议层来给比特币增加额外的数字资产。
以太坊和 DNA 具有内置代币，它们的作用除了以上提到的经济激励和防止垃圾交易之外，还具有为系统内置功能提供一个收费的渠道。比如以太坊的智能合约运行需要消耗 GAS，而 DNA 的数字资产创建也需要消耗一定的代币。
以太坊和 Fabric 没有内置的多种数字资产支持，而是通过智能合约来实现相应的功能。这种方式的好处在于，系统设计可以做到非常简洁，而且资产的行为可以任意指定，自由度极高。然而这样的设计也会带来一系列的负面影响，比如所有的资产创建者不得不自己编写重复的业务逻辑，而用户也没有办法通过统一的方式去操作自己的资产。
相比之下，DNA 和 Corda 采用了在底层支持多种数字资产的方式，让资产创建者可以方便地创建自己的资产类型，而用户也可以在同一个客户端中管理所有的资产。对于逻辑更加复杂一点的业务场景来说，他们同样可以利用智能合约来强化资产的功能，或者创建一种与资产无关的业务逻辑。
2、账户系统

UTXO(Unspent Transaction Output)是这样一种机制：每一枚数字货币都会被登记在一个账户的所有权之下，一枚数字货币有两种状态，即要么还没有被花费，要么已经被花费。当需要使用一枚数字货币的时候，就将它的状态标记为已经花费，并创造一枚新的与之等额的数字货币，将它的所有权登记到新的账户之下。在这个过程中，被标记为已花费的数字货币就被称为交易的输入，而创造出来的新的数字货币被称为交易的输出，在一笔交易中，可以包含多个输入和多个输出，但是输入之和与输出之和必须相等。要计算一个账户的余额时，只要将所有登记在该账户下的数字货币的面额相加即可得出。
比特币和 Corda 就采用了 UTXO 这样一种账户机制，而以太坊则采用了更加直观的余额机制：每个账户有一个状态，状态中直接记录了账户当前的余额，转账的逻辑就是从一个账户中减去一部分余额，并在另一个账户中加上相应的余额，减去的部分和加上的部分必须相等。DNA 在账户机制上同时兼容这两种模式。
那么 UTXO 模式和余额模式，究竟有什么优缺点呢？UTXO 最大的好处就是，基于 UTXO 的交易可以并行验证且任意排序，因为所有的 UTXO 之间都是没有关联的，这对区块链未来的伸缩性是有很大帮助的，而基于余额的设计就没有这个优势了；反过来，余额设计的优点是设计思想非常简洁和直觉化，便于程序实现，特别是在智能合约中，要处理 UTXO 的状态是非常困难的。这也是为什么以智能合约为主要功能的以太坊选择余额设计的原因，而比特币、OnchainDNA、Corda 这些以数字资产为核心的架构则更倾向于 UTXO 设计。
关于身份认证，比特币和以太坊基本没有身份认证的设计，原因很简单，因为这两者的设计思想都是强调隐私和匿名，而反对监管和中心化，而身份认证就势必要引入一些中心或者弱化的中心机构。Fabric、DNA 和 Corda 不约而同地选择了采用数字证书来对用户身份进行认证，原因在于这三者都有应用于现有金融系统的设计目标，而金融系统必然要考虑合规化并接受监管，此外现有的金融系统已经大范围地采用数字证书方案，这样便可以和区块链系统快速集成。

③ 区块链技术架构有些什么课程介绍

目前市场上区块链培训课程跨度很大，课程内容和授课形式也是五花八门。

区块链

1、编程基础入门

计算机软硬件基础、字符集及字符编码、HTML+CSS（含HTML5+CSS3）、ECMA + BOM + DOM、jQuery、node.js、Ajax及Express

2、Go编程语言

Go基本语法、流程控制、函数及数据、错误处理、Go面向对象编程、Go并发编程、Go网络编程、Go安全编程、Go进阶编程（goroutine、channel）、数据库MySQL、LevelDB

3、区块链1.0——比特币Bitcoin

比特币原理、比特币系统架构、密码算法（Go语言实现）、共识算法（Go语言实现）、比特币交易原理及交易脚本、比特币RPC编程（node.js实现）、比特币源码解析

4、区块链2.0——以太坊Ethereum

以太坊工作原理及基础架构、以太坊基本概念（账户、交易、Gas）、以太坊钱包Mist及Metamask、以太坊交易、ERC20标准Token开发部署、以太坊开发IDE——remix-ide、智能合约与Solidity、Solidity部署、备份及调用、框架技术：truffle及web3、DApp开发实战、Geth

5、区块链3.0——超级账本之Fabric

超级账本项目介绍、Fabric部署和使用、Fabric配置管理、Fabric架构设计、Fabric CA应用与配置、应用开发实战。

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。

④ 区块链技术概念

区块链技术概念

区块链技术概念，现如今，区块链已经成为大部分人关注的领域，很多企业也早已深入其中研究该技术情况，但是还有人对于它不是很了解，下面我分享一篇关于区块链技术概念的相关信息。

区块链的基本概念和工作原理

1、基本概念

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新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

区块链Blockchain、是比特币的一个重要概念，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。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性防伪、和生成下一个区块。

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。

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

2、工作原理

区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。 其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。

区块链主要解决的交易的信任和安全问题，因此它针对这个问题提出了四个技术创新：

1、分布式账本，就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。

跟传统的分布式存储有所不同，区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据，传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。 [8]

没有任何一个节点可以单独记录账本数据，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。

2、非对称加密和授权技术，存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

3、共识机制，就是所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。

区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点，其中“少数服从多数”并不完全指节点个数，也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时，所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。以比特币为例，采用的是工作量证明，只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下，才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候，这基本上不可能，从而杜绝了造假的可能.

4、智能合约，智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例，如果说每个人的信息包括医疗信息和风险发生的信息、都是真实可信的，那就很容易的在一些标准化的保险产品中，去进行自动化的理赔.

3、其它

互联网交换的是信息，区块链交换的是价值。人类历史和互联网历史可以用八个字理解：分久必合合久必分，到了分久必合的时代，网络信息全部散在互联网上面，大家要挖掘信息非常不容易，这时会出现像谷歌和脸 书等的平台，它做的唯一的事情就是把我们所有的信息重新组合了一下。互联网时代垄断巨头们重组的就是信息，并不是产生自己的信息，产生的信息完全是我们个人。一旦信息重组，就会出现一个新的垄断巨人，所以就到了分久必合的时代。现在由于区块链技术产生又到了合久必分时代，又是新的多中心化，新的多中心化之后赋能产生新的价值，这些数据会在我们自己的手上，个人数据产生价值是归自己所有，这是这个时代最最激动人心的时代。

区块链的价值有哪些？低成本建立信任的机制，确立数权，解决数据的.产权。

目前区块链技术不断发展，包括现在的单链向多链发展，而且技术能够在进一步扩展，我想未来还是可能会出现，特别是在交易等方面出现颠覆性的，特别是对现有产业的很多颠覆性的场景。

区块链的本质是在不可信的网络建立可信的信息交换。

一带一路+一链。区块链更大的不是制造信任，而是让信任产生无损的传递，整个降低社会的摩擦成本，从而提高整个效益。

现在区块链本身还是初始阶段，所以包括区块链的信息传递、加密，这个过程中出现量子加密和其他加密，实际上对区块链本身所采用的加密算法攻击现象也时有发生。包括区块链也是作为一种资产的认定，数字资产的一个认定，但是现在我们很多都是用密码算法，或者是作为我们来解密的钥匙，但是如果密码忘记了，很可能你现在的资产就丢掉了，你不能够在得到你原来的这些资产，所以在资产管理，包括信息传递和一些安全这些方面，应该说都还是存在着一些隐患。当然那么从技术角度，现在我们区块链本身处理的速度，或者说本身的扩展性，因为从工作机理的角度来看，是要把整个账本要复制给所有的参与人员，所以在区块链本身的运作效率和扩展性方面还是比较受限的。这些我们觉得都还是需要进一步在技术方面有进一步的发展。

区块链平台这些底层技术，又形成包括区块链钱包、区块链浏览器、节点竞选、矿机、矿池、开发组件、开发模块、技术社区及项目社群等一系列的生态系统，这些生态系统的完善程度直接决定着区块链底层平台的使用效率和效果。

4、蒙代尔的不可能三角

去中心化、高效、安全，不可能实现三者全部同时达到极致。

区块链的本质是一种分布式记账技术，与之相对的是中心式记账技术，中心式记账技术在我们目前的生活中广泛存在。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新型应用模式。

区块链Blockchain、，是比特币的一个重要概念，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，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性防伪、和生成下一个区块。

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。

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

区块链技术通俗的理解就是：把“物”的前、后、左、右区块用一种技术连接成一个链条，但每个区块的原始数据不可篡改，是一种物联网范畴的、可以让参与者信任的“各个模块链动”的技术。区块链技术的应用，离不开互联道网，也离不开物联网，是建立在二者融合互动基础上的、但又让参与者各自保持独回立的去中心化、、并共同拥有这套价值链共建共享、的技术。

区块链的特征：去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改，匿名性。

区块链是一个能够传递价值的网络，对可以传递价值的网络的需求是推动区块链技术产生的重要原因。在对于保护带有所有权或者其他价值的信息需求的推动下，区块链出现了。区块链通过公私钥密码学、分布式存储等技术手段，一方面保证了带有价值的信息的高效传递，另一方面保证了这些信息在传递的过程中不会被轻易的复制篡改。

从区块链诞生的必然性来理解区块链的内涵，区块链是解决了中心化记账缺点、解决了分布式一致性问题的分布式记账技术，同时也是连接互联网升级为保证带有价值的信息安全高效传递的价值网络。

区块链： 区块链就像是一个全球唯一的帐簿，或者说是数据库，记录了网络中所有交易历史。

以太坊虚拟机(EVM)： 它让你能在以太坊上写出更强大的程序比特币上也可以写脚本程序、。它有时也用来指以太坊区块链，负责执行智能合约以及一切。

节点：你可以运行节点，通过它读写以太坊区块链，也即使用以太坊虚拟机。完全节点需要下载整个区块链。轻节点仍在开发中。

矿工：挖矿，也就是处理区块链上的区块的节点。这个网页可以看到当前活跃的一部分以太坊矿工：stats.ethdev.com。

工作量证明：矿工们总是在竞争解决一些数学问题。第一个解出答案的(算出下一个区块)将获得以太币作为奖励。然后所有节点都更新自己的区块链。所有想要算出下一个区块的矿工都有与其他节点保持同步，并且维护同一个区块链的动力，因此整个网络总是能达成共识。(注意：以太坊正计划转向没有矿工的权益证明系统(POS)，不过那不在本文讨论范围之内。)

以太币：缩写ETH。一种你可以购买和使用的真正的数字货币。这里是可以交易以太币的其中一家交易所的走势图。在写这篇文章的时候，1个以太币价值65美分。

Gas：在以太坊上执行程序以及保存数据都要消耗一定量的以太币，Gas是以太币转换而成。这个机制用来保证效率。

DApp: 以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(Decentralized App)。DApp的目标是(或者应该是)让你的智能合约有一个友好的界面，外加一些额外的东西，例如IPFS可以存储和读取数据的去中心化网络，不是出自以太坊团队但有类似的精神)。DApp可以跑在一台能与以太坊节点交互的中心化服务器上，也可以跑在任意一个以太坊平等节点上。(花一分钟思考一下：与一般的网站不同，DApp不能跑在普通的服务器上。他们需要提交交易到区块链并且从区块链而不是中心化数据库读取重要数据。相对于典型的用户登录系统，用户有可能被表示成一个钱包地址而其它用户数据保存在本地。许多事情都会与目前的web应用有不同架构。)

以太坊客户端，智能合约语言

编写和部署智能合约并不要求你运行一个以太坊节点。下面有列出基于浏览器的IDE和API。但如果是为了学习的话，还是应该运行一个以太坊节点，以便理解其中的基本组件，何况运行节点也不难。

运行以太坊节点可用的客户端

以太坊有许多不同语言的客户端实现即多种与以太坊网络交互的方法、，包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。为什么需要这么多实现？不同的实现能满足不同的需求例如Haskell实现的目标是可以被数学验证、，能使以太坊更加安全，能丰富整个生态系统。

在写作本文时，我使用的是Go语言实现的客户端geth (go-ethereum)，其他时候还会使用一个叫testrpc的工具, 它使用了Python客户端pyethereum。后面的例子会用到这些工具。

关于挖矿：挖矿很有趣，有点像精心照料你的室内盆栽，同时又是一种了解整个系统的方法。虽然以太币现在的价格可能连电费都补不齐，但以后谁知道呢。人们正在创造许多酷酷的DApp, 可能会让以太坊越来越流行。

交互式控制台:客户端运行起来后，你就可以同步区块链，建立钱包，收发以太币了。使用geth的一种方式是通过Javascript控制台。此外还可以使用类似cURL的命令通过JSON RPC来与客户端交互。本文的目标是带大家过一边DApp开发的流程，因此这块就不多说了。但是我们应该记住这些命令行工具是调试，配置节点，以及使用钱包的利器。

在测试网络运行节点: 如果你在正式网络运行geth客户端，下载整个区块链与网络同步会需要相当时间。你可以通过比较节点日志中打印的最后一个块号和stats.ethdev.com上列出的最新块来确定是否已经同步。) 另一个问题是在正式网络上跑智能合约需要实实在在的以太币。在测试网络上运行节点的话就没有这个问题。此时也不需要同步整个区块链，创建一个自己的私有链就勾了，对于开发来说更省时间。

Testrpc:用geth可以创建一个测试网络，另一种更快的创建测试网络的方法是使用testrpc. Testrpc可以在启动时帮你创建一堆存有资金的测试账户。它的运行速度也更快因此更适合开发和测试。你可以从testrpc起步，然后随着合约慢慢成型，转移到geth创建的测试网络上 - 启动方法很简单，只需要指定一个networkid：geth --networkid "12345"。这里是testrpc的代码仓库，下文我们还会再讲到它。

接下来我们来谈谈可用的编程语言，之后就可以开始真正的编程了。写智能合约用的编程语言用Solidity就好。

要写智能合约有好几种语言可选：有点类似Javascript的Solidity, 文件扩展名是.sol. 和Python接近的Serpent, 文件名以.se结尾。还有类似Lisp的LLL。Serpent曾经流行过一段时间，但现在最流行而且最稳定的要算是Solidity了，因此用Solidity就好。听说你喜欢Python? 用Solidity。

solc编译器: 用Solidity写好智能合约之后，需要用solc来编译。它是一个来自C++客户端实现的组件又一次，不同的实现产生互补、，这里是安装方法。如果你不想安装solc也可以直接使用基于浏览器的编译器，例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。后文有关编程的部分会假设你安装了solc。

web3.js API. 当Solidity合约编译好并且发送到网络上之后，你可以使用以太坊的web3.js JavaScript API来调用它，构建能与之交互的web应用。

⑤ Quorum介绍（一）：Quorum整体结构概述

一句话概括，就是企业级以太坊模型。与传统的以太坊模型不同，Quorum既然是企业级应用，那么准入门槛、共识处理以及交易的安全机制上一定与传统的公链模型不同。稍后我们也将从以下几个方面详细介绍Quorum的结构模型和核心功能特色。

Quorum本身支持两种交易状态

两种交易核心不同就是内容是否加密。为了区别两种交易的类型，Quorum在每笔交易的签名中设置了一个特殊的value值，当签名中的value值为27或28时，表示这是一笔公开交易，如果是37或者38则是一笔私密交易。私密交易的内容会被加密，只有具有解密能力的节点才能获得具体的交易内容。

所以最终每个节点会有两套账本：一个是所有人都一样的公有账本，另一个是自己本地存储的私有账本。

所以Quorum的账本状态改变机制 允许以下几种情况的调用

s 表示交易发起者，(X) 表示私密， X表示公开

上述公式可以翻译为：

Quorum 不允许以下两种情况的调用

Quorum具体的状态状态校验（世界状态）可以调用RPC方法 eth_storageRoot(address[, blockNumber]) -> hash

Quorum核心分为两大块：Node节点和隐私管理。

Quorum节点本身是一个轻量版的Geth。沿用Geth可以发挥以太坊社区原有的研发优势，因此Quorum会随着Geth未来的版本更新而更新。

Quorum节点基于Geth做了一下改动：

Constellation和Tessera（以下简称C&T）是一种用Java和Haskell实现的安全传输信息模型，他们的作用就像是网络中的信息传输代理（MTA, Message Transfer Agent）所有消息的传输都通过会话信息秘钥进行加密

C&T其实是一种多方参与网络中实现个人消息加密的常用组件，在许多应用中都很常见，并不是区块链领域专有技术（笔者注，其实区块链本身就是各种技术的大杂烩，我们很难专门找到一门技术，说它就是区块链 ）。C&T主要包括两个子模块：

交易管理模块主要负责交易的隐私，包括存储私密交易数据、控制私密交易的访问、与其他参与者的交易管理器进行私密交易载荷的交换。Transaction Manager 本身并不涉及任何私钥和私钥的使用，所有数字加密模块的功能都由The Enclave来完成。

Transaction Manager属于静态/Restful模组，能够非常容易的被加载。

分布式账本协议通常都会涉及交易验证、参与者授权、历史信息存储（通过hash链）等。为了在加密这一方面实现平行操作的性能扩展和，所有公私钥生成、数据的加密/解密都由Enclave模块完成。

⑥ 区块链是是什么技术，对我们的生活和社会有什么影响

什么是区块链技术？

在讨论如何在日常生活应用区块链之前，让我们先谈谈区块链是什么，它是如何工作的？

区块链是一个开放的分布式数据库，本质上是一个用于存储信息（数据）的计算机文件。

区块链的名称来自其结构特征：文件由数据块组成，每个块都链接到前一个块，形成一个链，每个区块均包含数据，如交易记录以及该区块何时被编辑或创建的记录，信息（数据）都盖有时间戳，这就是区块链的由来。

至关重要的是，不同于公司或政府机构拥有的集中化数据库，区块链不受任何人或实体的控制，数据在多台计算机上完整地复制（分发）。

因为它是一种分散式存储和访问数据的方式，这使它变得异常安全。因为与集中式数据库不同，攻击者没有一个单一的入口点，数据的安全性更有保障。

除了去中心化和安全这两大特点，使区块链成为一项区别于其它技术的领先技术的特点还有：

不可篡改性：一旦进入区块链，任何信息都无法更改，甚至管理员也无法修改此信息。它使区块链具有易于审核的优势。

可访问：网络中的所有节点都可以轻松访问信息。

无第三方：区块链可以帮助点对点交易，因此，无论您是在交易还是交换资金，都无需第三方的批准。区块链本身就是一个平台。

区块链技术的影响？

一、区块链技术公开、不可篡改的属性，为去中心化的信任机制提供了可能，具备改变金融基础架构的潜力，各类金融资产，如股权、债券、票据、仓单、基金份额等均可以被整合进区块链账本中，成为链上的数字资产，在区块链上进行存储、转移、交易。使其在金融领域的应用前景广阔。例如，在跨境支付、保险理赔、证券交易、票据等方面有了典型的应用。

二、目前的物联网生态体系，依赖中心化的网络管理架构，所有的设备都是通过云服务器连接。随着网络规模的扩大，中心化云服务器、大型服务器和网络设备的基础设施和维护方面将占用高昂成本。

在去中心化的物联网中，区块链是发生互动的设备间促进交易处理和协作的框架，网络上的每个设备都可以作为一个独立、微型的商业主体运行。

三、公共服务是促进经济增长和社会进步的因素，公共服务的供给对政治、经济、社会发展过程中各类主体及制度、文化、态度、行为等都会产生重要影响。传统的公证依赖政府，而有限的数据维度、未建立的历史数据信息链常常导致政府、学校无法获得完整有效的信息。利用区块链可以建立不可篡改的数字化证明。在数字版权、知识产权、证书以及公益领域都可以建立全新的认证机制，改善公共服务领域的管理水平。

⑦ 开发区块链使用什么框架Substrate

区块链开发很复杂。它涉及复杂的技术（包括先进的密码学和分布式网络通信）你必须掌握这些技术，以便为应用程序的运行和用户的信任提供一个安全平台。还有一些围绕规模、治理、互操作性和可升级性的棘手问题需要解决。这种复杂性为开发者创造了一个需要克服的高门槛。考虑到这一点，要回答的第一个问题是：你想建立什么？

Substrate并不完全适合每一个用例、应用程序或项目。然而，如果你想建立一个区块链，那么Substrate可能是一个完美的选择。

Substrate是一个软件开发工具包（SDK），专门为您提供所有区块链的基本组件，使您能够专注于制作使您的链独特和创新的逻辑。与其他分布式账本平台不同，Substrate是。

大多数区块链平台都有非常紧密的耦合、意见一致的子系统，很难脱钩。在基于另一个区块链分叉的链上也有风险，这些非常明显的耦合会从根本上破坏区块链系统本身。

Substrate是一个完全模块化的区块链框架，让你通过选择适合你的项目的网络堆栈、共识模型或治理方法，或通过创建你自己的组件，组成一个有明确解耦组件的链。

通过Substrate，你可以部署一个为你的规格设计和建造的区块链，但也可以随着你不断变化的需求而发展。

所有的Substrate架构和工具都在开源许可下提供。Substrate框架的核心组件使用开放协议，如libp2p和jsonRPC，同时授权你决定你想定制多少区块链架构。Substrate还有一个庞大的、活跃的、有帮助的开发者社区，为生态系统做出贡献。来自社区的贡献增强了可用的能力，使您能够随着区块链的发展将其纳入自己的区块链中。

大多数区块链平台提供的与其他区块链网络互动的能力有限。所有基于Substrate的区块链都可以通过跨共识信息传递（XCM）与其他区块链进行互操作。Substrate可用于创建作为独立网络的链（单人链），或与中继链紧密耦合，以分享它的安全，作为一个准链。

Substrate是为可升级、可组合和可适应而建立的。状态转换逻辑--Substrate runtime--是一个独立的WebAssembly对象。节点可以被赋予在特定条件下完全改变运行时本身的能力，在整个网络范围内诱发运行时升级。因此，"forkless "升级是可能的，因为在大多数情况下，节点不需要采取任何行动就可以使用这个新的运行时。随着时间的推移，网络的运行时协议可以无缝地，也许是彻底地，随着用户的需求而发展。

⑧ 区块链技术框架有哪些

当前主流的区块链架构包含六个层级：网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调，主要用途将在下一节中详述。
网络层：区块链网络本质是一个P2P（Peer-to-peer点对点）的网络，网络中的资源和服务分散在所有节点上，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入。每一个节点既接收信息，也产生信息，节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息，当一个节点创造出新的区块后便以广播的形式通知其他节点，其他节点收到信息后对该区块进行验证，并在该区块的基础上去创建新的区块，从而达到全网共同维护一个底层账本的作用。所以网络层会涉及到P2P网络，传播机制，验证机制等的设计，显而易见，这些设计都能影响到区块信息的确认速度，网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向；
数据层：区块链的底层数据是一个区块+链表的数据结构，它包括数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中数据区块、链式结构都可作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改进方向。
共识层：它是让高度分散的节点对区块数据的有效性达到快速共识的基础，主要的共识机制有POW（Proof Of Work工作量证明机制），POS（Proof of Stake权益证明机制），DPOS（Delegated Proof of Stake委托权益证明机制）和PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance实用拜占庭容错）等，它们一直是区块链技术可扩展方案中的重头戏。
激励层：它是大家常说的挖矿机制，用来设计一定的经济激励模型，鼓励节点来参与区块链的安全验证工作，包括发行机制，分配机制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并无直接联系。
合约层：主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能合约等。第一代区块链严格讲这一层是缺失的，所以它们只能进行交易，而无法用于其他的领域或是进行其他的逻辑处理，合约层的出现，使得在其他领域使用区块链成为了现实，以太坊中这部分包括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这个层级的改进貌似给区块链可扩展提供了潜在的新方向，但结构上来看貌似并无直接联系
应用层：它是区块链的展示层，包括各种应用场景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端，web端，或是是融合进现有的服务器，把当前的业务服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区块链可扩展提供了潜在的新方向，但结构上来看貌似并无直接联系。
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