区块链知识点
区块链通过哈希函数、数字签名等密码学技术保证数据的不可篡改性、完整性和真实性，通过 Bloom 过滤器指定交易搜索模式、完成快速检索功能，基于 P2P 网络传输区块和交易等数据。
一些全局知识点（从论文获得）
- 区块链通过集成P2P协议、非对称加密、共识机制、块链结构等多种技术，解决了数据的可信问题。
- 通过应用区块链技术，无需借助任何第三方可信机构，互不了解、互不信任的多方可实现可信、对等的价值传输。
广义的区块链技术则是利用加密链式区块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、利用自动化脚本代码(智能合约) 来编程和操作数据的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式。
- 区块链总体知识：
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区块链平台可分为公有链和联盟链两类：公有链中所有的节点可自由地加入或退出；而联盟链中的节点必须经过授权才可加入。因此，公有链的节点通常是匿名的，而联盟链需要提供成员管理服务以对节点身份进行审核。公共链是完全去中心化的区块链, 分布式系统的任何节点均可参与链上数据的读写、验证和共识过程, 并根据其PoW 或PoS 贡献获得相应的经济激励。联盟链
则是部分去中心化(或称多中心化) 的区块链, 适用于多个实体构成的组织或联盟, 其共识过程受到预定义的一组节点控制。 -
区块链平台整体上可划分为网络层、共识层、数据层、智能合约层和应用层五个层次。
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区块链基于两种哈希结构保障了数据的不可篡改性，即Merkle树和区块链表。
比特币区块链的两种哈希结构：
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网络层封装了区块链系统的组网方式、消息传播协议和数据验证机制等要素。
组网方式：一般采用对等式网络（P2P网络）
数据传播协议：任一区块数据生成后，将有生成该数据的节点广播到全网其他所有的节点来加以验证。
数据验证机制：P2P网络中的每个节点都时刻监听比特币网络中广播的数据与新区块。
- 共识机制 （共识算法）：
分别介绍适用于公有链的PoW机制和适用于联盟链的PBFT算法。
- PoW机制可有效应对女巫攻击，其依靠分布式节点间的算力竞争来保证全网区块链数据的一致性和安全性。PoW共识机制同时存在着显著的缺陷，其强大的算力造成的资源浪费（如电力）历来为研究者所诟病，而且长达10分钟的交易确认时间使其相对不适合小额交易的商业应用。
- PoS机制无需矿工购买矿机、消耗电力及进行无意义的计算，而是根据矿工在区块链中拥有的股权（即数字货币量）来决定其挖矿的难度。
- 联盟链更适合应用无需消耗计算资源和电力能源的PBFT算法。PBFT算法可容忍恶意节点不超过全网节点数量的１／３，即如果有超过２／３的正常节点，就可保障数据的一致性和安全性。
- 加密算法：
非对称加密: 非对称加密是为满足安全性需求和所有权验证需求而集成到区块链中的加密技术。
非对称加密通常在加密和解密过程中使用两个非对称的密码, 分别称为公钥和私钥. 非对称密钥对具有两个特点, 首先是用其中一个密钥(公钥或私钥) 加密信息后, 只有另一个对应的密钥才能解开; 其次是公钥可向其他人公开、私钥则保密, 其他人无法通过该公钥推算出相应的私钥.
一般用于比特币交易的加密；数字签名场景；登录认证场景。
- 智能合约：
智能合约：“智能合约是一套以数字形式定义的承诺，承诺控制着数字资产并包含了合约参与者约定的权利和义务，由计算机系统自动执行。”
“智能合约程序不只是一个可以自动执行的计算机程序，它本身就是一个系统参与者，对接收到的信息进行回应，可以接收和储存价值，也可以向外发送信息和价值。这个程序就像一个可以被信任的人，可以临时保管资产，总是按照事先的规则执行操作。”
智能合约：只需要提前规定好合约内容，程序就会在触发合约条件的时候自动执行合约内容。
智能合约层：智能合约是一种用算法和程序来编制合同条款、部署在区块链上且可按照规则自动执行的数字化协议。
- 区块链的应用场景：
数字货币、数据储存、数据鉴证、金融交易、资产管理和选举投票。
数据储存：
区块链的高冗余存储(每个节点存储一份数据)、去中心化、高安全性和隐私保护等特点使其特别适合存储和保护重要隐私数据, 以避免因中心化机构遭受攻击或权限管理不当而造成的大规模数据丢失或泄露.
利用区块链来存储个人健康数据(如电子病历、基因数据等) 是极具前景的应用领域, 此外存储各类重要电子文件(视频、图片、文本等) 乃至人类思想和意识等也有一定应用空间。
数据鉴证：
区块链数据带有时间戳、由共识节点共同验证和记录、不可篡改和伪造.
可广泛应用于各类数据公证和审计场景. 例如, 区块链可以永久地安全存储由政府机构核发的各类许可证、登记表、执照、证明、认证和记录等,并可在任意时间点方便地证明某项数据的存在性和一定程度上的真实性. 包括德勤在内的多家专业审计公司已经部署区块链技术来帮助其审计师实现低成本和高效地实时审计。
金融交易：
区块链可以在去中心化系统中自发地用,产生信用, 能够建立无中心机构信用背书的金融市场。
资产管理：
对于无形资产来说, 基于时间戳技术和不可篡改等特点, 可以将区块链技术应用于知识产权保护、域名管理、积分管理等领域; 而对有形资产来说,通过结合物联网技术为资产设计唯一标识并部署到区块链上, 能够形成“数字智能资产”，实现基于区块链的分布式资产授权和控制。
选举投票：
基于区块链的分布式共识验证、不可篡改等特点, 可以低成本高效地实现政治选举、企业股东投票等应用; 同时, 区块链也支持用户个体对特定议题的投票.
- 区块链的现存问题：
安全问题（共识算法不够完善、加密算法随着量子计算等超级算力的出现而薄弱、隐私保护也存在安全性风险）；
效率问题（区块膨胀问题和交易效率问题）；
资源问题（PoW 共识过程高度依赖区块链网络节点贡献的算力, 这些算力主要用于解决SHA256 哈希和随机数搜索, 除此之外并不产生任何实际社会价值，一般认为这些算力是被浪费掉了）；
博弈问题（恶性竞争引发不良结局）。
参考：
论文1：《区块链技术：架构及进展》DOI号10.11897/SP.J.1016.2018.00969
论文2：袁勇, 王飞跃. 区块链技术发展现状与展望. 自动化学报, 2016, 42(4): 481¡494