区块链特点与链式数据结构

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区块链顾名思义有两个概念区块、链条,即数据存储在一个个区块内,区块按照时间顺序相连方式组合成的链式数据结构,链式数据结构完整的相同的存储在网络的多个节点。

一、区块链的特点
“区块链的存在形式”图发现区块链是分布式数据存储、点对点交互,通过共识机制实现信息的开放性、自治性,数据信息一经被达成共识写入链式结构将不可被篡改。
去中心化:分布式核算和存储,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。
开放性:系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口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。
自治性:区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。
信息不可篡改:一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。
匿名性:节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),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。
二、区块链的基础架构
一般来说,区块链是由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层6层结构组成,数据层主要对信息数据的记录、存储,封装了通过时间戳记录的数据区块、链式结构、哈希函数、Merkle树和非对称加密,网络层封装了P2P网络、传播机制和验证机制,共识层封装了网络节点的共识算法机制,目前共识算法主要有PoW、PoS、DPoS等等,激励层主要对于经济因素集成到区块链体系,一般为经济激励的的发行机制和分配机制,合约层主要封装了区块链的各类可编程脚本、算法机制和智能合约,应用层是对区块链的应用场景扩展。

三、区块链的核心技术
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:
一是分布式账本,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。不同于传统的中心化记账方案,没有任何一个节点可以单独记录账目,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。另一方面,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。
二是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。
三是共识机制,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。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。
四是智能合约,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。
四、区块链的应用场景
区块链+金融
区块链+互联网管理
区块链+能源
区块链+政府
区块链+医疗
区块链+版权
区块链+物联网
区块链+农业
区块链+慈善
区块链+其他
五、区块链的发展历程
区块链的进化方式是从1.0到2.0再到3.0:
区块链1.0是以比特币为代表的数字货币应用,其场景包括支付、流通等货币职能,主要解决货币和支付手段的去中心化。
区块链2.0是数字货币与智能合约相结合,对金融领域更广泛的场景和流程进行优化的应用,用来注册、确认和转移各种不同类型的资产及合约,如各种金融交易、公共记录、私人记录等,从而更宏观地对整个市场去中心化。
区块链3.0超出金融领域,为各种行业提供去中心化解决方案,超越经济领域,实现全球范围内日趋自动化的物理资源和人力资产的分配,促进科学、健康、教育等领域的大规模协作。

在不久的未来,我们将生活在区块链网络中,万物都有迹可循,所有资产都可以在区块链中被证明,生活中没有现金、没有贪污腐败,社会去中心化、去信任化,每个人都无需再去为“证明你妈是你妈”而烦恼。

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