區(qū)塊鏈技術(shù)經(jīng)過2017年一年的發(fā)酵，經(jīng)由比特幣的一路助跑，區(qū)塊鏈已經(jīng)正式進(jìn)入人們的視野，各個(gè)行業(yè)紛紛宣布擁抱區(qū)塊鏈，很多人還一度堅(jiān)信區(qū)塊鏈技術(shù)簡直就是“黑科技”。今天我們就來揭開這款“黑科技”的神秘面紗吧。

什么是區(qū)塊鏈？

區(qū)塊鏈?zhǔn)侵竿ㄟ^去中心化和去信任的方式集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案。

什么是區(qū)塊鏈技術(shù)？

區(qū)塊鏈技術(shù)簡稱BT，也被稱之為分布式賬本技術(shù)，是一種互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)。簡單來說：區(qū)塊鏈技術(shù)就是指一種全民參與記賬的方式，所有的系統(tǒng)背后都有一個(gè)數(shù)據(jù)庫，你可以把數(shù)據(jù)庫看作成一個(gè)大賬本，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的每個(gè)人都可以有機(jī)會(huì)參與記賬，在一定時(shí)間段內(nèi)如果有任何數(shù)據(jù)變化，系統(tǒng)中每個(gè)人都可以來進(jìn)行記賬，系統(tǒng)會(huì)評(píng)判這段時(shí)間內(nèi)記賬最快最好的人，把他記錄的內(nèi)容寫到賬本，并將這段時(shí)間內(nèi)的賬本內(nèi)容發(fā)給系統(tǒng)內(nèi)所有的其他人進(jìn)行備份，這樣系統(tǒng)中的每個(gè)人都有了一本完整的賬本。

區(qū)塊鏈技術(shù)有哪些特點(diǎn)？

1. 去中心化

由于使用分布式核算和存儲(chǔ)，不存在中心化的硬件或管理機(jī)構(gòu)，任意節(jié)點(diǎn)的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個(gè)系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來共同維護(hù)。

2. 去信任

系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)之間無需信任也可以進(jìn)行，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫和整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作是公開透明的，在系統(tǒng)的規(guī)則和時(shí)間范圍內(nèi)，節(jié)點(diǎn)之間無法欺騙彼此。

3. 集體維護(hù)

系統(tǒng)是由其中所有具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)的， 系統(tǒng)中所有人共同參與維護(hù)工作。

4. 數(shù)據(jù)庫可靠

系統(tǒng)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有最新的完整數(shù)據(jù)庫資料，修改單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)是無效的，系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，認(rèn)為最多次出現(xiàn)的相同數(shù)據(jù)記錄為真實(shí)的。

什么是公有鏈？

公有鏈?zhǔn)侵福菏澜缟先魏我粋€(gè)個(gè)體或團(tuán)體都可以發(fā)送交易，且交易能夠獲得該區(qū)塊鏈的有效確認(rèn)，任何人都可以參與其共識(shí)過程。

因此公有鏈還具備以下特點(diǎn)：

1. 開源：由于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作規(guī)則公開透明，這個(gè)系統(tǒng)是開源系統(tǒng)。

2. 匿名：節(jié)點(diǎn)之間無需信任彼此，所有節(jié)點(diǎn)也無需公開身份，系統(tǒng)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的匿名和隱私都受到保護(hù)。

什么是私有鏈？

私有鏈?zhǔn)侵福簝H僅使用區(qū)塊鏈的總賬技術(shù)進(jìn)行記賬，可以是一個(gè)公司，也可以是個(gè)人，獨(dú)享該區(qū)塊鏈的寫入權(quán)限，私有鏈與其他分布式存儲(chǔ)方案沒有太大的區(qū)別。私有鏈在開放程度和去中心化程度方面有所限制，參與者需要被提前篩選，數(shù)據(jù)庫的讀取權(quán)限可能是公開的，也可能像寫入權(quán)限一樣只限于系統(tǒng)的參與者。

什么是行業(yè)鏈？

行業(yè)鏈?zhǔn)侵福河赡硞€(gè)群體內(nèi)部指定多個(gè)預(yù)選的節(jié)點(diǎn)為記賬人，每個(gè)塊的生成由所有的預(yù)選節(jié)點(diǎn)共同決定（預(yù)選節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)過程），其他接入節(jié)點(diǎn)可以參與交易，但不過問記賬過程（本質(zhì)上還是托管記賬，知識(shí)變成分布式記賬，預(yù)選節(jié)點(diǎn)的多少，如何決定每個(gè)塊的記賬者成為該區(qū)塊鏈的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)），其他任何人可以通過該區(qū)塊鏈開放的API進(jìn)行限定查詢。

區(qū)塊鏈和比特幣是什么關(guān)系？

區(qū)塊鏈技術(shù)其實(shí)是比特幣的底層技術(shù)。在比特幣被人們了解之后，人們發(fā)現(xiàn)比特幣在沒有任何中心化機(jī)構(gòu)運(yùn)營和管理的情況下，在多年里依舊非常穩(wěn)定的運(yùn)行，并且沒有出現(xiàn)過任何問題，于是這種底層技術(shù)被很多關(guān)注，人們認(rèn)為也許很多領(lǐng)域都能夠應(yīng)用這種底層技術(shù)，而比特幣就是這種底層技術(shù)的第一應(yīng)用。

比特幣中提到的“挖礦”是什么？所有的區(qū)塊鏈都需要“挖礦”嗎？

比特幣中的“挖礦”實(shí)際上就是記賬的過程，比特幣的運(yùn)算采用了一種稱為“工作量證明”的機(jī)制，系統(tǒng)為了找出誰有更強(qiáng)大的計(jì)算能力，每次會(huì)出一道數(shù)學(xué)題，只有最快解出這道題的計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行記賬。

并不是所有的區(qū)塊鏈項(xiàng)目都會(huì)采用類似與比特幣這種的“工作量證明”方式。

目前區(qū)塊鏈技術(shù)有哪些技術(shù)缺陷？

任何技術(shù)的產(chǎn)生都不可能是十全十美的，往往都需要人們在運(yùn)用和維護(hù)中變得越來越好，那么區(qū)塊鏈技術(shù)有哪些缺陷呢？

1. 區(qū)塊容量和交易速度限制

中本聰設(shè)計(jì)比特幣時(shí)，為區(qū)塊設(shè)置了1MB的容量限制，使每一個(gè)區(qū)塊都只能容納4096個(gè)交易，同時(shí)工作量證明機(jī)制使得確認(rèn)交易并將交易記錄到區(qū)塊鏈中需要約10分鐘，當(dāng)運(yùn)算量達(dá)到極限時(shí)，運(yùn)算時(shí)間就會(huì)放緩。

2. 挖礦浪費(fèi)巨大資源

由于挖礦工作只為搜索到隨機(jī)數(shù)以獲得有效哈希值，并不產(chǎn)生其它價(jià)值，比特幣網(wǎng)絡(luò)的算力資源和消耗的電力成本被詬病為資源浪費(fèi)。其它系統(tǒng)改進(jìn)這個(gè)問題的總思路是，減少其中參與維護(hù)工作的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，減輕挖礦競爭的激烈程度。具體有2種方式，一是采用私有鏈或聯(lián)盟鏈，將“記賬權(quán)”強(qiáng)制規(guī)定給某些節(jié)點(diǎn)；二是引入權(quán)益證明機(jī)制，配合工作量證明來維護(hù)可靠數(shù)據(jù)庫。

權(quán)益證明是一種對(duì)貨幣所有權(quán)的證明，證明人需要提供一定數(shù)量的貨幣的所有權(quán)，系統(tǒng)根據(jù)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)所占有的貨幣的比例和占有時(shí)間來確定“記賬權(quán)”；權(quán)益證明的核心是只讓在區(qū)塊鏈中具有經(jīng)濟(jì)利益的人參與系統(tǒng)的維護(hù)工作，這就使得挖礦的成本遠(yuǎn)低于工作量證明機(jī)制之下的挖礦成本。

3. 缺少圖靈完備性

既然區(qū)塊鏈可以保證比特幣交易記錄不被刪改，理論上也可以保證任何代碼一旦被寫入，就不能刪改。然而，比特幣的腳本語言并不是圖靈完備的，即不支持循環(huán)語句，意味著比特幣只能作為數(shù)字貨幣，不能直接支持智能合約及更復(fù)雜的去中心化應(yīng)用。

區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)以太坊的腳本語言（就是圖靈完備的；用EVM代碼來建立應(yīng)用，理論上可以實(shí)現(xiàn)任何可以想象的計(jì)算，包括無限循環(huán)。以太坊實(shí)現(xiàn)了讓任何人可以上傳和執(zhí)行任意的應(yīng)用程序，并且程序的有效執(zhí)行能得到保證。