區塊鏈政務共識機制

① 區塊鏈在提升公共服務的意義具體表現

區塊鏈在提升公共服務的意義具體表現如下。
1、提升公共服務系統穩健性。區塊鏈的去中心化網路架構的抗攻擊能力很強，鏈上的政務數據分布式存儲，即使部分節點出現故障仍能從其他節點中讀取備份，區塊鏈的共識機制與時間戳設計，有效避免了第三方篡改的風險。
2、降低公共服務運營成本。數據上鏈有助於降低公共服務系統的後期維護成本，搭建鏈式系統有助於降低提供公共服務所產生的制度性交易成本。
3、擴大公共服務供給覆蓋面。區塊鏈技術會迅速擴大公共服務的供給者和參與者，並逐步形成網路形態的治理與服務，促進公民之間的直接互助互動，甚至在沒有公共管理員的情況下完成行政管理和公共服務工程，從而進一步提升公共服務供需之間的精準匹配度，推動服務主體多元化，服務方式智能化，服務內容精準化，服務管理閉環化。

② 區塊鏈的共識機制

一、區塊鏈共識機制的目標

區塊鏈是什麼？簡單而言，區塊鏈是一種去中心化的資料庫，或可以叫作分布式賬本(distributed ledger)。傳統上所有的資料庫都是中心化的，例如一間銀行的賬本就儲存在銀行的中心伺服器里。中心化資料庫的弊端是數據的安全及正確性全系於資料庫運營方（即銀行），因為任何能夠訪問中心化資料庫的人（如銀行職員或黑客）都可以破壞或修改其中的數據。

而區塊鏈技術則容許資料庫存放在全球成千上萬的電腦上，每個人的賬本通過點對點網路進行同步，網路中任何用戶一旦增加一筆交易，交易信息將通過網路通知其他用戶驗證，記錄到各自的賬本中。區塊鏈之所以得其名是因為它是由一個個包含交易信息的區塊（block）從後向前有序鏈接起來的數據結構。

很多人對區塊鏈的疑問是，如果每一個用戶都擁有一個獨立的賬本，那麼是否意味著可以在自己的賬本上添加任意的交易信息，而成千上萬個賬本又如何保證記賬的一致性？ 解決記賬一致性問題正是區塊鏈共識機制的目標 。區塊鏈共識機制旨在保證分布式系統里所有節點中的數據完全相同並且能夠對某個提案（proposal）（例如是一項交易紀錄）達成一致。然而分布式系統由於引入了多個節點，所以系統中會出現各種非常復雜的情況；隨著節點數量的增加，節點失效或故障、節點之間的網路通信受到干擾甚至阻斷等就變成了常見的問題，解決分布式系統中的各種邊界條件和意外情況也增加了解決分布式一致性問題的難度。

區塊鏈又可分為三種：

公有鏈：全世界任何人都可以隨時進入系統中讀取數據、發送可確認交易、競爭記賬的區塊鏈。公有鏈通常被認為是「完全去中心化「的，因為沒有任何人或機構可以控制或篡改其中數據的讀寫。公有鏈一般會通過代幣機制鼓勵參與者競爭記賬，來確保數據的安全性。

聯盟鏈：聯盟鏈是指有若干個機構共同參與管理的區塊鏈。每個機構都運行著一個或多個節點，其中的數據只允許系統內不同的機構進行讀寫和發送交易，並且共同來記錄交易數據。這類區塊鏈被認為是「部分去中心化」。

私有鏈：指其寫入許可權是由某個組織和機構控制的區塊鏈。參與節點的資格會被嚴格的限制，由於參與的節點是有限和可控的，因此私有鏈往往可以有極快的交易速度、更好的隱私保護、更低的交易成本、不容易被惡意攻擊、並且能夠做到身份認證等金融行業必須的要求。相比中心化資料庫，私有鏈能夠防止機構內單節點故意隱瞞或篡改數據。即使發生錯誤，也能夠迅速發現來源，因此許多大型金融機構在目前更加傾向於使用私有鏈技術。

二、區塊鏈共識機制的分類

解決分布式一致性問題的難度催生了數種共識機制，它們各有其優缺點，亦適用於不同的環境及問題。被眾人常識的共識機制有：

l PoW（Proof of Work）工作量證明機制

l PoS（Proof of Stake）股權/權益證明機制

l DPoS（Delegated Proof of Stake）股份授權證明機制

l PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）實用拜占庭容錯演算法

l DBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）授權拜占庭容錯演算法

l SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恆星共識協議

l RPCA（Ripple Protocol Consensus Algorithm）Ripple共識演算法

l Pool驗證池共識機制

（一）PoW（Proof of Work）工作量證明機制

1. 基本介紹

在該機制中，網路上的每一個節點都在使用SHA256哈希函數(hash function) 運算一個不斷變化的區塊頭的哈希值 (hash sum)。 共識要求算出的值必須等於或小於某個給定的值。 在分布式網路中，所有的參與者都需要使用不同的隨機數來持續計算該哈希值，直至達到目標為止。當一個節點的算出確切的值，其他所有的節點必須相互確認該值的正確性。之後新區塊中的交易將被驗證以防欺詐。

在比特幣中，以上運算哈希值的節點被稱作「礦工」，而PoW的過程被稱為「挖礦」。挖礦是一個耗時的過程，所以也提出了相應的激勵機制（例如向礦工授予一小部分比特幣）。PoW的優點是完全的去中心化，其缺點是消耗大量算力造成了的資源浪費，達成共識的周期也比較長，共識效率低下，因此其不是很適合商業使用。

2. 加密貨幣的應用實例

比特幣(Bitcoin) 及萊特幣(Litecoin)。以太坊(Ethereum) 的前三個階段（Frontier前沿、Homestead家園、Metropolis大都會）皆採用PoW機制，其第四個階段 (Serenity寧靜) 將採用權益證明機制。PoW適用於公有鏈。

PoW機制雖然已經成功證明了其長期穩定和相對公平，但在現有框架下，採用PoW的「挖礦」形式，將消耗大量的能源。其消耗的能源只是不停的去做SHA256的運算來保證工作量公平，並沒有其他的存在意義。而目前BTC所能達到的交易效率為約5TPS（5筆/秒），以太坊目前受到單區塊GAS總額的上限，所能達到的交易頻率大約是25TPS，與平均千次每秒、峰值能達到萬次每秒處理效率的VISA和MASTERCARD相差甚遠。

3. 簡圖理解模式

（ps：其中A、B、C、D計算哈希值的過程即為「挖礦」，為了犒勞時間成本的付出，機制會以一定數量的比特幣作為激勵。）

（Ps：PoS模式下，你的「挖礦」收益正比於你的幣齡(幣的數量*天數)，而與電腦的計算性能無關。我們可以認為任何具有概率性事件的累計都是工作量證明，如淘金。假設礦石含金量為p% 質量, 當你得到一定量黃金時，我們可以認為你一定挖掘了1/p 質量的礦石。而且得到的黃金數量越多，這個證明越可靠。）

（二）PoS（Proof of Stake）股權/權益證明機制

1.基本介紹

PoS要求人們證明貨幣數量的所有權，其相信擁有貨幣數量多的人攻擊網路的可能性低。基於賬戶余額的選擇是非常不公平的，因為單一最富有的人勢必在網路中佔主導地位，所以提出了許多解決方案。

在股權證明機制中，每當創建一個區塊時，礦工需要創建一個稱為「幣權」的交易，這個交易會按照一定比例預先將一些幣發給礦工。然後股權證明機制根據每個節點持有代幣的比例和時間（幣齡）， 依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度，以加快節點尋找隨機數的速度，縮短達成共識所需的時間。

與PoW相比，PoS可以節省更多的能源，更有效率。但是由於挖礦成本接近於0，因此可能會遭受攻擊。且PoS在本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算，所以它同樣難以應用於商業領域。

2.數字貨幣的應用實例

PoS機制下較為成熟的數字貨幣是點點幣（Peercoin）和未來幣（NXT），相比於PoW，PoS機制節省了能源，引入了" 幣天 "這個概念來參與隨機運算。PoS機制能夠讓更多的持幣人參與到記賬這個工作中去，而不需要額外購買設備（礦機、顯卡等）。每個單位代幣的運算能力與其持有的時間長成正相關，即持有人持有的代幣數量越多、時間越長，其所能簽署、生產下一個區塊的概率越大。一旦其簽署了下一個區塊，持幣人持有的幣天即清零，重新進入新的循環。

PoS適用於公有鏈。

3.區塊簽署人的產生方式

在PoS機制下，因為區塊的簽署人由隨機產生，則一些持幣人會長期、大額持有代幣以獲得更大概率地產生區塊，盡可能多的去清零他的"幣天"。因此整個網路中的流通代幣會減少，從而不利於代幣在鏈上的流通，價格也更容易受到波動。由於可能會存在少量大戶持有整個網路中大多數代幣的情況，整個網路有可能會隨著運行時間的增長而越來越趨向於中心化。相對於PoW而言，PoS機制下作惡的成本很低，因此對於分叉或是雙重支付的攻擊，需要更多的機制來保證共識。穩定情況下，每秒大約能產生12筆交易，但因為網路延遲及共識問題，需要約60秒才能完整廣播共識區塊。長期來看，生成區塊（即清零"幣天"）的速度遠低於網路傳播和廣播的速度，因此在PoS機制下需要對生成區塊進行"限速"，來保證主網的穩定運行。

4.簡圖理解模式

（PS：擁有越多「股份」權益的人越容易獲取賬權。是指獲得多少貨幣，取決於你挖礦貢獻的工作量，電腦性能越好，分給你的礦就會越多。）

（在純POS體系中，如NXT，沒有挖礦過程，初始的股權分配已經固定，之後只是股權在交易者之中流轉，非常類似於現實世界的股票。）

（三）DPoS（Delegated Proof of Stake）股份授權證明機制

1.基本介紹

由於PoS的種種弊端，由此比特股首創的權益代表證明機制 DPoS（Delegated Proof of Stake）應運而生。DPoS 機制中的核心的要素是選舉，每個系統原生代幣的持有者在區塊鏈裡面都可以參與選舉，所持有的代幣余額即為投票權重。通過投票，股東可以選舉出理事會成員，也可以就關系平台發展方向的議題表明態度，這一切構成了社區自治的基礎。股東除了自己投票參與選舉外，還可以通過將自己的選舉票數授權給自己信任的其它賬戶來代表自己投票。

具體來說， DPoS由比特股（Bitshares）項目組發明。股權擁有著選舉他們的代表來進行區塊的生成和驗證。DPoS類似於現代企業董事會制度，比特股系統將代幣持有者稱為股東，由股東投票選出101名代表， 然後由這些代表負責生成和驗證區塊。 持幣者若想稱為一名代表，需先用自己的公鑰去區塊鏈注冊，獲得一個長度為32位的特有身份標識符，股東可以對這個標識符以交易的形式進行投票，得票數前101位被選為代表。

代表們輪流產生區塊，收益（交易手續費）平分。DPoS的優點在於大幅減少了參與區塊驗證和記賬的節點數量，從而縮短了共識驗證所需要的時間，大幅提高了交易效率。從某種角度來說，DPoS可以理解為多中心系統，兼具去中心化和中心化優勢。優點：大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證。缺點：投票積極性不高，絕大部分代幣持有者未參與投票；另整個共識機制還是依賴於代幣，很多商業應用是不需要代幣存在的。

DPoS機制要求在產生下一個區塊之前，必須驗證上一個區塊已經被受信任節點所簽署。相比於PoS的" 全民挖礦 "，DPoS則是利用類似" 代表大會 "的制度來直接選取可信任節點，由這些可信任節點（即見證人）來代替其他持幣人行使權力，見證人節點要求長期在線，從而解決了因為PoS簽署區塊人不是經常在線而可能導致的產塊延誤等一系列問題。 DPoS機制通常能達到萬次每秒的交易速度，在網路延遲低的情況下可以達到十萬秒級別，非常適合企業級的應用。 因為公信寶數據交易所對於數據交易頻率要求高，更要求長期穩定性，因此DPoS是非常不錯的選擇。

2. 股份授權證明機制下的機構與系統

理事會是區塊鏈網路的權力機構，理事會的人選由系統股東（即持幣人）選舉產生，理事會成員有權發起議案和對議案進行投票表決。

理事會的重要職責之一是根據需要調整系統的可變參數，這些參數包括：

l 費用相關：各種交易類型的費率。

l 授權相關：對接入網路的第三方平台收費及補貼相關參數。

l 區塊生產相關：區塊生產間隔時間，區塊獎勵。

l 身份審核相關：審核驗證異常機構賬戶的信息情況。

l 同時，關繫到理事會利益的事項將不通過理事會設定。

在Finchain系統中，見證人負責收集網路運行時廣播出來的各種交易並打包到區塊中，其工作類似於比特幣網路中的礦工，在採用 PoW(工作量證明)的比特幣網路中，由一種獲獎概率取決於哈希算力的抽彩票方式來決定哪個礦工節點產生下一個區塊。而在採用 DPoS 機制的金融鏈網路中，通過理事會投票決定見證人的數量，由持幣人投票來決定見證人人選。入選的活躍見證人按順序打包交易並生產區塊，在每一輪區塊生產之後，見證人會在隨機洗牌決定新的順序後進入下一輪的區塊生產。

3. DPoS的應用實例

比特股(bitshares) 採用DPoS。DPoS主要適用於聯盟鏈。

4.簡圖理解模式

（四）PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）實用拜占庭容錯演算法

1. 基本介紹

PBFT是一種基於嚴格數學證明的演算法，需要經過三個階段的信息交互和局部共識來達成最終的一致輸出。三個階段分別為預備 (pre-prepare)、准備 (prepare)、落實 (commit)。PBFT演算法證明系統中只要有2/3比例以上的正常節點，就能保證最終一定可以輸出一致的共識結果。換言之，在使用PBFT演算法的系統中，至多可以容忍不超過系統全部節點數量1/3的失效節點 (包括有意誤導、故意破壞系統、超時、重復發送消息、偽造簽名等的節點，又稱為」拜占庭」節點)。

2. PBFT的應用實例

著名聯盟鏈Hyperledger Fabric v0.6採用的是PBFT，v1.0又推出PBFT的改進版本SBFT。PBFT主要適用於私有鏈和聯盟鏈。

3. 簡圖理解模式

上圖顯示了一個簡化的PBFT的協議通信模式，其中C為客戶端，0 – 3表示服務節點，其中0為主節點，3為故障節點。整個協議的基本過程如下：

(1) 客戶端發送請求，激活主節點的服務操作；

(2) 當主節點接收請求後，啟動三階段的協議以向各從節點廣播請求；

(a) 序號分配階段，主節點給請求賦值一個序號n，廣播序號分配消息和客戶端的請求消息m，並將構造pre-prepare消息給各從節點；

(b) 交互階段，從節點接收pre-prepare消息，向其他服務節點廣播prepare消息；

(c) 序號確認階段，各節點對視圖內的請求和次序進行驗證後，廣播commit消息，執行收到的客戶端的請求並給客戶端響應。

(3) 客戶端等待來自不同節點的響應，若有m+1個響應相同，則該響應即為運算的結果；

（五）DBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）授權拜占庭容錯演算法

1. 基本介紹

DBFT建基於PBFT的基礎上，在這個機制當中，存在兩種參與者，一種是專業記賬的「超級節點」，一種是系統當中不參與記賬的普通用戶。普通用戶基於持有權益的比例來投票選出超級節點，當需要通過一項共識（記賬）時，在這些超級節點中隨機推選出一名發言人擬定方案，然後由其他超級節點根據拜占庭容錯演算法（見上文），即少數服從多數的原則進行表態。如果超過2/3的超級節點表示同意發言人方案，則共識達成。這個提案就成為最終發布的區塊，並且該區塊是不可逆的，所有裡面的交易都是百分之百確認的。如果在一定時間內還未達成一致的提案，或者發現有非法交易的話，可以由其他超級節點重新發起提案，重復投票過程，直至達成共識。

2. DBFT的應用實例

國內加密貨幣及區塊鏈平台NEO是 DBFT演算法的研發者及採用者。

3. 簡圖理解模式

假設系統中只有四個由普通用戶投票選出的超級節點，當需要通過一項共識時，系統就會從代表中隨機選出一名發言人擬定方案。發言人會將擬好的方案交給每位代表，每位代表先判斷發言人的計算結果與它們自身紀錄的是否一致，再與其它代表商討驗證計算結果是否正確。如果2/3的代表一致表示發言人方案的計算結果是正確的，那麼方案就此通過。

如果只有不到2/3的代表達成共識，將隨機選出一名新的發言人，再重復上述流程。這個體系旨在保護系統不受無法行使職能的領袖影響。

上圖假設全體節點都是誠實的，達成100%共識，將對方案A（區塊）進行驗證。

鑒於發言人是隨機選出的一名代表，因此他可能會不誠實或出現故障。上圖假設發言人給3名代表中的2名發送了惡意信息（方案B），同時給1名代表發送了正確信息（方案A）。

在這種情況下該惡意信息（方案B）無法通過。中間與右邊的代表自身的計算結果與發言人發送的不一致，因此就不能驗證發言人擬定的方案，導致2人拒絕通過方案。左邊的代表因接收了正確信息，與自身的計算結果相符，因此能確認方案，繼而成功完成1次驗證。但本方案仍無法通過，因為不足2/3的代表達成共識。接著將隨機選出一名新發言人，重新開始共識流程。

上圖假設發言人是誠實的，但其中1名代表出現了異常；右邊的代表向其他代表發送了不正確的信息（B）。

在這種情況下發言人擬定的正確信息（A）依然可以獲得驗證，因為左邊與中間誠實的代表都可以驗證由誠實的發言人擬定的方案，達成2/3的共識。代表也可以判斷到底是發言人向右邊的節點說謊還是右邊的節點不誠實。

（六）SCP (Stellar Consensus Protocol ) 恆星共識協議

1. 基本介紹

SCP 是 Stellar (一種基於互聯網的去中心化全球支付協議) 研發及使用的共識演算法，其建基於聯邦拜占庭協議 (Federated Byzantine Agreement) 。傳統的非聯邦拜占庭協議（如上文的PBFT和DBFT）雖然確保可以通過分布式的方法達成共識，並達到拜占庭容錯 (至多可以容忍不超過系統全部節點數量1/3的失效節點)，它是一個中心化的系統 — 網路中節點的數量和身份必須提前知曉且驗證過。而聯邦拜占庭協議的不同之處在於它能夠去中心化的同時，又可以做到拜占庭容錯。

[…]

（七）RPCA（Ripple Protocol Consensus Algorithm）Ripple共識演算法

1. 基本介紹

RPCA是Ripple（一種基於互聯網的開源支付協議，可以實現去中心化的貨幣兌換、支付與清算功能）研發及使用的共識演算法。在 Ripple 的網路中，交易由客戶端（應用）發起，經過追蹤節點（tracking node）或驗證節點（validating node）把交易廣播到整個網路中。追蹤節點的主要功能是分發交易信息以及響應客戶端的賬本請求。驗證節點除包含追蹤節點的所有功能外，還能夠通過共識協議，在賬本中增加新的賬本實例數據。

Ripple 的共識達成發生在驗證節點之間，每個驗證節點都預先配置了一份可信任節點名單，稱為 UNL（Unique Node List）。在名單上的節點可對交易達成進行投票。共識過程如下：

(1) 每個驗證節點會不斷收到從網路發送過來的交易，通過與本地賬本數據驗證後，不合法的交易直接丟棄，合法的交易將匯總成交易候選集（candidate set）。交易候選集裡面還包括之前共識過程無法確認而遺留下來的交易。

(2) 每個驗證節點把自己的交易候選集作為提案發送給其他驗證節點。

(3) 驗證節點在收到其他節點發來的提案後，如果不是來自UNL上的節點，則忽略該提案；如果是來自UNL上的節點，就會對比提案中的交易和本地的交易候選集，如果有相同的交易，該交易就獲得一票。在一定時間內，當交易獲得超過50%的票數時，則該交易進入下一輪。沒有超過50%的交易，將留待下一次共識過程去確認。

(4) 驗證節點把超過50%票數的交易作為提案發給其他節點，同時提高所需票數的閾值到60%，重復步驟(3)、步驟(4)，直到閾值達到80%。

(5) 驗證節點把經過80%UNL節點確認的交易正式寫入本地的賬本數據中，稱為最後關閉賬本（last closed ledger），即賬本最後（最新）的狀態。

在Ripple的共識演算法中，參與投票節點的身份是事先知道的，因此，演算法的效率比PoW等匿名共識演算法要高效，交易的確認時間只需幾秒鍾。這點也決定了該共識演算法只適合於聯盟鏈或私有鏈。Ripple共識演算法的拜占庭容錯（BFT）能力為（n-1）/5，即可以容忍整個網路中20%的節點出現拜占庭錯誤而不影響正確的共識。

2. 簡圖理解模式

共識過程節點交互示意圖：

共識演算法流程：

（八）POOL驗證池共識機制

Pool驗證池共識機制是基於傳統的分布式一致性演算法（Paxos和Raft）的基礎上開發的機制。Paxos演算法是1990年提出的一種基於消息傳遞且具有高度容錯特性的一致性演算法。過去, Paxos一直是分布式協議的標准，但是Paxos難於理解，更難以實現。Raft則是在2013年發布的一個比Paxos簡單又能實現Paxos所解決問題的一致性演算法。Paxos和Raft達成共識的過程皆如同選舉一樣，參選者需要說服大多數選民(伺服器)投票給他，一旦選定後就跟隨其操作。Paxos和Raft的區別在於選舉的具體過程不同。而Pool驗證池共識機制即是在這兩種成熟的分布式一致性演算法的基礎上，輔之以數據驗證的機制。

③ 區塊鏈的共識機制

1. 網路上的交易信息如何確認並達成共識？ 

雖然經常提到共識機制，但是對於共識機制的含義和理解卻並清楚。因此需要就共識機制的相關概念原理和實現方法有所理解。 

區塊鏈的交易信息是通過網路廣播傳輸到網路中各個節點的，在整個網路節點中如何對廣播的信息進行確認並達成共識 最終寫入區塊呢？  如果沒有相應的可靠安全的實現機制，那麼就難以實現其基本的功能，因此共識機制是整個網路運行下去的一個關鍵。

共識機制解決了區塊鏈如何在分布式場景下達成一致性的問題。區塊鏈能在眾多節點達到一種較為平衡的狀態也是因為共識機制。那麼共識機制是如何在在去中心化的思想上解決了節點間互相信任的問題呢？ 

當分布式的思想被提出來時，人們就開始根據FLP定理和CAP定理設計共識演算法。 規范的說，理想的分布式系統的一致性應該滿足以下三點：

1.可終止性（Termination）：一致性的結果可在有限時間內完成。

2.共識性(Consensus)：不同節點最終完成決策的結果應該相同。

3.合法性(Validity)：決策的結果必須是其他進程提出的提案。

但是在實際的計算機集群中，可能會存在以下問題:

1.節點處理事務的能力不同，網路節點數據的吞吐量有差異

2.節點間通訊的信道可能不安全

3.可能會有作惡節點出現

4.當非同步處理能力達到高度一致時，系統的可擴展性就會變差（容不下新節點的加入）。

科學家認為，在分布式場景下達成 完全一致性 是不可能的。但是工程學家可以犧牲一部分代價來換取分布式場景的一致性，上述的兩大定理也是這種思想，所以基於區塊鏈設計的各種公式機制都可以看作犧牲那一部分代價來換取多適合的一致性，我的想法是可以在這種思想上進行一個靈活的變換，即在適當的時間空間犧牲一部分代價換取適應於當時場景的一致性，可以實現靈活的區塊鏈系統，即可插拔式的區塊鏈系統。今天就介紹一下我對各種共識機制的看法和分析，分布式系統中有無作惡節點分為拜占庭容錯和非拜占庭容錯機制。

FLP定理即FLP不可能性，它證明了在分布式情景下，無論任何演算法，即使是只有一個進程掛掉，對於其他非失敗進程，都存在著無法達成一致的可能。

FLP基於如下幾點假設：

僅可修改一次 ：  每個進程初始時都記錄一個值（0或1）。進程可以接收消息、改動該值、並發送消息，當進程進入decide state時，其值就不再變化。所有非失敗進程都進入decided state時，協議成功結束。這里放寬到有一部分進程進入decided state就算協議成功。

非同步通信 ：  與同步通信的最大區別是沒有時鍾、不能時間同步、不能使用超時、不能探測失敗、消息可任意延遲、消息可亂序。

通信健壯： 只要進程非失敗，消息雖會被無限延遲，但最終會被送達；並且消息僅會被送達一次（無重復）。

Fail-Stop 模型： 進程失敗如同宕機，不再處理任何消息。

失敗進程數量 ： 最多一個進程失敗。

CAP是分布式系統、特別是分布式存儲領域中被討論最多的理論。CAP由Eric Brewer在2000年PODC會議上提出，是Eric Brewer在Inktomi期間研發搜索引擎、分布式web緩存時得出的關於數據一致性(consistency)、服務可用性(availability)、分區容錯性(partition-tolerance)的猜想：

數據一致性 (consistency)：如果系統對一個寫操作返回成功，那麼之後的讀請求都必須讀到這個新數據；如果返回失敗，那麼所有讀操作都不能讀到這個數據，對調用者而言數據具有強一致性(strong consistency) (又叫原子性 atomic、線性一致性 linearizable consistency)[5]

服務可用性 (availability)：所有讀寫請求在一定時間內得到響應，可終止、不會一直等待

分區容錯性 (partition-tolerance)：在網路分區的情況下，被分隔的節點仍能正常對外服務

在某時刻如果滿足AP，分隔的節點同時對外服務但不能相互通信，將導致狀態不一致，即不能滿足C；如果滿足CP，網路分區的情況下為達成C，請求只能一直等待，即不滿足A；如果要滿足CA，在一定時間內要達到節點狀態一致，要求不能出現網路分區，則不能滿足P。

C、A、P三者最多隻能滿足其中兩個，和FLP定理一樣，CAP定理也指示了一個不可達的結果(impossibility result)。

④ 區塊鏈的共識機制

所謂「共識機制」，是通過特殊節點的投票，在很短的時間內完成對交易的驗證和確認；對一筆交易，如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識，我們就可以認為全網對此也能夠達成共識。北京木奇移動技術有限公司，專業的區塊鏈外包開發公司，歡迎洽談合作。下面我們將一下區塊鏈的幾種共識機制，希望對大家了解區塊鏈基礎技術有幫助。

因為區塊鏈技術的發展， 大家對共識機制這個詞也不再陌生，隨著技術發展，各種創新的共識機制也在發展。

POW工作量證明

比特幣就是使用PoW工作量證明機制，到後來的以太坊都是PoW的共識機制。Pow相當於算出很難的數學難題，就是計算出新區塊的hash值，而且計算的難度會每一段時間就會調整。PoW雖然是大家比較認可的共識機制,計算會消耗大量的能源,還有可能會污染環境。

POS權益證明

通過持有Token的數量和時長來決定獲得記賬權的機率。相比POW，POS避免了挖礦造成大量的資源浪費，縮短了各個節點之間達成共識的時間，網路環境好的話可實現毫秒級，對節點性能要求低。

但POS的缺點同樣明顯，持有Token多的節點更有機會獲得記賬權，這將導致「馬太效應」，富者越富，破壞了區塊鏈的去中心化。

DPOS權益證明

DPOS委託權益證明與POS原理相同，其主要區別在於，DPOS的Token持有者可以投票選舉代理人作為超級節點，負責在網路上生產區塊並維護共識規則。如果這些節點未能履行職責，將投票選出新的節點。同樣的弊端也是傾向於中心化。

POA權威證明

POA節點之間無需進行通信即可達成共識，因此效率極高。並且它也能很好地對抗算力攻擊，安全性較高。但是POA需要一個集中的權威節點來驗證身份，這就意味著它會損害區塊鏈的去中心化，這也是在去中心化和提高效率之間的妥協。

⑤ 到底什麼是區塊鏈

先說一些基本概念。

網路稱，區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的一種新使用模式。它本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術，它是由密碼學產生的一系列數據塊。

我們試圖將「區塊鏈是什麼」翻譯成「人類語言」。

該定義提到了區塊鏈3354「分散資料庫」的本質。這與傳統的「集中式資料庫」在存儲、更新和操作上有很大的不同。

集中式資料庫可以被認為是這樣的形狀：

比如我要用支付寶給淘寶賣家付款，從我賺錢到他收到錢的所有數據請求都會由支付寶集中處理。這種數據結構的好處是，只要支付寶對系統的高效安全運行負責，其他人就可以無條件相信，不用擔心；壞處是，如果支付寶出了問題，比如被黑，伺服器被燒，出現內奸，公司跑路(當然以上可能性極低)，我們支付寶里的余額明細等信息都會混亂。

然後有人認為這種小概率事件可以用任何技術手段來規避單個風險，把數據不僅僅交給一個中心化的機構。例如，每個人都可以存儲和處理數據。

資料庫結構可能如下所示：

這張圖是「分布式資料庫」的結構示意圖。每個點都是一個伺服器，他們都有同等的權利記錄和計算數據，信息點對點傳播。乍一看確實可以抵禦某個節點崩潰帶來的風險，但直觀上也非常混亂低效。我的信息誰來處理，結果誰說了算？

這時，區塊鏈定義中的「共識機制」就發揮作用了。共識機制主要「規定」以下事情：收到一個數據請求，由誰來處理(需要什麼資格)；誰來驗證結果(看他有沒有處理好)；如何防止加工者和檢驗者相互勾結等。

當一個「規則」被制定出來時，有些人可能喜歡被質疑。為了形成更強的共識，除了讓規則更合理之外，也要更有吸引力，讓人們有興趣和動力參與到數據處理的工作中來。這就涉及到公鏈的激勵機制。當我們稍後討論區塊鏈的分類和數字貨幣的作用時，我們將再次開始。

當我們把一筆交易交給一個分布式網路的時候，還有一個「心理門檻」:能處理信息的節點那麼多，我一個都不認識(不像支付寶，萬一傷害到我，我可以去找它打官司)。他們都有我的數據，我憑什麼相信他們？

這時，加密演算法(區塊鏈定義中的最後一個描述性詞語)登場了。

在區塊鏈網路中，我們發出的數據請求會根據密碼學原理被加密成接收方根本無法理解的一串字元。這種加密方返豎式的背後是哈希演算法的支持。

哈希演算法可以快速將任何類型的數據轉化為哈希值。這種變化是單向不可逆的、確定的、隨機的、防碰撞的。由於這些特點，處理我的數據請求的人可以幫我記錄信息，但他們不知道我是誰，也不知道我在做什麼。

至此，介紹了分散式網路的工作原理。但是我們似乎忽略了一個細節。前面的示意圖是一張網。滑輪和鏈條在哪裡？為什麼我們稱它為區塊鏈？

要理解這件事，我們需要先理清幾個知識點：

前面這張圖其實是一個「宏觀」的資料庫透視圖，展示了區塊鏈系統處理信息的基本規則和流程。而具體到「微觀」的數據日誌層面，我們會發現賬本被打包、壓縮、胡世核分塊存儲，並按時間順序串在一起，形成一個「鏈式結構」，像這樣：

圖中的每一個圓環都可以看作是一塊積木，許多鏈環扣在一起形成一個區塊鏈。塊存儲數據，這與普通的數據存儲不同：在區塊鏈上，後一個塊中的數據包含前一個塊中的數據。

為了從學術上解釋塊中數據的每個部分的欄位，我們試圖用一本書來比喻什麼是區塊鏈數據結構。

通常，我們看書，看完第一頁，然後看第二頁和第三頁.書脊是一種物理存在，它固定了每一頁的順序。即使書散了，也能確定標有頁碼的每一頁的順序。

在區塊鏈內部，每個塊都標有頁碼，第二頁的內容包含第一頁的內容，第三頁的內容包含第一頁和第二頁的內容.第十頁包含前九頁的內容。

就是這樣一個嵌套的鏈條，可以追溯到最褲掘原始的數據。

這就引出了區塊鏈的一個重要屬性：可追溯性。

當區塊鏈中的數據需要更新時，即按順序生成新的塊時，「共識演算法」再次發揮作用。這個演算法規定，一個新的塊只有得到全網51%以上節點的認可才能形成。說白了就是投票，半數以上的人同意就可以產生。這使得區塊鏈上的數據很難被篡改。如果我要強行改變，要賄賂的人太多，成本太高，不值得。

這就是人們常說的區塊鏈的「不可篡改」特性。

區塊鏈給人信任感的另一個原因是有「智能合約」。

智能合同是由計算機程序定義並自動執行的承諾協議。它是一套由代碼執行的交易規則，類似於目前信用卡的自動還款功能。如果開啟這個功能，你什麼都不用擔心，到期銀行會自動扣你欠的錢。

當你的朋友向你借錢，但不記得還了，或者找借口不還了，智能合約可以防止違約。一旦觸發了合同里的條款，比如什麼時候該還錢了，或者他的賬戶里有了額度，代碼就會自動執行，他欠你的錢不管他要不要都會自動轉回來。

我們來簡單總結一下。區塊鏈技術主要是去中心化，不易篡改，可追蹤，代表了更多的安全和去信任。但也帶來了新的問題：冗餘和低效，需要很多節點認同規則，積極參與。

「烘乾」部分到此結束。接下來，我們來談談野史，區塊鏈的正史。

一項新技術經常被用來為某項任務服務。

或目標而生。那麼區塊鏈最初是被用在哪裡，又是誰先想出來的呢？

讓我們把時間拉回2008年。

9月21日，華爾街投行接連倒下，美聯儲宣布：把僅存的兩家投資銀行（高盛集團和摩根士丹利）改為商業銀行；希望可以靠吸儲渡過金融危機。10月3日，布希政府簽署了7000億美元的金融救市方案。

28天之後，也就是2008年的11月1日，一個密碼學郵件組里出現了一個新帖子：「我正在開發一種新的電子貨幣系統，採用完全點對點的形式，而且無需第三方信託機構。」帖子的正文是一篇名為《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的論文，署名Satoshi Nakamoto（中本聰）。

論文以較為嚴謹的邏輯闡述了這套點對點電子現金系統的設計，先是討論了金融機構受制於「trust based」（基於信用）的問題，再一步步說明如何實現「無需第三方機構」，並精巧地解決掉前人遺留下來的技術問題。

兩個月後，中本聰發布了開源的第一版比特幣客戶端，並首次挖出50個比特幣。產生第一批比特幣的區塊被稱為「Genesis block」（創世區塊），創始區塊被編譯為0區塊，沒有上鏈。中本聰用了6天時間挖出這個塊。這也在bitcointalk論壇中引發討論，比特幣的「信徒」們聯想到了聖經中，「神用六天創造天地萬物，便在第七日歇工安息了」。

雖然論文中並未出現decentralized（去中心化）、token（通證）、economy（經濟）等概念，但中本聰詳細解釋了區塊（Block）和鏈（Chain）在網路中的工作原理。於是，便有了區塊鏈（Block Chain）。

這篇論文，後來成為了「比特神教」的「聖經」，技術成為信仰的基石，開發者文檔成了「漢謨拉比法典」。

之後，比特幣通過交換披薩實現首次現實場景的支付、被美國政府封鎖賬戶的維基解密依靠比特幣奇跡般地生還、中本聰的「放權」與退隱、真真假假的現身和辟謠等等一系列傳說，融合了後人的期許、想像和投機，成為了「聖經故事」。

也有人並不滿意「舊約」中描繪的世界，另起教派，將教義寫入白皮書，在比特幣之後的十年中，講述著他們的信仰故事。就像66卷聖經的寫作跨越了1500年，又經過2000年的解讀，基督教分化出33000個枝丫。

CoinMarketCap顯示，數字貨幣種類已超過4900種，數字貨幣整體市場規模近1.4億元。比特幣仍以66%的市佔率領跑整個數字貨幣市場，近期價格在7200美元/枚附近徘徊。

這么多的幣種有著不盡相同的功用，又被分成不同的類別：以比特幣為代表的數字貨幣定位在「數字黃金」，有一定的儲值、避險特性；以以太坊為代表的數字貨幣，成為了其網路系統中的「運行燃料」；以USDT、Libra為代表的穩定幣，因其低波動，有著良好的支付性；以DCEP為代表的央行發行數字貨幣，一定程度上取代M0，讓商業機構和普通百姓們在沒現金又斷網的時候，也不耽誤收付款。

可見，區塊鏈技術發展10年，最初和最「大」的使用就是數字貨幣。

數字貨幣也成為了參與者們維護公鏈的誘人獎勵。

那麼在數字貨幣之外，區塊鏈技術還可以被用在哪裡呢？

讓我們再回憶下什麼是區塊鏈的本質——去中心化的資料庫，和相應的一些特點：可追溯、公開、匿名、防篡改。那麼理論上，傳統的、用得到中心化資料庫的場景，都可以試著用區塊鏈來改造下，看看是否合適。

下面，我們來聊幾個成功落地了區塊鏈的行業和場景：

區塊鏈可以通過哈希時間戳證明某個文件或者數字內容在特定時間的存在，為司法鑒證、身份證明、產權保護、防偽溯源等提供了完美解決方案

在防偽溯源領域，通過供應鏈跟蹤區塊鏈技術可以被廣泛使用於食品醫葯、農產品、酒類、奢侈品等各領域。

舉兩個例子。

區塊鏈可以讓政務數據跑起來，大大精簡辦事流程

區塊鏈的分布式技術可以讓政府部門集中到一個鏈上，所有辦事流程交付智能合約，辦事人只要在一個部門通過身份認證以及電子簽章，智能合約就可以自動處理並流轉，順序完成後續所有審批和簽章。

區塊鏈發票是國內區塊鏈技術最早落地的使用。稅務部門推出區塊鏈電子發票「稅鏈」平台，稅務部門、開票方、受票方通過獨一無二的數字身份加入「稅鏈」網路，真正實現「交易即開票」「開票即報銷」——秒級開票、分鍾級報銷入賬，大幅降低了稅收征管成本，有效解決數據篡改、一票多報、偷稅漏稅等問題。

扶貧是區塊鏈技術的另一個落地使用。利用區塊鏈技術的公開透明、可溯源、不可篡改等特性，實現扶貧資金的透明使用、精準投放和高效管理。

也舉兩個例子。

由公安部第三研究所指導的 eID 網路身份運營機構正與公易聯共同研發「數字身份鏈」，以公民身份號碼為根，基於密碼學演算法簽發給中國公民。投入運行以來，eID 數字身份體系已服務 1 億張 eID 的全生命周期管理，有效緩解了個人身份信息被冒用濫用和隱私泄露的問題。

Odaily星球日報整理的在網信辦備案的5個身份鏈項目

區塊鏈技術天然具有金融屬性

支付結算方面，在區塊鏈分布式賬本體系下，市場多個參與者共同維護並實時同步一份「總賬」，短短幾分鍾內就可以完成現在兩三天才能完成的支付、清算、結算任務，降低了跨行跨境交易的復雜性和成本。同時，區塊鏈的底層加密技術保證了參與者無法篡改賬本，確保交易記錄透明安全，監管部門方便地追蹤鏈上交易，快速定位高風險資金流向。

證券發行交易方面，傳統股票發行流程長、成本高、環節復雜，區塊鏈技術能夠弱化承銷機構作用，幫助各方建立快速准確的信息交互共享通道，發行人通過智能合約自行辦理發行，監管部門統一審查核對，投資者也可以繞過中介機構進行直接操作。

數字票據和供應鏈金融方面，區塊鏈技術可以有效解決中小企業融資難問題。目前的供應鏈金融很難惠及產業鏈上游的中小企業，因為他們跟核心企業往往沒有直接貿易往來，金融機構難以評估其信用資質。基於區塊鏈技術，我們可以建立一種聯盟鏈網路，涵蓋核心企業、上下游供應商、金融機構等，核心企業發放應收賬款憑證給其供應商，票據數字化上鏈後可在供應商之間流轉，每一級供應商可憑數字票據證明實現對應額度的融資。

舉個例子。

由工行、郵儲銀行、11家央企等聯合發起的中企雲鏈，自2017年成立至今，已覆蓋4.8萬企業，鏈上確權金額達到1000億元，保理融資570億元，累計交易達3000億元。金融機構收到貸款申請後，可在鏈上驗證合同的真實性、合同有無多次驗證（多頭借貸）；智能合約自動清結算，降本增效；同時，核心企業的應付賬款可擁有對應憑證，並由一級供應商進行拆分，交至同在鏈上的二、三??級供應商，助其融資；而核心企業也可藉此了解全鏈條的運轉是否正常，免除緊急兌付壓力。

區塊鏈技術將大大優化現有的大數據使用，在數據流通和共享上發揮巨大作用

前面提到的是我們相對熟悉的領域。隨著更多新技術的發展，區塊鏈或許都可以與之結合，在意想不到的交叉領域和現在還無法預料的新場景下發揮作用。

未來互聯網、人工智慧、物聯網都將產生海量數據，現有中心化數據存儲(計算模式)將面臨巨大挑戰，基於區塊鏈技術的邊緣存儲(計算)有望成為未來解決方案。再者，區塊鏈對數據的不可篡改和可追溯機制保證了數據的真實性和高質量，這成為大數據、深度學習、人工智慧等一切數據使用的基礎。

最後，區塊鏈可以在保護數據隱私的前提下實現多方協作的數據計算，有望解決「數據壟斷」和「數據孤島」問題，實現數據流通價值。

針對當前的區塊鏈發展階段，為了滿足一般商業用戶區塊鏈開發和使用需求，眾多傳統雲服務商開始部署自己的BaaS(「區塊鏈即服務」)解決方案。區塊鏈與雲計算的結合將有效降低企業區塊鏈部署成本，推動區塊鏈使用場景落地。未來區塊鏈技術還會在慈善公益、保險、能源、物流、物聯網等諸多領域發揮重要作用。

在這場從傳統技術到區塊鏈的試驗過程中，我們發現，當某些場景對可追溯、防篡改、去中心的需求更強，又對區塊鏈的弱項（比如性能），要求並不高，這樣的領域就蠻適合結合區塊鏈。

同時，區塊鏈在演進的過程中，也從人人皆可訪問、高度去中心化的公有鏈，發展出了設有不同許可權、由多個中心維護的聯盟鏈，一定程度上平衡了兩種體系的優缺點。

聯盟鏈的典型案例有：微眾銀行牽頭金鏈盟開源工作組共同研發的FISCO BCOS、IBM主要貢獻的Fabric、以及螞蟻區塊鏈主導的螞蟻聯盟鏈等等。

這些去信任的系統代表了更安全的數據認證和存儲機制，其中的數據是被有效認證的和被保護的。企業或個人可以以數字方式交換或簽訂合同，其中這些合同嵌入在代碼中，並存儲在透明的、共享的資料庫中，在這些資料庫中，它們不會被刪除、篡改和修訂。

大膽預測，未來世界的合同、審核、任務、支付都將被具有唯一性和安全性的簽名數字化，數字簽名將被永久地識別、認證、法律化和存儲，並且無法篡改。不需要中介方來為自己的每一筆交易做擔保了，在不了解對方基本信息的情況下就可以進行交易。在提高信息安全性的同時，有效降低交易成本，提高交易效率。

總的來講，相比於兩年前，區塊鏈的落地已有不少進展。

有不少改進是在系統底層，用戶沒法直接看出用了區塊鏈，實已受惠於它；也有部分使用仍處試點，用戶還未能體驗。未來，區塊鏈有望得到大規模使用，成為互聯網基礎設施之一。

希望看到這里的你，已經大致了解了什麼是區塊鏈，以及區塊鏈能做什麼。

相關問答：區塊鏈是什麼

區塊鏈其實就相當於一個去中介化的資料庫，是由一串數據塊組成的。它的每一個數據塊當中都包含了一次比特幣網路交易的信息，而這些都是用於驗證其信息的有效性和生成下一個區塊的。

狹義的來講，區塊鏈是就是一種按照時間順序來將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

而從廣義來講，區塊鏈其實是一種分布式基礎架構與計算方式，它是用於保證數據傳輸和訪問的安全的。

區塊鏈的基礎架構:

區塊鏈是由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和使用層這六個基礎架構組成的。

⑥ 如何更好的理解區塊鏈中的共識機制

金窩窩以一個形象生動的比喻說明：如果說共識是區塊鏈的基礎，那共識機制就是區塊鏈的靈魂。
在解釋什麼是區塊鏈時，可以用一句簡潔明了的去中心化分布式分類賬來概括，但是在這個賬本中，是如何對在幾乎相同時間內的產生的事物前後排序的，就涉及到區塊鏈網路的共識機制。
所以金窩窩網路科技認為：共識機制就是在一個時間段內對事物的前後順序達成共識的一種演算法。

⑦ 區塊鏈的四種共識機制

區塊鏈的共識機制可以分為以下四類:權益證明機制、工作量證明機制、Pool驗證和池股份授權證明機制。
區塊鏈，就是一個又一個區塊組成的鏈條。每一個區塊中保存了一定的信息，它們按照各自產生的時間順序連接成鏈條。這個鏈條被保存在所有的伺服器中，只要整個系統中有一台伺服器可以工作，整條區塊鏈就是安全的。這些伺服器在區塊鏈系統中被稱為節點，它們為整個區塊鏈系統提供存儲空間和算力支持。

⑧ 區塊鏈共識機制之一：POW工作量證明機制

區塊鏈可以理解為一個不可篡改的公共賬本，所有參與者都能驗證交易並進行記賬，即為分布式賬本。那到底由誰來記賬？又如何保證賬本的一致性、准確性呢？也就是區塊鏈的共識機制是如何的？

區塊鏈的共識機制就是解決由誰來記賬（構造區塊），以及如何維護區塊鏈的一致性問題。目前區塊鏈項目採用的共識機制有多種，如：POW工作量證明機制，POS權益證明機制，DPOS股份授權證明機制等等。本文說明POW工作量證明機制。

區塊鏈的第一個成功應用比特幣系統採用的POW工作量證明機制。即以比特幣系統為例說明POW機制，首先比特幣系統有一套激勵機制讓所有參與者競爭記賬的權利，即誰擁有記賬權誰將獲取構造新區塊的比特幣獎勵（目前獎勵為12.5比特幣），同時獲取新區塊內所有交易的手續費作為獎勵。

參與者如何競爭記賬權利呢？參與者通過自己的算力計算一道數學難題，誰先計算的結果，誰就擁有了記賬的權利，也就可獲得構造新區塊的獎勵。這道數學難題就是尋找一個隨機數Nonce，使得對區塊頭的哈希計算的結果小於目標值，Nonce本身是區塊頭中的一個欄位，所以通過不斷的嘗試Nonce的值，以滿足區塊頭的哈希計算結果小於目標值。通過動態調整目標值，即可調整計算的Nonce值的難度。

關於哈希計算Nonce的過程通常類比為擲篩子游戲，基於參與游戲的篩子的個數通過調整擲得篩子的點數可調整游戲的難度。例如：100個人參與擲篩子，總共有100個篩子，要求擲得點數為100為贏，則100個人誰先擲得點數100即為勝利者，即擁有了記賬權。如果發現大家擲出100點的時間太快，則可增加難度，要求擲得點數為80為贏。如果又有100個人參與游戲，則游戲中增加了篩子數，如：篩子數增加為200個，同樣通過設置擲得點數來調整游戲的難度。

篩子類似於比特幣網路的算力，擲得點數類似於比特幣網路可動態調整的目標值。

區塊鏈以最長的鏈條視為正確的鏈條，如果存在同時出現兩個區塊，會暫時並行記錄兩個區塊，後續再生成的區塊基於其中的某一個區塊，將會形成的最長的鏈條作為一致性的鏈條，另外一個區塊將會被丟棄，比特幣是基於6個區塊的確認，所以被丟棄的區塊將不會獲得比特幣系統的獎勵，也就是白白將競爭記賬權的算力（電費）浪費了。基於工作量的激勵，參與者必然盡最大能力構造正確的區塊，也就是滿足區塊鏈的一致性。即全網的所有用戶可以達成唯一的一致性的公共賬本。

目前比特幣系統全網算力已達到驚人的24.75EH/s，其中1E=1000P，1P=1000T，1T=1000G，1G=1000M，1M=1000K，1K=1000，H/s為每秒一次哈希計算（哈希碰撞），也就是每秒進行24.75E次哈希計算，且仍有持續的算力加入比特幣系統。比特幣記賬權的競爭，提供算力的硬體從CPU，GPU，專業礦機，礦池。目前單機版的專業礦機已無法競爭到記賬權，必須由多台礦機組合為礦池才能競爭到記賬權。

⑨ 宜信普惠：助力區塊鏈技術常態化應用，賦能金融科技發展

近日，在「十四五」規劃綱要中指出，要全面推動智能合約、共識演算法、加密演算法、分布式系統等區塊鏈技術創新，以聯盟鏈為重點發展區塊鏈服務平台和金融 科技 、供應鏈管理、政務服務等領域應用方案，完善監管機制。

由此可見，區塊鏈應用創新已正式成為國家戰略之一，必將給金融行業帶來重大影響。在這樣的形勢下，金融機構正加快區塊鏈相關 探索 ，推動區塊鏈技術在金融領域發揮更大作用。接下來，就跟隨宜信普惠來了解一下區塊鏈的相關知識吧！

區塊鏈是什麼

區塊鏈是一種按照時間順序將數據塊以特定的順序相連的方式組合成的鏈式數據結構，其上存儲了系統誕生以來所有交易的記錄。區塊鏈上的數據由全網節點共同維護並共同存儲，同時以密碼學方式保證區塊數據不可篡改和不可偽造。所以區塊鏈本質是一個分布式共享資料庫。

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術在互聯網時代的創新應用模式，是一種解決信任問題、降低信任成本的信息技術方案。區塊鏈技術的應用，可以取締傳統的信任中介，顛覆傳統上存在了幾千年的中心化舊模式，在不需要中心化信任中介的情況下，解決陌生人之間的信任問題，大幅降低信任成本。

區塊鏈如何解決供應鏈金融痛點

供應鏈金融是以核心客戶為依託，以真實貿易背景為前提，運用自償性貿易融資的方式，通過應收賬款質押登記、第三方監管等專業手段封閉資金流或控制物權，對供應鏈上下游企業提供的綜合性金融產品和服務。

供應鏈金融的基礎，又是供應鏈。供應鏈涉及信息流、資金流、物流和商流，天然是個多主體、多協作的業務模式。在這種情況下，要進行貿易融資，首先會遇到很多真實性的問題，比如交易的真實性，單據的真實性，這都需要多方確認，耗費大量的人力物力；其次，涉及的多主體，存在互聯互通難的問題，例如每個主體用的供應鏈管理系統、企業資源管理系統，甚至是財務系統都有所不相同，導致對接難。就算對接上了，會由於數據格式、數據字典不統一，而導致信息共享很難。

區塊鏈的特點

一、去中心化

區塊鏈的分布式結構使得數據並不是記錄和存儲在中心化的電腦或主機上，而是讓每一個參與數據交易的節點都記錄並存儲下所有的數據信息。為此，區塊鏈系統採用了開源的、去中心化的協議來保證數據的完備記錄和存儲。區塊鏈構建了一整套協議機制，讓全網路的每個節點在參與記錄數據的同時，也參與驗證其他節點記錄結果的正確性。只有當全網大部分節點（甚至所有節點）都確認記錄的正確性時，該數據才會被寫入區塊。在區塊鏈的分布式結構的網路系統中，參與記錄的網路節點會實時更新並存放全網系統中的所有數據。因此，即使部分節點遭到攻擊或破壞，也不會影響這個系統的數據更新和存儲。

二、不可偽造

區塊鏈記錄原理需要所有參與記錄的節點，來共同驗證交易記錄的正確性。由於所有節點都在記錄全網的每一筆交易，因此，一旦出現某節點記錄的信息與其他節點的不符，其他節點就不會承認該記錄，該記錄也就不會寫入區塊。

三、不可篡改

改變某一區塊及區塊內的交易信息幾乎是不可能的。如果該區塊被改變，那麼之後的每一個區塊都將被改變。因此試圖篡改數據的人必須同時入侵至少全球參與記錄的51%的節點並篡改數據。

數學加密

每筆交易需要一個有效簽名才會被存儲在區塊中。只有有效的數字密鑰才能生成有效簽名。密鑰是成對出現的，由一個私鑰和一個公鑰組成。其中，公鑰是公開的，私鑰僅限擁有者可見並使用，用於交易簽名，以證明數字身份。

引入區塊鏈帶來哪些優勢呢？

第一，解決信息孤島問題，多個利益相關方可以提前設定好規則，加速數據的互通和信息的共享；

第二，根據物權法、電子合同法、電子簽名法等，核心企業的應收賬款憑證可以通過區塊鏈轉化為可流轉、可融資的確權憑證，使得核心企業信用能沿著可信的貿易鏈路傳遞。基於相互的確權，整個憑證可以衍生出拆分、溯源等多種操作；

第三，提供可信貿易數據，比如在區塊鏈架構下提供線上化的基礎合同、單證、支付等結構嚴密、完整的記錄，提升了信息透明度，實現可穿透式的監管；

第四，實現降本增效。核心企業信用傳遞後，中小企業可以使用核心企業的信貸授信額度，降低融資成本，提升融資效率；

第五，實現合約智能清算。基於智能合約的自動清結算，減少人工干預，降低操作風險，保障回款安全。

宜信普惠認為區塊鏈以高性能、高擴展、高安全的特性支撐商業應用，為金融 科技 企業提供多層級的數據安全和隱私保護，支持自動監控和故障告警，有助於跟蹤系統中發生的所有交易，為金融 科技 行業的 健康 有序發展貢獻力量。