區塊鏈技術核心解決

1. 區塊鏈有哪四大核心技術

其實十年來區塊鏈在原有基礎上已經有了很大的變化和進展，截止現階段經過豐富之後的區塊鏈的四大核心技術——分布式賬本，共識機制，密碼學以及智能合約，它們在區塊鏈中分別起到了數據的存儲，數據的處理，數據的安全，以及數據的應用作用。總的來說，四大核心技術要區塊鏈中各有各的作用，它們共同構建了區塊鏈的基礎。

一，分布式賬本——儲存作用

首先，分布式賬本構建了區塊鏈的框架，它本質是一個分布式資料庫，當一筆數據產生後，經大家處理，就會儲存在這個資料庫裡面，所以分布式賬本在區塊鏈中起到了數據存儲的作用；

區塊鏈由眾多節點共同組成一個端到端的網路，不存在中心化的設備和管理機構，節點間數據交換通過數字簽名技術進行驗證，無需人為式的互相信任，只要按照既定的規則進行。節點間也無法欺騙其他節點。因為整個網路都是去中心化的，每個人都是參與者，每個人都有話語權。

二，共識機制——統籌節點，數據處理

其次，因為分布式賬本去中心化的特點，決定了區塊鏈網路是一個分布式的結構，每個人都可以自由的加入其中，共同參與數據的記錄，但與此同時，就衍生出來令人頭疼的「拜占庭將軍」問題，即網路中參與的人數越多，全網就越難以達成統一，於是就需要另一套機制來協調全節點賬目保持一致，共識機制就制定了一套規則，明確每個人處理數據的途徑，並通過爭奪記賬權的方式來完成節點間的意見統一，最後誰取得記賬權，全網就用誰處理的數據。所以共識機制在區塊鏈中起到了統籌節點的行為，明確數據處理的作用。

任何人都可以參與到區塊鏈網路，每一台設備都能作為一個節點，每個節點都允許獲得一個完整的資料庫，節點間都有一套共識機制，通過競爭，計算，共同維護整個區塊鏈，任一節點失效，其餘節點仍能正常工作。相當於認可你的游戲規則，比特幣有比特幣的共識機制，全球認可就可以參與比特幣挖礦，因為你認可了它的共識機制，也可理解為認可它的游戲規則。比特幣的規則就是進行龐大的運算，誰先算出來就給誰獎勵POW。

備註：共識機制跟PoW、PoS、DPoS這些相比，優缺點是什麼?

PoW即工作量證明，這是一種非常巧妙的方法，它的優點是：

演算法簡單，容易實現;

節點間無需交換額外的信息即可達成共識;

破壞系統需要投入極大的成本;

它的缺點也非常明顯：

浪費能源;

區塊的確認時間難以縮短;

新的區塊鏈必須找到一種不同的散列演算法，否則就會面臨比特幣的算力攻擊;

容易產生分叉，需要等待多個確認;

永遠沒有最終性，需要檢查點機制來彌補最終性

PoS即權益證明，它將PoW中的算力改為系統權益，擁有權益越大則成為下一個記賬人的概率越大。這種機制的優點是不像Pow那麼費電，但是也有不少缺點：

沒有專業化，擁有權益的參與者未必希望參與記賬;

容易產生分叉，需要等待多個確認;

永遠沒有最終性，需要檢查點機制來彌補最終性;

DPoS在PoS的基礎上，將記賬人的角色專業化，先通過權益來選出記賬人，然後記賬人之間再輪流記賬。這種方式依然沒有解決最終性問題。

DBFT(delegated BFT)是一種通用的共識機制模塊，提出了一種改進的拜占庭容錯演算法，使其能夠適用於區塊鏈系統。

DBFT是基於區塊鏈技術的一種協議。用戶可以將實體世界的資產和權益進行數字化，通過點對點網路進行登記發行、轉讓交易、清算交割等金融業務的去中心化網路協議。小蟻上可以發行中國《合同法》、《公司法》認可的公司股權，不僅是數字貨幣圈，還包括主流互聯網金融。小蟻可以被用於股權眾籌、P2P網貸、數字資產管理、智能合約等。

這種共識機制是在Castro 和 Liskov提出的「實用拜占庭容錯演算法」(Practical Byzantine Fault Tolerance)的基礎上，經過改進後使其能夠適用於 區塊鏈系統。拜占庭容錯技術被廣泛應用在分布式系統中，比如分布式文件系統、分布式協作系統、雲計算等。dBFT主要做了以下改進：

將C/S架構的請求響應模式，改進為適合P2P網路的對等節點模式;

將靜態的共識參與節點改進為可動態進入、退出的動態共識參與節點;

為共識參與節點的產生設計了一套基於持有權益比例的投票機制，通過投票決定共識參與節點(記賬節點);

在區塊鏈中引入數字證書，解決了投票中對記賬節點真實身份的認證問題

為什麼最終採用一種這樣的方案?

答：區塊鏈作為一種分布式賬本系統，其內部的經濟模型決定了，每一位參與者都可以無需信任其他的參與者，即所謂的去信任。拜占庭將軍問題正是描述了參與者之間如何在去信任的情況下達成共識，而拜占庭容錯技術正是解決此類問題的方法。此外，區塊鏈的網路環境非常復雜，會面臨網路延遲、傳輸錯誤、軟體錯誤、安全漏洞、黑客入侵等問題，還有各式各樣的惡意節點，而拜占庭容錯技術正是可以容忍這些錯誤的方案。

dBFT機制，是由權益來選出記賬人，然後記賬人之間通過拜占庭容錯演算法來達成共識，這種方式的優點是：

專業化的記賬人;

可以容忍任何類型的錯誤;

記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分叉;

演算法的可靠性有嚴格的數學證明

缺點：

當有1/3或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務;

當有1/3或以上記賬人聯合作惡，且其它所有的記賬人被恰好分割為兩個網路孤島時，惡意記賬人可以使系統出現分叉，但是會留下密碼學證據;

以上總結來說，dBFT機制最核心的一點，就是最大限度地確保系統的最終性，使區塊鏈能夠適用於真正的金融應用場景。比如我們哥倫布的共識機制DPOS+DBFT的共識機制。如果我們整個節點其中一個人或者一個設備關閉了，那麼其他節點仍在正常工作，不會影響整個網路體系。但是如果騰訊的伺服器關閉了，那所有人的微信打不開的，因為你沒有調取數據的地方了，這就是中心化網路伺服器與區塊鏈網路伺服器的一個區別。

三，密碼學——數據的安全，驗證了數據的歸屬，不可篡改可追溯

此外數據進入分布式資料庫中，也不是單純的打包進來就沒事了，底層的數據構架則是由區塊鏈密碼學來決定的，打包好的數據塊，會通過密碼學中哈希函數處理成一個鏈式的結構，後一個區塊包含前一個區塊的哈希值，因為哈希演算法具有單向性，抗篡改等特點，所以只在區塊鏈網路中，數據一旦上鏈就不可篡改，且可追溯，另外你的賬戶也會通過非對稱加密的方式進行加密，進而保證了數據的安全，驗證了數據的歸屬。

單個或多個資料庫的修改無法影響其他資料庫了。除了超過整個網路51%的數據同時修改，這幾乎不可能發生。區塊鏈中的每一筆交易都通過密碼學方式與相鄰兩個區塊串聯，因此可以追溯到任何一筆交易的前世今生。這里就是區塊鏈的數據結構，區塊頭和區塊體。密碼學 哈希值，時間戳，通過時間戳來決定它的順序，不會打亂。

這個原理運作到我們的商業體系裡邊，包括商品體系，我們所說的溯源，可以查詢到商品在哪裡生產的，生產原材料是什麼，從後往前一步一步查找到，因為我們在每做一步動作的同時把信息數據寫到區塊鏈的體系裡，通過這個體系我就可以查找到是不是使用的這個原材料，是不是用這個工藝生產出來的。通過這樣一個數據的結構存儲達到我們共同相信它，這商品的確是這樣生產出來的，相信這是真的。

另外數據無法修改，如果想要修改要達到51%的人才可以，從股權上理解，擁有公司51%的股權在這個公司就有話語權。這只是一個可能性而已。為什麼用區塊鏈技術比互聯網技術更歷害、更安全呢，因為他分布開了，如果你想要去修改裡面的數據，作為黑客要找到所有記這個賬的計算機，每台計算機都要修改，也許能很快找到其中一台把它改掉，但很難把所有的改掉。

區塊鏈里所有的交易信息都是公開的，因此每一筆交易都對所有節點可見，由於節點與節點間是去中心化的，所以節點間無需公開身份，每個節點都是匿名的。比如每台算能機啟動後，每台算能機誰啟動誰沒啟動，我們相互間是不知道的，你可以在你家裡開啟，這里有個多勞多得的問題。

四，智能合約——執行 應用

最後，可以在分布式賬本的基礎上，搭建應用層面的智能合約。當我們想要解決一些信任問題，可以通過智能合約，將用戶間的約定用代碼的形式，將條件羅列清楚，並通過程序來執行，而區塊鏈中的數據，則可以通過智能合約進行調用，所以智通合約在區塊鏈中起到了數據執行與應用的功能。

智能合約可幫助您以透明、無沖突的方式交換金錢、財產、股份或任何有價值的物品，同時避免中間商的服務，甚至說智能合約將在未來取代律師這個職務。通過智能合約方式，資產或貨幣被轉移到程序中，程序運行此代碼，並在某個時間點自動驗證一個條件，它會自動確定資產是應該去一個人還是回到另一個人，或者應該立即退還給發送它的人或其組合。(自動強制執行，賴不了賬)與此同時，分散賬本也是存儲和復制文件，使其具有一定的安全性和不變性。

智能合約的特色

自治——取消中間人和第三方，你是達成協議的人; 沒有必要依賴經紀人，律師或其他中間人來確認。順便提一句，這也消除了第三方操縱的危險，因為執行是由網路自動管理的，而不是由一個或多個可能有偏見的個人可能犯錯。

信任——您的文件在共享賬本上加密。有人無法說他們失去了它。

備份——想像一下，如果你的銀行失去了你的儲蓄賬戶。在區塊鏈上，你的每一個朋友都有你的背影。您的文檔被重復多次。

安全——密碼學，網站加密，保證您的文件安全。沒有黑客攻擊。事實上，這需要一個非常聰明的黑客來破解代碼並滲透。

速度——您通常不得不花費大量的時間和文書工作來手動處理文檔。智能合約使用軟體代碼來自動執行任務，從而縮短了一系列業務流程的時間。

儲蓄節省成本——智能合約可以節省您的資金，因為他們淘汰了中間人。舉例來說，你必須付公證人見證你的交易。

准確性——自動化合同不僅更快，更便宜，而且還避免了手工填寫表格所產生的錯誤。

描述智能合約的最佳方式是將該技術與自動售貨機進行比較。通常，你會去找律師或公證人，付錢給他們，等你拿到文件。通過智能合約，您只需將一個比特幣放入自動售貨機(例如分類賬)，並將您的託管，駕駛執照或任何東西放入您的賬戶。更重要的是，智能合約不僅以與傳統合同相同的方式定義協議的規則和處罰，還自動執行這些義務。

智能合約與區塊鏈

區塊鏈最好的一點是，因為它是一個分散的系統，存在於所有允許的當事方之間，所以不需要支付中間人(中間人)，它可以節省您的時間和沖突。區塊鏈存在問題，但與傳統系統相比，它們的評級，無可否認，速度更快，更便宜，更安全，這也是銀行和政府轉向它們的原因。而利用區塊鏈技術的特性而應用於智能合約，將可以更便捷的提高工作生活中的各種合約。

2. ​區塊鏈的四大核心技術

區塊鏈技術的核心支柱主要體現在四個關鍵技術上：共識機制、分布式存儲、智能合約以及密碼學。這些技術共同構建了區塊鏈系統的基石。

首先，共識機制，如挖礦原理，是解決分布式網路中無中央權威問題的關鍵。它協調參與者達成數據一致，決定誰有權力記錄數據，確保數據的維護和完整性，常見的共識機制有工作量證明（PoW）、權益證明（PoS）和委託權益證明（DPoS）。

其次，分布式存儲技術分散存儲數據，每個參與者都有平等的存儲和訪問許可權，數據分散在多個節點上，提高了數據安全性和抗攻擊性。例如，比特幣的交易記錄分布在全球各地的礦工電腦上，使得數據完整不可篡改。

智能合約則像自動執行的規則，基於去中心化網路，通過共識機制和激勵機制，實現無需第三方的可信交易，保證交易的不可逆性和追蹤性，極大地擴展了區塊鏈的應用范圍。

最後，密碼學作為區塊鏈的安全基石，通過加密和解密技術，如哈希演算法、公鑰私鑰和數字簽名，確保數據的安全，驗證數據的來源，確保系統的完整性和信任性。

3. 區塊鏈技術的核心是解決信任問題嗎

據報道，區塊鏈就是一個可信任、不能篡改、不可抵賴的公共賬本，高度透明，因此能完全實現多邊共信，解決信任問題，是區塊鏈技術的核心競爭力。

相關部門正在准備在雄安新區用區塊鏈改造房屋租賃產業，「房東的產權證明經過房管局認證後寫入區塊鏈，同樣租客和房東的合同信息也分享到區塊鏈上，那麼虛假房源和黑中介就不能存在，通過監管、房東和房客的協同，現實的租賃事件被可驗證地搬到數字世界中」。

分析人士表示，在溯源的下一步，基於區塊鏈的可信數據被當作生產資料，也會隨之帶來生產關系的改變，區塊鏈就是一個可信任、不能篡改、不可抵賴的公共賬本，高度透明，因此能完全實現多邊共信。

文章來源：比特110網

4. 區塊鏈技術有哪些區塊鏈核心技術介紹

當下最火熱的互聯網話題是什麼，不用小編說也知道，那就是區塊鏈技術，不過不少朋友只是聽說過這個技術，對其並沒有過多的深入理解，那麼區塊鏈技術有哪些？下面我們將為大家帶來區塊鏈核心技術介紹，以作大家參考之用。
區塊鏈技術核心有哪些？
區塊鏈技術可以是一個公開的分類賬（任何人都可以看到），也可以是一個受許可的網路（只有那些被授權的人可以看到），它解決了供應鏈的挑戰，因為它是一個不可改變的記錄，在網路參與者之間共享並實時更新。
區塊鏈技術----數據層：設計賬本的數據結構
核心技術1、區塊+鏈：
從技術上來講，區塊是一種記錄交易的數據結構，反映了一筆交易的資金流向。系統中已經達成的交易的區塊連接在一起形成了一條主鏈，所有參與計算的節點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。
每個區塊由區塊頭和區塊體組成，區塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息，主要包括交易數量和交易詳情；區塊頭則封裝了當前的版本號、前一區塊地址、時間戳（記錄該區塊產生的時間，精確到秒）、隨機數（記錄解密該區塊相關數學題的答案的值）、當前區塊的目標哈希值、Merkle數的根值等信息。從結構來看，區塊鏈的大部分功能都由區塊頭實現。
核心技術2、哈希函數：
哈希函數可將任意長度的資料經由Hash演算法轉換為一組固定長度的代碼，原理是基於一種密碼學上的單向哈希函數，這種函數很容易被驗證，但是卻很難破解。通常業界使用y=hash(x)的方式進行表示，該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
常使用的哈希演算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256演算法為例，將任何一串數據輸入到SHA256將得到一個256位的Hash值（散列值）。其特點：相同的數據輸入將得到相同的結果。輸入數據只要稍有變化（比如一個1變成了0）則將得到一個完全不同的結果，且結果無法事先預知。正向計算（由數據計算其對應的Hash值）十分容易。逆向計算（破解）極其困難，在當前科技條件下被視作不可能。
核心技術3、Merkle樹：
Merkle樹是一種哈希二叉樹，使用它可以快速校驗大規模數據的完整性。在區塊鏈網路中，Merkle樹被用來歸納一個區塊中的所有交易信息，最終生成這個區塊所有交易信息的一個統一的哈希值，區塊中任何一筆交易信息的改變都會使得Merkle樹改變。
核心技術4、非對稱加密演算法：
非對稱加密演算法是一種密鑰的保密方法，需要兩個密鑰：公鑰和私鑰。公鑰與私鑰是一對，如果用公鑰對數據進行加密，只有用對應的私鑰才能解密，從而獲取對應的數據價值；如果用私鑰對數據進行簽名，那麼只有用對應的公鑰才能驗證簽名，驗證信息的發出者是私鑰持有者。
因為加密和解密使用敗裂仿的是兩個不同的密鑰，所以這種演算法叫做非對稱加密演算法，而對稱加密在加密與解密的過程中使用的是同一把密鑰。
區塊鏈技術----網路層：實現記賬節點的去中心化
核心技術5、P2P網路：
P2P網路（對等網路），又稱點對點技術，是沒有中心伺服器、依靠用戶群交換信息的互聯網體系。與有中心伺服器的中央網路系統不同，對等網路的每個用戶端既是一個節點，也有伺服器的功能。國內的迅雷軟體採用的就是P2P技術。P2P網路其具有去中心化與健壯性等特點。
區塊鏈技術----共識層：調配記賬節點的任務負載
核心技術6、共識機制：
共識機制，就是所有記賬節點之間如何達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。目前主要有四大類共識機制：PoW、PoS、DPoS和分布式一致性演算法。
PoW（ProofofWork，工作量證明）：PoW機制，也就是像比特幣的挖礦機制，礦工通過把網路尚未記錄的現有交易打包到一個區塊，然後不斷遍歷嘗試來尋找一個隨機數，使得新區塊加上隨機數的哈希值滿足一定的難度條件。找到滿足條件的隨機數，就相當於確定了區塊鏈最新的一個區塊，也相當於獲得了區塊鏈的本輪記賬權。礦工把滿足挖礦難度條件的區塊在源伏網路中廣播出去，全網其他節點在驗證該區塊滿足挖礦難度條件，同時區塊里的交易數據符合協議規范後，將各自把該區塊鏈接到自己版本的區塊鏈上，從而在全網形成對當前網路狀態的共識。
PoS（ProofofStake，權益證明）：PoS機制，要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制。如果單純依靠代幣余額來決定記賬者必然察纖使得富有者勝出，導致記賬權的中心化，降低共識的公正性，因此不同的PoS機制在權益證明的基礎上，採用不同方式來增加記賬權的隨機性來避免中心化。例如點點幣（PeerCoin）PoS機制中，擁有最多鏈齡長的比特幣獲得記賬權的幾率就越大。NXT和Blackcoin則採用一個公式來預測下一記賬的節點。擁有多的代幣被選為記賬節點的概率就會大。未來以太坊也會從目前的PoW機制轉換到PoS機制，從目前看到的資料看，以太坊的PoS機制將採用節點下賭注來賭下一個區塊，賭中者有額外以太幣獎，賭不中者會被扣以太幣的方式來達成下一區塊的共識。
DPoS（DelegatedProof-Of-Stake，股份授權證明）：DPoS很容易理解，類似於現代企業董事會制度。比特股採用的DPoS機制是由持股者投票選出一定數量的見證人，每個見證人按序有兩秒的許可權時間生成區塊，若見證人在給定的時間片不能生成區塊，區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速，也更加節能。
分布式一致性演算法：分布式一致性演算法是基於傳統的分布式一致性技術。其中有分為解決拜占庭將軍問題的拜占庭容錯演算法，如PBFT（拜占庭容錯演算法）。另外解決非拜占庭問題的分布式一致性演算法（Pasox、Raft），詳細演算法本文不做說明。該類演算法目前是聯盟鏈和私有鏈場景中常用的共識機制。
綜合來看，POW適合應用於公鏈，如果搭建私鏈，因為不存在驗證節點的信任問題，可以採用POS比較合適；而聯盟鏈由於存在不可信局部節點，採用DPOS比較合適。
區塊鏈技術----激勵層：制定記賬節點的"薪酬體系"
核心技術7、發行機制和激勵機制：
以比特幣為例。比特幣最開始由系統獎勵給那些創建新區塊的礦工，該獎勵大約每四年減半。剛開始每記錄一個新區塊，獎勵礦工50個比特幣，該獎勵大約每四年減半。依次類推，到公元2140年左右，新創建區塊就沒有系統所給予的獎勵了。屆時比特幣全量約為2100萬個，這就是比特幣的總量，所以不會無限增加下去。
另外一個激勵的來源則是交易費。新創建區塊沒有系統的獎勵時，礦工的收益會由系統獎勵變為收取交易手續費。例如，你在轉賬時可以指定其中1%作為手續費支付給記錄區塊的礦工。如果某筆交易的輸出值小於輸入值，那麼差額就是交易費，該交易費將被增加到該區塊的激勵中。只要既定數量的電子貨幣已經進入流通，那麼激勵機制就可以逐漸轉換為完全依靠交易費，那麼就不必再發行新的貨幣。
區塊鏈技術----合約層：賦予賬本可編程的特性
核心技術8、智能合約：
智能合約是一組情景應對型的程序化規則和邏輯，是通過部署在區塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實現的。通常情況下，智能合約經各方簽署後，以程序代碼的形式附著在區塊鏈數據上，經P2P網路傳播和節點驗證後記入區塊鏈的特定區塊中。智能合約封裝了預定義的若干狀態及轉換規則、觸發合約執行的情景、特定情景下的應對行動等。區塊鏈可實時監控智能合約的狀態，並通過核查外部數據源、確認滿足特定觸發條件後激活並執行合約。
以上就是小編為您帶來的區塊鏈技術有哪些？區塊鏈核心技術介紹的全部內容。