區塊鏈數學

『壹』 什麼是數據區塊鏈(BlockChain)

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新型應用模式。區塊鏈（Blockchain），是比特幣的一個重要概念，

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，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。

(1)區塊鏈數學擴展閱讀

大多區塊鏈公鏈受到了擴展性的限制。區塊鏈技術最大的特徵就是去中心化，這就要求網路中的所有賬本都需要處理記賬流程。分布式記賬的安全性高，誤操作率低，還具有政治中立性和正確性。

但是區塊鏈技術在擁抱了這些特性的同時，犧牲掉了擴展性，無法滿足個性化監管，在保護數據隱私方面略顯不足。而且，隨著的賬本數量的增長，交互延遲會呈指數式增長，也就是說區塊鏈網路中的賬本越多延遲就會越高。

『貳』 區塊鏈的基本特徵是什麼

答：區塊鏈的基本特徵

一、去中心化。
區塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬體設施，沒有中心管制，除了自成一體的區塊鏈本身，通過分布式核算和存儲，各個節點實現了信息自我驗證、傳遞和管理。

二、開放性。

區塊鏈技術基礎是開源的，除了交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人開放，任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明 。

三、獨立性。

基於協商一致的規范和協議(類似比特幣採用的哈希演算法等各種數學演算法)，整個區塊鏈系統不依賴其他第三方，所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據，不需要任何人為的干預 。

四、安全性。

只要不能掌控全部數據節點的51%，就無法肆意操控修改網路數據，這使區塊鏈本身變得相對安全，避免了主觀人為的數據變更 。

五、匿名性。

除非有法律規范要求，單從技術上來講，各區塊節點的身份信息不需要公開或驗證，信息傳遞可以匿名進行 。

『叄』 區塊鏈的定義

區塊鏈是指一個分布式可共享的、通過共識機制可信的、每個參與者都可以檢查的公開賬本，但是沒有一個中心化的單一用戶可以對它進行控制，它只能夠按照嚴格的規則和公開的協議進行修訂。

特徵：
1、去中心化
在現在的系統設計或者應用開發中，都是考慮中心伺服器實現所有的信息交換和數據存儲。但在區塊鏈中，通過構建分布式的結構體系和開源協議，讓所有的參與者都參與數據的記錄和驗證，再通過分布式傳播發送給各個節點，即使部分節點受到攻擊或者損壞，也不會影響整個資料庫的完整性和信息更新，相當於每個參與的節點都是「自中心」。

2、去信任
在傳統的互聯網模式中，是通過可信任的中央節點（比如住房登記系統）或者第三方通道（比如支付寶）進行信息的匹配驗證和信任積累，所以其無法實現價值傳遞的去中心化，能夠去中心化的一定是無需信用背書的。

3、時間戳
區塊是指對某一段時間內生成的所有信息（包含數據和代碼）進行打包而生成的，每下一個區塊的頁首都包含上一個區塊的索引信息，首尾相連便形成了鏈。所以，區塊（完整歷史）與鏈（完整驗證）相加便形成了時間戳（可追朔完整歷史），其存儲了系統中全部的歷史數據，可為每一筆數據提供檢索和查找功能，並可藉助區塊鏈結構追本溯源，逐筆驗證。

4、非對稱加密
區塊鏈通過數學共識機制是非對稱加密演算法，即在加密和解密的過程中使用一個「密鑰對」，「密鑰對」中的兩個密鑰具有非對稱的特點：一是用其中一個密鑰加密後，只有另一個密鑰才能解開；二是其中一個密鑰公開後，根據公開的密鑰其他人也無法算出另外一個密鑰。

『肆』 如何理解區塊鏈與區塊鏈技術

區塊鏈技術用數學方法實現分布式記賬，並解決信任問題，從而完成了去中心化，將在通信、金融、物聯網、政府管理等眾多領域帶來深遠的影響。
區塊鏈（Blockchain）是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠資料庫的技術方案，是一種全民參與記賬的技術方式。而此前的記賬方式都是中心化的，需要中心化的中介，無論這個中介是傳統的政府、金融機構、公證機構還是新興的電商平台、網路支付平台。
經濟學假設中，信息是充分的。實際上，正是因為信息不充分，才存在非常龐大的中介機構。而中介機構的存在，增加了交易成本，提高了交易門檻。區塊鏈技術本質上來說是一個大規模協作工具，它首次使用純技術方式讓直接的價值轉移成為可能，並延續了互聯網去中心化和去中介化的趨勢。去中介的區塊鏈技術將極大地顛覆信息中介行業。
區塊鏈技術是構建比特幣數據結構與交易信息加密傳輸的基礎技術，該技術實現了比特幣的發行與交易。區塊鏈技術的核心是所有當前參與的節點共同維護交易及資料庫，使交易基於密碼學原理而不基於信任，使得任何達成一致的雙方，能夠直接進行支付交易，不需第三方的參與。
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。
一個區塊包含以下三部分：交易信息、前一個區塊形成的哈希散列和隨機數。交易信息是區塊所承載的任務數據，具體包括交易雙方的私鑰、交易的數量、電子貨幣的數字簽名等;前一個區塊形成的哈希散列用來將區塊連接起來，實現過往交易的順序排列;隨機數是交易達成的核心，所有節點競爭計算隨機數的答案，最快得到答案的節點生成一個新的區塊，並廣播到所有節點進行更新，如此完成一筆交易。