ibm區塊鏈架構

A. 區塊鏈是什麼

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。

可以用區塊鏈的一些領域可以是：

▪智能合約

▪證券交易

▪電子商務

▪物聯網

▪ 社交通訊

▪文件存儲

▪存在性證明

▪身份驗證

▪股權眾籌

我們可以把區塊鏈的發展類比互聯網本身的發展，未來會在internet上形成一個比如叫做finance-internet的東西，而這個東西就是基於區塊鏈，它的前驅就是bitcoin，即傳統金融從私有鏈、行業鏈出發（區域網），bitcoin系列從公有鏈（廣域網）出發，都表達了同一種概念——數字資產（DigitalAsset），最終向一個中間平衡點收斂。

區塊鏈的進化方式是：

▪ 區塊鏈1.0——數字貨幣

▪ 區塊鏈2.0——數字資產與智能合約

▪ 區塊鏈3.0——各種行業分布式應用落地

B. 什麼是數據區塊鏈（BlockChain）怎麼解釋讓人更容易理解

想了解區塊鏈應用，可以多參考很多書籍和觀點，有《圖說區塊鏈》《區塊鏈：重塑經濟與世界》《新經濟藍圖與導讀》，還有幣安社區的文章，包括對幣安社區這個平台也詳細了解，實力牛X。

一、區塊鏈是什麼

區塊鏈（Blockchain），顧名思義，是由區塊（Block）和鏈（chain）組成，它是分布式數據存儲、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。是一種按照時間順序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、安全可信的分布式賬本。

2008年，中本聰發表的論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統》中第一次提出區塊鏈和加密數字貨幣的構想。從比特幣開始，區塊鏈成為各種各樣數字貨幣的底層技術。

二、區塊鏈的工作原理:

1、基本概念包括：（1）交易（Transaction）：操作一次，會使賬本狀態改變一次，如添加一條記錄；（2）區塊（Block）：記錄規定時間內發生的交易和狀態數據，是對當前賬本狀態的一次共識和保存；（3）鏈（Chain）：由一個個區塊按照時間順序串聯而成，是整個狀態變化的日誌記錄。理解了區塊鏈的工作概念也就不難理解其工作原理，假設存在一個分布式的數據記錄本，這個記錄本只允許添加、不允許刪除和更改，其結構是由一個個「區塊」串聯而成的線性的鏈（這也是「區塊鏈」名字的來源），新的數據要加入，必須放到一個新的區塊中，維護節點可以提議一個新的區塊，但是必須經過一定的共識機制來對最終選擇的區塊達成一致。

2、以比特幣為例來看區塊鏈的工作原理。

比特幣的區塊分為區塊頭和區塊體兩部分。

三.區塊鏈的核心優勢和特點

1、去中心化區塊鏈數據的驗證、記賬、存儲、維護和傳輸等過程均是基於分布式系統結構，不存在中心化的硬體或管理機構，任意節點的權利和義務都是均等的，系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護。2、開放透明系統是開放的，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公開，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。3、安全性區塊鏈採用基於協商一致的規范和協議（比如一套公開透明的演算法）使得整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境自由安全的交換數據，使得對「人」的信任改成了對機器的信任，任何人為的干預不起作用。4、信息不可篡改一旦信息經過驗證並添加至區塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住系統中超過51%（幾乎不可能）的節點，否則單個節點上對資料庫的修改是無效的，因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。5、匿名性由於節點之間的交換遵循固定的演算法，其數據交互是無需信任的（區塊鏈中的程序規則會自行判斷活動是否有效），因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產生信任，對信用的累積非常有幫助。

四、區塊鏈的分類

目前來說，區塊鏈最主流的分類是根據參與者的不同，把區塊鏈分為公有鏈（Public Blockchain）、私有鏈（Private Blockchain）和聯盟鏈（Consortium Blockchain）。

1、公有鏈：任何人都可以參與使用和維護，並且能夠獲得該區塊鏈的有效確認，公有鏈是最早的區塊鏈，也是目前應用最廣泛的區塊鏈，典型的如比特幣區塊鏈，信息是完全公開的。

如果引入許可機制，包括私有鏈和聯盟鏈兩種。2、私有鏈：一個公司或者個人，僅使用區塊鏈的技術，獨享該區塊鏈的寫入許可權，信息不公開。目前保守的巨頭（傳統金融）都是想實驗嘗試私有區塊鏈，私鏈的應用產品還在摸索當中。3、聯盟鏈：是介於公有鏈和似有鏈之間，由多個組織共同控制的區塊鏈，該鏈的使用是有許可權的管理，可以受制於管理者，也根據管理者的意願開放給他人。除此之外，根據區塊鏈使用場景和目的的不同，分為以數字貨幣為目的的貨幣鏈，以記錄產權為目的的產權鏈，以眾籌為目的的眾籌鏈等。

五、區塊鏈的具體應用場景分析

1、信息防偽

5月28日，騰訊CEO馬化騰在貴陽數博會上就茅台酒打假問題提出了：基於雲端的綜合區塊鏈技術的防偽方法，其效率將遠高於傳統防偽方式。未來的防偽驗證場景可能只需用戶使用手機進行簡單的掃描，就可以得到大量的基於不同的維度的完整信息。

以茅台酒為例：

酒廠地址，製作車間，操作員工，檢驗員，出廠時間，運輸車輛信息及駕駛人員信息，

酒的年份原料來源，原料提供商，保存倉庫編號，原料運輸車輛及駕駛人員信息，

所有的信息都能夠精準溯源，被永久記錄且不可篡改。

綜合以上信息即可輕易驗證真偽。

2、食品安全問題

早在去年11月份沃爾瑪就已經和IBM進行合作，通過使用區塊鏈技術來追蹤食品來源，以此來確保食品的安全性及增加食品的而流通性以降低成本，對於沃爾瑪等大型超市來說，以往出現食品安全問題需要幾天時間進行問題食品的來源調查，使用了此項技術之後，只需要產品的一項信息就能夠做到精準溯源，食品產地、檢驗者、供應商、物流運輸等重要信息，幾分鍾之內就能快速發現問題。目前來說使用區塊鏈追蹤的產品有包括美國的包裝產品和中國的豬肉。

3、信息安全

區塊鏈技術正在推動一場信息安全技術變革。中間人攻擊、數據篡改、DDoS三大安全威脅

（1）身份保護

PKI是電子郵件、消息應用、網站等各種通訊應用中常見的公鑰加密技術。但是由於大多數PKI的實現以來集中式的可信第三方認證機構(CA)來發放、激活和存儲用戶證書，黑客可攻擊PKI假冒用戶身份或破解加密信息。

CertCoin是首個區塊鏈PKI實現，來自MIT，去除了中心化的認證中心，以區塊鏈作為於域名和公鑰的分布式賬本。

Pomcor公司：區塊鏈PKI實現路徑：保留認證中心，用區塊鏈存儲已經發放和激活的證書的hash值。用戶通過去中心化和透明的來源鑒別證書的真實性，同時還能通過本地基於區塊鏈拷貝進行秘鑰和簽名的認證來提高網路訪問性能。

（2）數據完整性保護

GuardTime開發了基於區塊鏈技術的無秘鑰簽名架構(KSI)，取代基於秘鑰的數據認證技術。KSI在區塊鏈上存儲原始數據和文件的哈希表，運行哈希演算法來驗證其他拷貝，將結果與區塊鏈存儲的數據對比。任何數據的篡改都會被迅速發現，因為原始哈希表存儲在數以百萬計的節點。

（3）關鍵基礎設施保護

互聯網的「阿喀琉斯之踵」，DDoS進入TB時代，DDoS仍然是黑客低成本搞垮大目標的最簡單的武器，DNS服務是黑客進行大規模破壞的首要目標，但區塊鏈技術有望從根本上解決。

區塊鏈的分布式存儲，使黑客攻擊失去焦點，Nebulis正在開發一種分布式DNS系統，使用以太坊區塊鏈和星際互聯文件系統(IPFS，HTTP的分布式替代品)來注冊和解析域名。DNS最大弱點是緩存，緩存使DDoS攻擊成為可能，也是集權政府審查社交網路，操縱DNS注冊的禍根。一個高度透明的、分布式的DNS系統能夠有效杜絕任何實體，包括政府恣意操縱記錄。

四、金融行業

（1）數字貨幣：提高貨幣發行及使用的便利性

如國外的比特幣、以太幣，我國目前有果仁寶等等。

從使用實物交易,到物理貨幣和信用貨幣,再到比特幣網路的崛起,讓更多的人意識到其背後的分布式賬本區塊鏈技術,逐步在數字貨幣外的許多場景進行應用。

（2）跨境支付與結算：實現點到點交易,減少中間費用

轉賬與支付。目前，區塊鏈技術最成熟的應用便是支付與轉賬，區塊鏈技術能夠避免繁雜的系統，省卻銀行間對賬和審查的流程，加速結算速度；用虛擬貨幣無需清算所的介入，減少交易費用。各國家的清算程序不同,單筆匯款需2、3天才到帳,效率低,在途資金佔比極大。不再通過第三方,通過區塊鏈技術形成點對點的支付。省去第三方機構的環節,即可全天支付、實時到賬、提現快捷及降低隱形成本,有助於規避資金風險。具有及時性便利性。

（3）票據與供應鏈金融業務：減少人為介入,降低成本及操作風險

點對點之間的價值傳遞,實物票據或中心系統進行控制驗證;中介將被消除,減少人為介入。效率的提升,融資渠道更暢通,風險更低，多方受益。

（4）證券發行與交易：實現准實時資產轉移,加速交易清算速度

區塊鏈技術的應用可使證券交易的流程更簡潔、透明、快速,減少重復功能的IT系統,提高市場運轉的效率。對於股票,區塊鏈可以消除紙筆或電子表格記錄,減少交易的人為差錯,提高交易平台的透明度和可追蹤性。花旗與納斯達克合作推進區塊鏈應用。

（5）客戶徵信與反欺詐：降低法律合規成本,防止金融犯罪

記載於區塊鏈中的客戶信息與交易紀錄有助於銀行識別異常交易並有效防止欺詐。區塊鏈的技術特性可以改變現有的徵信體系,在銀行進行「認識你的客戶」(KYC)時,將不良紀錄客戶的數據儲存在區塊鏈中。

股權眾籌：建立在區塊鏈技術上的股權眾籌可以實現去中心化信任，投資者的回報也得到保證。

5、供應鏈管理

分布式分類帳系統，參與者全程跟蹤資產的所有權，可應用於國家和工廠之間移動時跟蹤汽車零件。

豐田為其核心零部件供應鏈運營，研發區塊鏈技術解決方案的前提。通過大量的數據幫助豐田更高效地確保記錄數據准確性，也能幫助管理供應鏈。同時，區塊鏈供應鏈能夠通過智能合同來控制保修，維修貨物相關成本和規格，整個產品生命周期內的交易不可撤銷。

航運業的第一個公共解決方案解決方案由海運國際（MTI）部署，使用區塊鏈供應鏈技術共享運輸集裝箱的驗證總量（VGM）信息。有關集裝箱VGM的信息對於確保船舶正確存放，防止在海上和港口事故發生是非常重要的。VGM數據存儲在區塊鏈供應鏈上，為港口官員，運輸公司，托運人和貨主提供永久記錄。這取代了麻煩的日誌，電子表格，數據中介和私人資料庫。

物流誠信體系 貨車幫貨車幫推出基於區塊鏈的物流企業金融解決方案，旨在為企業提供可靠的金融服務。不僅能幫助司機解決貸款難的問題，亦能改變行業誠信缺失的現狀，助力打造物流誠信體系。幫助構建物流企業身份鏈，打造物流企業可信數據生態。以透明、可監督、可追溯的演算法模型，篩選需要資金支持且可靠的企業，為其提供金融服務。另一方面，在技術層面將各執法部門鏈接起來，對失信企業進行聯合處罰。

6、政務管理

（1）選舉

基於區塊鏈技術特徵，聯想到現在選舉技術的弊端，我們將搭建一個開源的、針對選舉、投票和彩票的區塊鏈應用，我們稱之為選舉鏈（ElectionChain）。我們希望優化選舉和投票技術，使得投票更加公開透明，減少人為操控，讓選民可驗證自己的選舉結果。

包括身份認證、多鏈體系、閃投協議、共識演算法EDPOS、隱私保護、選票機制設計、去中心化ELC租借市場、存貯方案、智能合約等。

（2）政務服務

旨在實現基於區塊鏈技術的電子政務數字生態系統，向公民提供政務服務和政府各部門業務的自動化機制，必須將國家政務所有領域結合在一起，形成一個共有的信息空間，包含政府機構、經濟數據、金融交易和社會領域。這個生態系統還應包括注冊管理部門機構和對應軟體，用於構建基於智能合約的政府機構、企業和公共用戶的應用程序和平台。

C. 目前國內有哪些區塊鏈技術應用開發平台

所謂區塊鏈技術，簡稱BT（Blockchain technology），也被稱之為分布式賬本技術，是一種互聯網資料庫技術，其特點是去中心化、公開透明，讓每個人均可參與資料庫記錄。

D. 區塊鏈革命來了，對ibm和uber們有什麼影響

IBM全球企業咨詢服務部銀行業總經理趙亮認為在供應鏈金融、數字票據、P2P理財、電子貨幣、小額信貸、跨境支付、抵押品管理及合約執行等互聯網金融領域，區塊鏈技術都有著廣泛的應用前景，可以更好地對接金融機構與非金融企業。
而區塊鏈的原理還能更廣泛的應用在其它創新領域。比如區塊鏈有望建立起一個積分交換與交易系統，用於電信話費積分、航空里程積分、酒店住宿積分等各種積分的交換與交易。而在物聯網領域，IBM已經與芬蘭Kouvola Innovation合作，在區塊鏈與Watson物聯網技術上建立了物流全過程的可信貨物視圖。
實際上，未來幾年內物聯網將會成為區塊鏈最激動人心、規模最大的應用領域之一。區塊鏈解決了物聯網海量設備和節點之間的信任問題及金融交易。基於區塊鏈和電子貨幣的物聯網，能讓智能家電自動完成繳納電費賬單等金融交易，而IBM Watson認知技術能通過學習歷史數據來自動建議更為合理的電量使用水平，從全社會看則可形成真正的智能電網。
2016年5月，有兩家中國區塊鏈企業宣布加盟由IBM和Linux基金會主導的HyperLedger超級賬本項目。同樣在5月，平安保險集團則宣布加入國際R3聯盟，與其它金融機構一起共同開發基於分布式共享賬本技術的創新型商務應用。
現在，區塊鏈已經不僅是對互聯網技術有影響力那樣簡單，而是要創造全新的去中心化的下一代商業模式，這才是區塊鏈革命的真正意義。

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書名：區塊鏈技術指南

作者：鄒均

豆瓣評分：6.4

出版社：機械工業出版社

出版年份：2016-11-1

頁數：254

內容簡介：

第1-2章為基礎和入門內容，著重是區塊鏈入門介紹，並講解區塊鏈的一些基礎概念。本書詳細、全面地介紹了區塊鏈的基礎知識與概念，剖析了區塊鏈的架構、底層實現細節以及加密技術，並配合行業應用案例，常見問題等，全面解讀大熱的區塊鏈技術實現與應用。第3-10章，著重是區塊鏈架構剖析，並講解區塊鏈的關鍵技術，包括密碼學和共識演算法；提供比特幣開發指南以及以太坊智能合同開發指南；同時介紹HyperLedger，討論區塊鏈的常見問題和典型的解決方案。第11章，從架構變革的角度探討IT發展的原動力，並提供對區塊鏈對未來IT發展的一些展望。

作者簡介：

鄒均，中關村區塊鏈產業聯盟專家、服務合約（ServiceContract）方向博士，關注與實踐區塊鏈技術與應用，現為海納雲CTO。曾任IBM澳洲金融行業首席軟體架構師。擅長雲計算、大數據、軟體定義存儲。融智北京高端外國專家，在國際會議期刊發表論文20餘篇。

張海寧，VMware中國雲原生應用首席架構師，Harbor企業級開源容器Registry項目負責人，CloudFoundry中國社區最早的技術佈道師之一，多年軟體開發經驗。曾任IBM資深軟體工程師、Sun公司資深架構師等。目前著重關注容器、雲計算和區塊鏈領域的研究和開發。

唐屹，廣州大學教授、理學博士，專注於網路信息安全、分布式計算、區塊鏈安全及應用等，為國外知名安全公司開發過橢圓曲線密碼軟體，獲密碼科技進步二等獎（省部級）。多次主持或參與完成國家*科技與人才項目基金工作。

李磊，合肥工業大學副教授，Macquarie大學博士。擅長數據挖掘、社會計算、智能計算。多次擔任IEEE國際會議程序委員會委員與組織者，在社會計算和區塊鏈等領域發表論文40餘篇，被引用350餘次。

F. 如何通俗的理解ibm區塊鏈技術hyperledger-fabric中的共識演算法pbft

1、區塊鏈的技術是什麼? 如果我們把資料庫假設成一本賬本，讀寫資料庫就可以看做一種記賬的行為，區塊鏈技術的原理就是在一段時間內找出記賬最快最好的人，由這個人來記賬，然後將賬本的這一頁信息發給整個系統里的其他所有人。

G. 區塊鏈如何開發

分享區視網：

區塊鏈技術的應用范圍還是很廣的，基於去中心化，去信任，集體維護，可靠資料庫等特點，其在金融行業的應用是先行一步的。
區塊鏈是比特幣的底層技術，區塊鏈在數字貨幣的應用開發已經是成熟的了。

像英唐眾創提供的基於區塊鏈的交易系統開發方案，開發出來的軟體系統有很大的安全系數和透明度。

H. 有對IBM Hyperledger fabric架構有更深入了解的嗎

Hyperledger fabric和公有鏈的區別見我在這里的回答。 區塊鏈是什麼，如何簡單易懂地介紹區塊鏈？ - 知乎 Hyperledger-fabric算是目前在聯盟鏈（私有鏈）這領域做得最成熟的了。新版本（v1）的整個結構大概是這樣： 首先，鏈上有些chaincode（鏈碼），可以理解為智能合約，總之是已經同意的邏輯。 然後一筆交易可以指向並觸發這些合約，然後得到一個輸出，這個輸出也會被寫在交易里。 此外，新版本相比於舊版本的變化是，整個網路的節點被分為兩種（client我不認為是網路中的節點，因為不參與共識）。一種叫endorser（批准者），一種就是普通節點（peer）。此外還有某個叫做orderer（排序）的功能模塊，有些節點可以身兼orderer，這個模塊的主要功能是負責給交易排序和打包成區塊。 交易的過程是這樣： 1，首先，每個鏈碼都有規定的批准者，假設我們考慮一個用於汽車交易的鏈碼，它規定的批准者有A，B，C三個節點，比如說，這個鏈碼規定了如下邏輯：這個交易生效的前提是A，B，C中的兩個批准了這筆交易。 2，這個時候，假設用戶小明要買車，他生成一筆交易請求用於觸發這個用於交易的鏈碼，他把這個請求發給A，B，C三個節點等待批准。 3，如果請求無誤可信，A，B，C三個節點認可了這個請求，他們會直接進行運算生成結果然後寫成交易反饋給用戶（這個時候並不寫入區塊鏈，或者他們管這個叫賬本）。 4，用戶收到返回的交易之後，如果確認返回的交易結果一致，則把交易發給排序模塊，然後排序模塊將所有收到的交易根據時間排序，打包形成區塊，然後發給所有節點。注意，這里排序模塊不對交易進行任何驗證，也就是不管他們收到的交易是不是得到了足夠的批准，只要格式對，他們都打包進區塊。 5，所有節點驗證每筆交易是不是得到了足夠的批准，如果是，則註明有效交易，否則著名無效交易，但不論結果如何，所有交易都會被寫進賬本。 6，最後，如果交易成功，節點通知用戶交易已經加入賬本。 相比於之前的版本，v1多了這些東西： 1，排序模塊從邏輯上被拆了出來，然而實際上節點可以兼職排序。 2，多了批准者這個東西，也就是說，只有批准者會知道你的交易的詳情，而其他節點在驗證的時候只驗證是不是得到了規定的批准者的批准。 3，我這里沒寫，但是多了一個叫通道的東西，不同的通道本質上就是不同的獨立的區塊鏈。 註：我不是這個項目的參與者，所以以上的介紹完全基於個人看他們說明文件的理解，他們文檔里對於區塊鏈的一個核心問題——存在惡意節點的情況所言甚少，所以我也不清楚他們對於惡意節點有多高的容忍度。 但是，光從這個結構本身看，的確，v1增加了很多功能，結構也很清晰，很靈活，可以支持不同的應用場景。然而，從理論的角度講，並沒有多少創新性可言，區塊鏈技術的目前的兩個主要問題——scalability（可擴展性）和私密性，它都沒有解決。盡管它號稱解決了這兩個問題，實際上還是建立在犧牲可靠性和安全性的基礎之上的。

I. 看全球十大證券交易所怎麼玩區塊鏈

京東旗下的京東萬象數據平台（以下簡稱京東萬象）想通過區塊鏈技術（採用以太坊的基層架構），保障數據交易雙方的利益，讓數據流通起來。簡單來說，京東萬象利用區塊鏈技術搭建一條聯盟鏈，通過區塊鏈過往數據不可篡改的特性，把數據變成受保護的虛擬資產，確保每筆交易和數據都有確權證書。也就是說，在數據進行交易之前京東萬象會先對賣方數據進行確權，明確其歸屬並將確權證書同步到各個節點上。而未經許可盜賣沒有確權證書，或者證書與區塊鏈確權不匹配的數據，數據提供方就可要求法律保護。這樣既解決了數據提供方的擔憂，也解決了數據需求方找到合規、正版的數據的需求。（搜狐科技）在國內，區塊鏈也受到了國內大多數明星企業的關注，例如，中國郵政和IBM合作開發除了一套區塊鏈資產託管系統；普銀集團基於區塊鏈技術推出了茶本位數字貨幣普銀。