區塊鏈技術涉及技術

1. 主流區塊鏈技術有哪些

本文試圖對區塊鏈有關技術流派和主流平台進行一個概覽，作為學習區塊鏈技術體系的導覽，意在拋磚引玉，促進區塊鏈開發社區的討論與共識。區塊鏈技術的流派未戰先謀局，你想投入區塊鏈開發這個領域，至少先要搞清楚現在有哪些玩家，各自的主張和實力如何。劃分區塊鏈技術流派並無一定之規，據我所見，或可有以下四種方式：第一是按照節點准入規則，劃分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈。公有鏈的代表自然是比特幣和以太坊，私有鏈則以R3 Corda聲名最盛，聯盟鏈的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有鏈注重匿名性與去中心化，而私有鏈及聯盟鏈注重高效率，而且還往往設置了准入門檻。公有鏈、私有鏈與聯盟鏈之間的這些不同都在技術中有所體現，比如私有鏈和聯盟鏈假設節點數目不大，可以採用PBFT演算法來形成共識。而公有鏈假設有大量且不斷動態變化的節點網路，用PBFT效率太低，只能採用類似抽彩票的演算法來確定意見領袖。這就意味著，私有鏈與聯盟鏈很難變成公有鏈，而用公有鏈來作聯盟鏈或私有鏈雖然容易，卻也並非即插即用。此種差異，學者不可不察。第二是按照共享目標，劃分為共享賬本和共享狀態機兩派。比特幣是典型的共享賬本，而Chain和BigchainDB也應屬此類，這幾個區塊鏈系統在各個節點之間共享一本總賬，因此對接金融應用比較方便。另一大類區塊鏈系統中，各個節點所共享的是可完成圖靈完備計算的狀態機，如以太坊、Fabric，它們都通過執行智能合約而改變共享狀態機狀態，進而達成種種復雜功能。第三是按照梅蘭妮· 斯旺所描述的代際演進，將區塊鏈系統分為1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撐去中心化交易和支付系統，2.0通過智能合約支撐行業應用，3.0支撐去中心化的社會體系。比特幣和Chain應屬於區塊鏈1.0系統，而以太坊和Fabric是區塊鏈2.0系統，目前尚無成功的區塊鏈3.0系統出現，不成功的嘗試倒是有那麼一個，就是著名的The DAO。第四是按照核心數據結構，分為區塊鏈和分布式總賬兩派。區塊鏈這一派在系統中真的實現了一個區塊的鏈作為核心數據結構，而分布式總賬這一派，只是吸取了區塊鏈的精神，並沒有真用一條區塊鏈作為核心數據結構，或者雖然暫時用了，但聲明說吾項庄舞區塊鏈，意在分布式總賬耳，若假以時日，因緣際會，未嘗不可取而代之也。主流區塊鏈技術平台了解流派劃分，仍是只能用來指點江山，吹牛論道，要動手，總要有個切入點。區塊鏈貨幣據說已經有上千個了，但值得關注的技術平台大概只有數十個，而如果要進入區塊鏈開發領域，打下一個好基礎，練出一身好功夫，撈到幾個好offer，則值得深入研究學習的平台，屈指可數。首先當然是比特幣。比特幣作為區塊鏈的第一個也是目前為止最成功、最重要的樣板工程，已經上線運行了八年多，本身沒有發生任何嚴重的安全和運維事故，其穩定與強悍堪稱當代軟體系統典範。比特幣Bitcoin Core是一個代碼質量高、文檔良好的開源軟體，從學習區塊鏈原理、掌握核心技術的角度來說，Bitcoin Core是最佳切入點，能夠學到原汁原味的區塊鏈技術。當然，Bitcoin Core是用C++寫的，而且用了一些C++11和Boost庫的機制，對學習者的C++水平提出了較高的要求。學習比特幣平台開發還有一個優勢，就是可以對接繁榮的比特幣技術社區。目前圍繞比特幣進行改進和提升的人很多，人多力量就大，諸如隔離驗證、閃電網路、側鏈等比較新的想法和技術，都率先在比特幣社區里落地。比如側鏈技術的主要領導者Blockstream是由密碼學貨幣元老Adam Back領銜的，而Blockstream是Bitcoin Core最大的貢獻者之一，所以一些有關側鏈的技術在比特幣社區里討論最充分。但比特幣作為一個典型的區塊鏈1.0系統，是不是支撐其他類型區塊鏈應用的最佳技術平台，存在很大的爭議。另外，也不是所有人都有能力和必要精通區塊鏈底層技術。所以對那些急於沖到區塊鏈領域里做（quān）事（qián）的人來說，可能更直截了當的學習目標是以太坊和Hyperledger Fabric。在以太坊上面用Solidity進行的智能合約開發是切入區塊鏈開發最簡單的方式，沒有之一。以太坊的理想非常宏大，由於配備了強大的圖靈完備的智能合約虛擬機，因此可以成為一切區塊鏈項目的母平台，是馱住整個區塊鏈世界的大烏龜。在以太坊上開發一個類似比特幣的加密貨幣，是一個不折不扣的小目標。一般有經驗的開發者在文檔指導下，半天到一天即可入門。問題在於，入門以後又如何？靠寫Solidity是否就可以包打天下？這是大大存疑的。我們也可以反過來說，如果以太坊+Solidity是區塊鏈的終極解決方案，那麼怎麼還會出現那麼多區塊鏈技術門派呢？特別是，以太坊似乎並沒有給現實世界中巨型的中心化組織們留下一條活路，這種徹底不妥協的革命態度有可能也成為以太坊推廣的障礙。當前以太坊項目的開發進展並不順利。一個比較突出的問題是項目過多，力量分散，導致項目質量參差不齊。但盡管如此，跟其他區塊鏈2.0平台相比，以太坊提供的開發環境是最簡單最完善的。初學區塊鏈的人絕對有必要學習以太坊，從而對區塊鏈和智能合約建立起一個最「正宗」的認識。主流區塊鏈技術平台的第三支就是Fabric，它是Hyperledger的第一個也是最知名的孵化項目。 Fabric最早來自IBM的Open Blockchain項目，到2015年11月，IBM將當時已經開發完成的44,000行Go語言代碼交給Linux基金會，並入Hyperledger項目之中。在2016年3月一次黑客馬拉松中，Blockstream和DAH兩家公司將各自的代碼並入Open Blockchain，隨後改名為Fabric。到目前為止，Fabric與Intel提供的Sawtooth Lake並列為Hyperledger的一級孵化項目，但前者得到的關注遠超後者。從技術角度來說，Fabric思路不錯，重點是滿足企業商用的需求，比如解決交易量問題。眾所周知，比特幣最大的短板是它每秒鍾7個交易的上限，完全無法滿足現實需要。而Fabric目標是實現每秒鍾10萬交易，這個量接近剛剛過去的雙十一交易量瞬時峰值，完全可以滿足正常條件下的行業級應用。Fabric用Go語言開發，也提供多種語言的API。特別值得一提的是，Fabric比較充分地運用了容器技術，比如其智能合約就運行在容器當中。這也是Go語言帶給Fabric的一項福利，因為Go語言靜態編譯部署的特徵很適合開發容器中的程序。Fabric還有一些特點，比如其membership服務可以設置節點准入審查，這是典型的聯盟鏈特徵。再比如其共識演算法是可定製的。Fabric的短板是體系較為復雜，雖有文檔，但缺少經驗的開發者學習起來障礙比較大。然而由於其定位清楚，迎合了不少企業的心態，所以已經有多家機構在基於Fabric秘密研發行業內的聯盟鏈項目。

2. 區塊鏈的關鍵技術

點對點分布式技術。

依賴網路中參與者的計算能力和帶寬，而不是把依賴都聚集在較少的幾台伺服器上。P2P 技術優勢很明顯。點對點網路分布特性通過在多節點上復制數據，也增加了防故障的可靠性，並且在純P2P網路中，節點不需要依靠一個中心索引伺服器來發現數據。在後一種情況下，系統也不會出現單點崩潰。

(2)區塊鏈技術涉及技術擴展閱讀：

注意事項：

對於區塊鏈信息提供者（項目方）開發上線新產品、新應用、新功能的，應當按有關規定報國家和省、自治區、直轄市互聯網信息辦公室進行安全評估。

舊有區塊鏈應用項目，首先要按照新規規定在省級網信辦進行備案，20個工作日後獲得備案，取得備案編號或者20個工作日後不予備案，說明不備案理由。

3. 區塊鏈技術框架有哪些

當前主流的區塊鏈架構包含六個層級：網路層、數據層、共識層、激勵層、合約層和應用層。圖中將數據層和網路層的位置進行了對調，主要用途將在下一節中詳述。
網路層：區塊鏈網路本質是一個P2P（Peer-to-peer點對點）的網路，網路中的資源和服務分散在所有節點上，信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行，可以無需中間環節和伺服器的介入。每一個節點既接收信息，也產生信息，節點之間通過維護一個共同的區塊鏈來同步信息，當一個節點創造出新的區塊後便以廣播的形式通知其他節點，其他節點收到信息後對該區塊進行驗證，並在該區塊的基礎上去創建新的區塊，從而達到全網共同維護一個底層賬本的作用。所以網路層會涉及到P2P網路，傳播機制，驗證機制等的設計，顯而易見，這些設計都能影響到區塊信息的確認速度，網路層可以作為區塊鏈技術可擴展方案中的一個研究方向；
數據層：區塊鏈的底層數據是一個區塊+鏈表的數據結構，它包括數據區塊、鏈式結構、時間戳、哈希函數、Merkle樹、非對稱加密等設計。其中數據區塊、鏈式結構都可作為區塊鏈技術可擴展方案對數據層研究時的改進方向。
共識層：它是讓高度分散的節點對區塊數據的有效性達到快速共識的基礎，主要的共識機制有POW（Proof Of Work工作量證明機制），POS（Proof of Stake權益證明機制），DPOS（Delegated Proof of Stake委託權益證明機制）和PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance實用拜占庭容錯）等，它們一直是區塊鏈技術可擴展方案中的重頭戲。
激勵層：它是大家常說的挖礦機制，用來設計一定的經濟激勵模型，鼓勵節點來參與區塊鏈的安全驗證工作，包括發行機制，分配機制的設計等。這個層級的改進貌似與區塊鏈可擴展並無直接聯系。
合約層：主要是指各種腳本代碼、演算法機制以及智能合約等。第一代區塊鏈嚴格講這一層是缺失的，所以它們只能進行交易，而無法用於其他的領域或是進行其他的邏輯處理，合約層的出現，使得在其他領域使用區塊鏈成為了現實，以太坊中這部分包括了EVM(以太坊虛擬機)和智能合約兩部分。這個層級的改進貌似給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向，但結構上來看貌似並無直接聯系
應用層：它是區塊鏈的展示層，包括各種應用場景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.區塊鏈的應用層可以是移動端，web端，或是是融合進現有的伺服器，把當前的業務伺服器當成應用層。這個層級的改進貌似也給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向，但結構上來看貌似並無直接聯系。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。

4. 區塊鏈技術有哪些應用

基於以太坊開發以太貓，這個算不算應用，玩的有點意思，還有網易星球。用於溯源，搶購過中企通寶區塊鏈做的橙鏈，就是在橙子上用於區塊鏈溯源記錄。

5. 區塊鏈技術有哪些應用領域

應用領域：金融領域，物聯網和物流領域，公共服務領域，數字版權領域，保險領域，公益領域。

區塊鏈在物聯網和物流領域也可以天然結合。通過區塊鏈可以降低物流成本，追溯物品的生產和運送過程，並且提高供應鏈管理的效率。該領域被認為是區塊鏈一個很有前景的應用方向。

區塊鏈在公共管理、能源、交通等領域都與民眾的生產生活息息相關，但是這些領域的中心化特質也帶來了一些問題，可以用區塊鏈來改造。

區塊鏈技術

該專業培養德智體美勞全面發展，掌握自然科學和人文社科基礎知識、計算機科學基礎理論、區塊鏈技術與應用專業的基礎理論及應用知識，具有區塊鏈軟體開發能力、軟體開發實踐和項目組織的基本能力，具有創新創業意識、競爭和團隊意識及工匠精神，能從事區塊鏈技術設計、管理、服務等工作的高素質高層次技術技能人才。

以上內容參考：網路-區塊鏈技術

6. 區塊鏈的技術創新與應用有哪些

一、區塊鏈系統

作為比特幣的底層技術，區塊鏈系統一般由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。

1.數據層

數據層封裝了底層數據區塊及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法，主要描述區塊鏈的物理形式，是區塊鏈上從創世區塊起始的鏈式結構。它包含了區塊鏈的區塊數據、鏈式結構，以及區塊上的隨機數、時間戳、公私鑰數據等，是整個區塊鏈技術中底層的數據結構。

2.網路層

網路層主要通過P2P技術實現分布式網路機制，包括P2P組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制。因此，從本質上來說，區塊鏈是一個P2P網路，具備自動組網的機制，節點之間通過維護一個共同區塊鏈結構來保持通信。

3.共識層

共識層包括共識演算法、共識機制。共識層能讓高度分散的節點在去中心化的區塊鏈網路中高效地針對區塊數據的有效性達成共識，是區塊鏈的核心技術之一，也是區塊鏈社群的治理機制。目前共識機制演算法有數十種，包括工作量證明、權益證明、權益授權證明、燃燒證明、重要性證明等。

4.激勵層

激勵層主要包括經濟激勵的發行制度和分配製度，其功能是提供一定的激勵措施，鼓勵節點參與區塊鏈中安全驗證工作，並將經濟因素納入區塊鏈技術體系中，激勵遵守規則參與記賬的節點，懲罰不遵守規則的節點。

5.合約層

合約層主要包括腳本、代碼、演算法機制和智能合約，是區塊鏈可編程的基礎。它將代碼嵌入區塊鏈或令牌中，可以實現自定義的智能合約，在達到某個確定的約束條件的情況下，不用經由第三方就能自動執行，是區塊鏈去信任的基礎。

6.應用層

應用層封裝了各種應用場景和案例，類似於計算機操作系統上的應用程序、互聯網瀏覽器上的門戶網站、搜索引擎、電子商城或是手機端上的APP。它將區塊鏈技術應用部署在以太坊、EOS、QTUM等上，並在現實生活場景中落地。未來，可編程金融和可編程 社會 會搭建在應用層上。

數據層、網路層、共識層是構建區塊鏈技術的必要元素，缺少任何一層都不能稱之為真正意義上的區塊鏈技術；激勵層、合約層和應用層不是每個區塊鏈應用的必要因素，一些區塊鏈應用並不完整地包含此三層結構。

從商業的角度來講，區塊鏈技術有它自身的一個特點，就是足夠數字化，它是跨境的，是跨時空的，是跨組織的。數據的流動是沒有邊界的，所以區塊鏈同時是分布式的，它是自組織的和去中心化的。

所以區塊鏈的由來，任何新的顛覆式技術的應用，歷來就有兩條路線，或者說兩種方法。一種方法，是把它視為一種工具，用它來改善傳統的商業模式，得到一種邊際效益上的提升。另外一種是把它當作一套制度，用來重構商業的底層邏輯。

這兩種應用方法，在過去幾年就有一個很好的案例。當互聯網公司在推廣「互聯網+」的時候，我們也看到很多傳統的商業機構說，不是「互聯網+」，而是「+互聯網」。那麼現在那些喊「+互聯網」的人到哪去了？有人認為，互聯網只是用來改善的一項技術，傳統的東西可以加上一些互聯網技術，好比把互聯網當電子郵件使用，你弄了一套電子郵件系統，就以為是互聯網了。但是有人卻把互聯網當作制度，從底層重構了商業，最後你會發現你失業了。

第二是去中心化的。為什麼要去中心？商業上的區域中心技術帶來了商業的去中心化，這個是 歷史 的必然趨勢。這個趨勢在哪裡？我覺得是兩點，一個是經濟全球化，進入2.0版本。現在通過互聯網，已經不是公司在全球化，不是公司把自己變成跨國公司，而是任何一個個人互聯網都賦能給它，讓它可以在一個中國的小縣城，通過互聯網把它的產品賣給全世界。經濟全球化發展到個人全球化的時候，解決點對點的交易，點對點的服務，成為一個突出的問題。那麼區塊鏈技術所帶來的實時清算結算，點對點交易交收這些特點，正好可以幫助個人商業活動的全球化。

第三是經濟的數字化。當數據集合到一定程度之後，它的流通基本上是跨時空的，商業活動對金融支付的需求，是隨時隨地隨身的，而做不到隨時隨地隨身隨需提供場景化、虛擬化的支付清算服務，終究會被技術和市場所淘汰。

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7. 區塊鏈究竟指的是什麼，涉及到哪些學科或領域

區塊鏈是什麼？區塊鏈應用主要包括互聯網技術以及信息內容加密演算法，再搭配以適度的規則和體制，就形成了一個可靠系統軟體基礎設施。這兒基礎設施可解讀為網上自然環境，那樣可信的含意到底是什麼呢？資料庫加密的辦法可以分為對稱加密演算法和對稱加密，對稱加密安全性比較高，但響應速度比較慢。區塊鏈技術所使用的橢圓曲線加密技術是是非非對稱加密演算法中速度最快方式。因而，區塊鏈技術的加密演算法十分強大，它能確保客戶的身份唯一性。除此之外，區塊鏈技術中的信息也受到了數據加密維護難以被偽造。

區塊鏈技術系統軟體防止了以上三個問題，每一個節點的個人行為全是不同於別的節點的，節點的行為是由程序流程事前所規定的，且加密演算法保證了每一個連接點沒法違反規定，這便是系統軟體基層民主的內涵。區塊鏈應用一般用於搭建交易軟體，並且要確保的交易信息內容真實有效，可追溯系統且不可篡改。每一次的交易信息內容被核實後儲存在一個區域中，區塊鏈信息內容根據散列技術性數據加密，以確保信息內容不會被偽造。這種區塊鏈按照時間順序組成傳動鏈條。各個連接點都享有完備的區塊鏈信息，某些節點的信息內容毀壞，也不會對區塊鏈信息造成影響。這類檔案信息方法稱之為分布式賬本。

在這樣一個區塊鏈技術的分布式賬本中，加上一條新的記錄，並關聯到全部節點的實際操作務必按一定的規則進行，不然一切真實有效都無從說起。這一標准便是區塊鏈技術的共識機制。本質上，一個公平公正的共識機制，應當容許全部連接點都可以提升區塊鏈。當增大的區塊鏈具體內容不相同，應該根據某類標准去商議，直至某一個區塊鏈具體內容被接納，之後全部連接點拷貝此區塊鏈。與其等額的做法就是，非是全部連接點都能夠提升區塊鏈，反而是依據某類標准競選出一個有資格提升新服塊連接點，拷貝該結點所增大的區塊鏈信息內容。區塊鏈技術使用了後面一種，而且由於選舉規則是公開透明的，競選典禮就會變成市場競爭全過程。