區塊鏈現有框架

㈠ 區塊鏈之聯盟鏈（三） 認識Fabric

Fabric 是超級賬本聯盟推出的核心區塊鏈框架，它適合在復雜的企業內和企業間搭建聯盟鏈。根據超級賬本聯盟的目標， Fabric 被建設為一個模塊化的、支持可插拔組件的基礎聯盟鏈框架。；

與以太坊系的Quorum不同，Fabric從一開始就只考慮企業間的應用。其獨有的channel概念，將企業根據業務目的不同以不同的子網連接起來， 每一個子網對應一個channel，而每個channel有自己獨立的區塊鏈。而Quorum很顯然是只有一個公網（所有企業節點都加入進去），企業與企業間的私有業務是通過Private Manager 完成的。

理解channel的最簡單方法就是，將它類比為一個消息服務提供的Topic，實際上Fabic最早就是基於Kafka 的分布式消息服務來實現。

       在Fabric網路中，一個企業可以有一個或多個節點加入整個聯盟鏈；一個企業可以加入1個或者多個Channel（子網）；  一個節點可以加入1個或者多個channel。每個channel構成一個子網，所以Fabric 是 一種由子網組成的網路。

那麼Fabric是怎麼實現智能合約的執行和完成業務上鏈（將事務結果記錄在區塊鏈里）的呢？

與其它框架不同， Fabric 將整個過程分成了三個階段：

業務背書階段 ： 客戶的請求發送的背書節點，通過智能合約完成業務的計算（但不更新狀態），並完成背書；將背書結果返回個客戶端。

業務的排序階段 ： 客戶端將背書結果通過Channel被發送到排序節點（orderer），在排序節點完成事務的排序，並打包到block里，最後下發給所有連接到channel的節點。

業務驗證並寫入賬本階段 : 通過Gossip 網路，所有Channel的節點都會接收到新的block，節點會驗證block中的每一個事務，確定是否有效：有效地將會跟新world state，無效的將會標志為「無效」，不會更新World state，但整個block會被完整的加入到帳本中（包括無效的事務）。

根據以上的描述，Fabric 節點實際可以分為  ，普通節點和Order節點：

 Peer, 普通節點, 完成背書（包括只能合約的執行）和驗證.

orderer,  排序節點，完成排序。

加入orderer節點的Fabric網路可以被描述如下：

每一個Channel，都定義了所有屬於channel的節點，但是並不需要所有節點都連接到Orderer 節點（節點間可以通過gossip 協議通訊來傳播私有數據或事務）.

       在區塊鏈中，共識是區塊鏈的基礎。與公有鏈不同，聯盟鏈的共識要求所有加入賬本的事務是確定的、最終的，也就是不可以有分叉，區塊與區塊間的順序是一定的，只存在唯一條鏈。在Fabric 中，這個客觀需求正是由排序實現的，所有的事務將被提交給orderer節點獲得確定的順序，並最終打包成block進入帳本。 Fabric 從1.4.1開始支持基於Raft實現排序服務,  可以認為基於Raft實現共識。

基於RAFT的排序服務相對於早期的Kafka 具有更好的分布性，配置更加簡單，是聯盟鏈里常用的一個常用的達成共識的演算法，Quorum就 默認使用RAFT作為共識層。簡單的說，RAFT是一個leader和follower的模式， 所有加入RAFT網路的節點，任意時候都有一個leader,  只有這個leader有權決定事務的順序，並打包成Block，其它節點只能作為follower提交事務和同步block。

基於FAFT網路，每個企業可以有一個或多個節點參與到Orderer中去。在Frabric中企業間的網路連接可以變化成如下形式：

       區塊鏈的使用用戶在乙太網中被稱作EOA（External of Account）, EOA的載體是錢包。我們沿用這個概念，來看看Fabric是如何實現用戶和發起事務的。Fabric中EOA是一個CA中心發布的certificate（x.509），一個Certificate代表一個Identity（這與以太坊還是有很大區別的， 以太坊中一個EOA其實是一個hash地址），EOA能夠參與的channel以及被授權的操作是有channel的MSP（ Membership Service  Provider）決定的（如下圖）。

註：certificate 是一種密碼學上驗證身份的通用做法； certificate包含了個人的信息，公鑰以及發布這個certificate的CA的簽名。驗證方只需要擁有這個CA的證書（包含CA的公鑰），就可以驗證這個簽名是否正確，certificate的內容是否有篡改。簡單的說，通過CA和Certificate，我們可以獲得一個可驗證的的身份和信任鏈。

      如上圖，fabric中通要使用Wallet作為EOA的載體，一個Wallet中可以包含多個Identity（x.509 certificate）。 Identity 通過 CA提供的信任鏈來驗證正確性。

  驗證了身份之後， Fabric 通過MSP在區塊鏈網路中解決該身份是否代表組織的成員和在組織內具有什麼角色。例如，channel首先會驗證當前用戶Identity是否是有效地身份，然後通過MSP查看其所處的企業和具有的角色，最終確定該用戶是否有權執行操作。

可以說，Fabric的訪問控制是通過MSP來完成的。在每一個需要訪問控制的地方都需要定義一個MSP。  例如，每個channel都定義一個MSP，這個MSP規定了在channel范圍內資源的訪問許可權。 MSP 是Fabric里一個晦澀難懂的概念，也是其賦予企業間安全訪問的基礎。

前文提到， Fabric 將業務處理和上網分成了三個部分， 背書，排序，驗證後加入賬本。

其中背書是Fabric執行智能合約的階段。以太坊中，智能合約是在EVM中執行的，有多種語言支持。 在Fabric，智能合約被稱為chaincode： 一個chaincode 可以理解為是智能合約的容器，可以包含一個或多個智能合約， 不用於EVM, chaincode是在 JVM 或NodeJS中執行。

客戶應用程序通過智能合約來訪問賬本，每一個可訪問的智能合約都被安裝在客戶端可以訪問的節點上，並被定義在channel里。（有隻能合約的節點被稱為背書節點，沒有隻能合約的節點被稱未提交節點，提交節點只維護賬本）

客戶應用提交一個交易請求， 請求到達背書節點， 背書節點首先會驗證客戶的簽名，確保客戶的身份有權執行本次交易，接著執行交易提及的智能合約（chaincode），並生成一個背書響應（或者叫做交易提案，tran-proposal）。這個背書響應中通常包含World state 的讀集合，寫集合， 以及節點對本次交易的簽名。這里與以太坊系聯盟鏈最主要的不同是： 背書階段只模擬交易，並不真正更新交易結果。 而真正更新交易在第三階段完成。背書節點最後將生成的背書響應fanhui給客戶端， 智能合約部分的執行就結束了。

通常一個交易的執行需要多方的簽名，所以客戶端需要將一個交易發送給多個背書節點，這些背書節點的選擇需要滿足背書策略的要求。

下圖是一個包含有客戶、背書節點，提交節點的網路示意圖。

根據Fabric官方的參考文檔，客戶交易的正果過程可使用下圖描述。

如上圖，從1到3，為背書階段，4為排序階段，4.1,4,2, 5為驗證提交階段。 參考 Frabic的節點 概念，可以了解更多在交易細節的概念。  

總的來看， Fabric 更專注於企業間，通過上文，可以讓大家對Fabric的基本構成與概念有一個總的了解。  Fabric本身並不神秘，都是使用的現有的企業間的技術。要更好的了解，建議參考閱讀分布式消息系統和企業的安全基礎設施（CA相關）的支持。與以太坊系聯盟鏈實現比較，  Fabric 的子網更概念對於復雜企業間應用適應更強，但是其復雜的安全考量，使得運營成本很高，另外，Fabric 使用Certificate做為用戶身份，有很大的局限性，在新的2.0里，Fabric對於此處將有所改變。

下一篇，我們將來看看Sawtooth , 由Inter 提供的區塊鏈框架。

區塊鏈之聯盟鏈(一) 認識以太坊

區塊鏈之聯盟鏈(二) 認識Quotum

區塊鏈之聯盟鏈(三) 認識Fabric

區塊鏈之聯盟鏈(四) 認識Sawtooth

㈡ 什麼是區塊鏈，區塊鏈有什麼作用

什麼是區塊鏈？會對以後的生活帶來什麼樣的改變？

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。

比特幣白皮書英文原版其實並未出現 blockchain 一詞，而是使用的 chain of blocks。最早的比特幣白皮書中文翻譯版中，將 chain of blocks 翻譯成了區塊鏈。這是「區塊鏈」這一中文詞最早的出現時間。

國家互聯網信息辦公室2019年1月10日發布《區塊鏈信息服務管理規定》，自2019年2月15日起施行。

狹義來講，區塊鏈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的分布式賬本。

廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

其實非常簡單和形象的理解我們可以想像為把生活的一切事情都以數字化的形式實現，衣食住行，看病，教育等等的一切，以互聯網為基礎，在家就可以輕松搞定，不論去哪裡辦事還是交易，手機就可以完全操作完成，隨著不斷的發展我們的萬事萬物都可以在網上輕松完成，比容工作，生產，種植等等，當然5g的崛起帶來的到底是什麼現在也沒有人可以精準的預測，但是肯定會給生活和 社會 形態帶來翻天覆地的變化！

區塊鏈誕生自中本聰的比特幣，自2009年以來，出現了各種各樣的類比特幣的數字貨幣，都是基於公有區塊鏈的。

數字貨幣的現狀是百花齊放，列出一些常見的：bitcoin、litecoin、dogecoin、OKcoinetc，除了貨幣的應用之外，還有各種衍生應用，如NXT，SIA，比特股，MaidSafe，Ripple，Ethereum等等。

2016年1月20日，中國人民銀行數字貨幣研討會宣布對數字貨幣研究取得階段性成果。會議肯定了數字貨幣在降低傳統貨幣發行等方面的價值，並表示央行在 探索 發行數字貨幣。

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

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。

區塊鏈體系結構的核心優勢包括：

任何節點都可以創建交易，在經過一段時間的確認之後，就可以合理地確認該交易是否為有效，區塊鏈可有效地防止雙方問題的發生。對於試圖重寫或者修改交易記錄而言，它的成本是非常高的。區塊鏈實現了兩種記錄：交易（transactions）以及區塊（blocks）。交易是被存儲在區塊鏈上的實際數據，而區塊則是記錄確認某些交易是在何時，以及以何種順序成為區塊鏈資料庫的一部分。交易是由參與者在正常過程中使用系統所創建的（在加密數字貨幣的例子中，一筆交易是由bob將代幣發送給alice所創建的），而區塊則是由我們稱之為礦工（miners）的單位負責創建。

所以終上所述，這無疑是一個改變生活的新技術，未來的整個 社會 的生產活動都會以區塊鏈作為底層邏輯展開進行，很多事情我們都可以觸手可及，加上人工智慧和大數據的融入，能讓我們輕松搞定現在看來貌似比較繁瑣的事情，比如一些證券市場的交易，和理財活動的智能化匹配。

通俗易懂的說區塊鏈是將人財物，人機物、人場貨一體化，打包做成一個整體；把它放在一個基礎設施上來運行的網路計算中心。

現在筆者的腦洞不夠大，無法想像未來的世界會是什麼樣子的，很期待！

這個問題，我了解一二，下面我們就認識一下這個神秘的東東-區塊鏈。

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

越是熱潮，越要去偽存真。首先，我們先得搞清楚什麼是真正的區塊鏈技術。

舉例說明， 以網上購買水果為例。

以網購買水果的流程如下 ：

使用區塊鏈技術，去中心化的形態後，購買水果的流程如下：

小結:

1、我們發現，原有的交易流程是：買家跟賣家做交易，所有的關鍵流程都是在跟支付平台打交道。這樣的好處在於：萬一哪個環節出問題，賣家和買家都可以通過平台尋求幫助，讓平台做出仲裁。但平台發生重大bug或被黑客攻擊，導致一段時間內的轉賬記錄全部丟失，損失怎麼處理是一個麻煩事。

2、使用區塊鏈技術的交易流程是：所有人的賬本上都有著完全一樣的交易記錄，即使支付寶的賬本伺服器壞了，賣家的賬本還存在，買家賬本還存在。這筆交易一旦發生，就再也抹不去痕跡。

這就是區塊鏈的核心，就是「記賬+認賬」四個字。

區塊鏈技術的發展與成熟離不開以上新一代互聯網技術的基礎和鋪墊，區塊鏈不單單是一種技術，更是提供了一種服務模式和解決方案，為互聯網產業的進一步發展起到了極其重要的推動作用。

1、區塊鏈+金融

2、區塊鏈+供應鏈管理

3、區塊鏈+智能製造

4、區塊鏈+公共服務

5、區塊鏈+教育就業

6、區塊鏈+文化 娛樂

7、區塊鏈+支付

8、 區塊鏈+發票{深圳已啟用}

區塊鏈的可追溯性及不可篡改性，與金融行業天生本質及需求，恰好結合到一起，這使得區塊鏈在金融服務領域的應用，是到目前為止最為深入、相對成熟的領域。區塊鏈技術有著廣泛的應用前景。未來的 科技 競爭，也必將是屬於區塊鏈的競爭。

理解區塊鏈很重要，這對於識破各種偽區塊鏈騙術很重要。

如果別人用一堆專業術語來解釋區塊鏈，您很難聽懂，他自己也未必真懂。

所以，我們首先建立起一道心理防線。給您兜售概念、講一大堆不明覺厲專業術語的人，可能就是騙子。要千萬小心！

理解區塊鏈要知道區塊鏈最核心的訴求是什麼。您想像，當今互聯網高度發達的世界，最擔心什麼？

隱私，對就是隱私。如何保護隱私？您隨時可能被監控著，您個人的任何資料隨時都有可能被人竊取。如果個人隱私得不到絕對保護，那互聯網就會變成另一個權力金子塔。站在金子塔頂的是誰？是最聰明的技術高手，是平台提供者，是信息監管者。您我，可能是這個金子塔底的人。

最初發明區塊鏈的人懷著個人被互聯網完全吞噬的嚴重憂慮，試圖創造一種絕對安全的加密技術，把個人隱私鎖起來。這種技術完全顛覆了傳統的加密技術。實際上，與其說是把隱私鎖起來，還不如說是把隱私撕碎，然後把各個碎片分配到不同人手裡私下保管。除非所有人都同意把碎片拿出來拼出完整的密碼，否則真相無法再現。這也就是區塊鏈的第一個機制，即去中心化。

但是光去中心化還不夠，還必須讓那些偷密碼碎片的人無處遁形，讓小偷的每一個動作都被無法擦除的記錄下來，並在互聯網中隨處擴散，公之於眾。這就是區塊鏈的第二個機制，即不可匿機制。您想，哪個窺探隱私的人不是鬼鬼祟祟的？

總結起來，區塊鏈就是要把隱私分散地藏起來，把任何再現這個隱私的行動記錄起來並公之於眾。看到這，您可能要為區塊鏈拍手叫絕了。先別急，世上哪有那麼好的事？存在絕對安全的烏托邦嗎？如果真能實現絕對意義上的區塊鏈，政府的存在還有意義嗎？不錯，區塊鏈最初就是無政府主義的化身。它的終極意義註定不會實現。它的生存可能必須依附權力，註定成為另一個被精緻包裝的謊言，騙人的幌子。從這個意義上講，政府必然也必須為區塊鏈的發展指定框架，對區塊鏈的價值進行重構，將區塊鏈裡面裹挾的反政府、反國家企圖驅逐出去。區塊鏈的一些技術能夠具體應用，但絕不能宣揚什麼去中心化。總之，對區塊鏈要保持高度警惕。美麗的外表下面往往藏著毒刺。絕對理想化的配方往往成了毒葯。那個說能絕對保護你隱私和資金安全的人，才是真正的偷窺狂和吸血魔。

我們最能保護隱私的方法或許只能是不要有任何隱私，完全坦盪地生活，要麼活成一輪太陽，要麼活成一個酒神。

觀點：1.區塊鏈概念最早起源於比特幣技術屬性（分布式數據存儲記賬、去中心化、無法篡改交易記錄、點對點信息傳輸、共享機制…），但後來有人把概念繼續延伸和擴展到很多商業領域便於資本炒作，2.現實中的區塊鏈（目前市面上的區塊鏈非常混亂），炒作概念在股市圈錢的居多，還存在缺乏監管漏洞，法律法規問題等，甚至存在洗錢的情況（區塊鏈產品實際運作是一回事，背後資本運作是另一回事），就目前而言全世界的計算機體系無法滿足區塊鏈屬性特徵的技術要求（比如分布式數據存儲記賬，去中心化……，），網路帶寬以及存儲技術和計算機運算體系都無法實現交易運行要求（很容易通過計算機技術手段讓你的網路堵塞或無法完成分布式數據存儲或交易隨時中斷或延遲等實際應用產生的風險，另外就目前全球的計算機體系而言很容易破解區塊鏈底層程序（這是目前全球的計算機存在的致命缺陷，0和1二進制邏輯，另外如果採用逆區塊鏈模式運算演算法非常容易破解區塊鏈，這種逆運算模式也完全可以篡改所有交易記錄，如果未來真正意義的量子計算機面市，更可以直接秒破所有區塊鏈計算機體系，比特幣挖礦就是龐氏騙局，3.目前全球市面上的區塊鏈大多基本都是資本炒作概念圈錢，

區塊鏈的提法已經有幾年了，去年初聽一個區塊鏈大佬說，2018年是區塊鏈最好的發展之年，過了這一年，外發展就落後了。 什麼是區塊鏈？影響的說，就像豬大腸，一節一節連在一起。區塊鏈就是要把這些區塊連在一起，固定下來，採用計算機和互聯網加密技術，防止向外泄露秘密。 這項技術不能通過專業術語講給非專業人士聽，一般情況下聽不懂。只能打比方來說明。我來舉兩個例子：

1.甲乙丙丁四個人在麻將館打麻將賭錢，每局用籌碼，散夥的時候一次性結賬，甲輸了1500元，乙輸了300元，丙贏了200,丁贏了1600。結果，甲只有1000元，其他人都理清了，但甲還欠丁400元。這件事，只有這四個人都知道，這四個人就是一個區塊。 口說無憑，這種事也不會寫欠條，今後甲不還錢，怎麼辦？這事除了甲乙丙丁4人在場，其他人都不知道，如果甲要賴賬，說根本不欠錢，也只有乙丙丁這3人知道甲賴賬，其他人不好判斷甲是否欠錢不還。 所以，區塊鏈的價值需要擴大參與面，如果這4個人當時打麻將的時候，有十幾個朋友圍觀呢？這甲賴賬的成本就大了吧？這是現實生活的區塊。延伸到互聯網呢？那就有無限可能了，場景就多了。

2.假如甲乙丙丁四個人是在一個500人的生意群裡面做生意，這500人的群就是一個大區塊。有一次，甲向乙要了一萬元的貨，但是沒有及時打錢給乙，甲當時說3天內就打錢給乙。這事在群里大家都知道，如果甲在3天內沒打錢給乙，那這個群里的其他498位生意夥伴都知道了，甲如果要賴賬不還，自己在這個生意圈裡面的聲譽就受到影響。這是一個區塊。

後來，甲又想丙做生意，丙向甲要貨，甲說，你先打5000定金，馬上就發貨，丙打了5000塊錢給甲，結果甲遲遲不發貨，這事群裡面的人都知道，這又是一個區塊。兩個區塊連在一起，大家對甲的信譽就懷疑了。這樣搞幾次，甲先生今後還玩得下去嗎？這就是區塊鏈的價值。

區塊鏈，看似復雜，其實也不復雜；看似簡單，其實真要操作起來也很難。區塊太小，沒有什麼意義。區塊想要做大，會涉及隱私和商業秘密，比如談戀愛這事，就不方便在大群里說；比如合作做大生意，就不方便事前在群里（區塊）公開討論。不過，區塊鏈技術使用的場合還是有的，比如扶貧工作、救災資金管理等，曬在陽光下，大家都知道，相互來監督。 舉了這兩個例子，不知道大家了解了一點沒有？

【關於區塊鏈最核心、易懂的簡介】

一、區塊鏈是如何創造信任的？我們以 「1」、 「2」、 「3」來總結區塊鏈的特點：

- 「1」句話概括區塊鏈：可信的分布式資料庫；

- 「2」大核心性質：分布式、不可篡改；

- 「3」個關鍵機制：密碼學原理、數據存儲結構、共識機制。

「分布式」與「不可篡改」的性質保證了區塊鏈的「誠實」與「透明」，這是區塊鏈能夠創造信任的基礎。

二、行業方面，預計未來3-5年將以金融行業為主，逐漸向其他實體行業輻射，更切合實際的場景加速落地，行業從「1到N」發展到包括 娛樂 、商品溯源、徵信等。

未來，區塊鏈除了自身運用側鏈、閃電網路、跨鏈等技術外，更需要與5G、人工智慧、大數據、物聯網等新興信息技術深度融合，從而提升技術性能和鏈下數據質量並減少資源浪費。

三、智能合約可能是區塊鏈上最具革命性的應用。如果智能合約在區塊鏈上實現廣泛運用，經濟分工將在互聯網時代進一步細化，全球范圍內的各網路節點將直接對接需求和生產，更廣泛的 社會 協同將得以實現。

如果上述願景實現，區塊鏈技術與行業的結合有望迎來「從1到N」的爆發時刻，它的爆發或將不是線性的而是非線性的，區塊鏈也才可能從「信任機器」升級成為引領產業浪潮的重要「引擎」。

去中心化。防止作弊。原來一個人記賬，可以改，現在是50個人，每個人記錄一筆，每個人都賬本都有記錄，你能把50個都改了嗎？50個賬本是通的，除非都改掉。所以用處很大。

看到很多人回答，普通人不能直觀地理解。我簡單明了地解釋一下，區塊鏈就是去中心化，發生一件事的時候，大家都記下，且有自己的密碼，不可篡改。

就是黑客想改，也得一個一個來，累死他，事實上不可能，至少目前。

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。

區塊鏈起源於比特幣，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和生成下一個區塊。

區塊鏈在國際匯兌、信用證、股權登記和證券交易所等金融領域有著潛在的巨大應用價值。將區塊鏈技術應用在金融行業中，能夠省去第三方中介環節，實現點對點的直接對接，從而在大大降低成本的同時，快速完成交易支付。

看了這么多高人的精心指點，本人還是一臉懵，就只記得好像以前有人利用這個所謂的「區塊鏈」做傳銷……

㈢ 區塊鏈正式進入3.0時代，房地產、供應鏈等將成應用重點領域

隨著區塊鏈的不斷發展，區塊鏈的應用覆蓋的范圍越來越廣，伴隨可擴展性和效率的提高，區塊鏈應用范圍將超越金融范疇，拓展到物流、地產和物聯網等領域，成為未來 社會 的一種最底層的協議，這也就意味著區塊鏈將進入3.0時代。

區塊鏈1.0時代是以BTC(去中心化概念)為代表，更多的是起到一種分布式記賬的作用如BTC、Ripple、BCH、萊特幣、狗狗幣等。更多的是充當數字貨幣記賬用的。當然第一個階段發展的也並不完美，比特幣還有很多問題需要解決，比如擴容，閃電支付，硬分叉等。

隨著進一步完成，區塊鏈來到了2.0時代，以ETH(智能合約)代表，進入合約階段。

ETH為代表的區塊鏈2.0是一大進步，但仍然存在著很多問題，比如通道擁堵，交易速度慢，分叉風險，高額手續費等等。舉例來說，風靡一時的加密貓( CryptoKitties)在以太坊平台上線後，最高時占據了約25%的以太坊網路,造成了整個以太坊網路的擁堵,嚴重地影響了其他以太坊用戶的體驗。目前的發展就是處於第一個階段到第二個階段的過度過程。

在告別了1.0和2.0時代之後，得益於技術的不斷發展，區塊鏈變得更加實用。這也意味著區塊鏈將徹底脫離去初創時期的金融屬性，憑借其去中心化等特性，進入到各行各業的實際應用場景中去。

這也意味著區塊鏈正式開啟其3.0時代——全面應用的時代。而3.0時代的區塊鏈產業結構，也更加復雜，今天就為大家簡單分析一下。

3.0時代區塊鏈產業分為基礎層、服務層、應用層三個層次。

（1）、基礎層

對應的產業鏈上中下游包括：上游底層技術及基礎設施（核心技術、設備、底層平台部署方式），中游服務層主要是面向開發者提供基於區塊鏈技術的應用；下游應用層包括金融、供應鏈管理、智能製造、政府企業、服務、 社會 應用等。

硬體、技術及基礎設施廠商主要提供區塊鏈應用所必備的晶元、礦機、礦池、硬碟、路由器等基礎設施。

底層平台部署方式可以分為公有鏈、聯盟鏈、私有鏈。

底層技術包括核心基礎組件、協議和演算法。基於底層核心技術組件，針對不同應用場景提供不同功能，包括智能合約、可編程資產、激勵機制、成員管理等。

基礎層提供底層區塊鏈或分布式賬本技術框架，主要包括以太坊、Hyperledger Fabric、R3 Corda、FISCO BCOS等。

（2）、服務層

服務層是指BaaS（Blockchain as a Service）平台，國內主要的BaaS平台有螞蟻區塊鏈BaaS平台、騰訊雲TBaaS、平安壹賬鏈BaaS平台等。

主要是面向開發者提供基於區塊鏈技術的應用，是在底層技術的基礎上提供智能合約、信息安全、數據服務等產品化服務，提高開發者在平台層開發應用的便捷性和可拓展性。

應用及服務廠商負責區塊鏈通用技術及技術擴展平台研發、數字貨幣教育與存儲平台搭建等工作，為行業應用層提供技術支持。

（3）、應用層

應用層表現為核心應用組件，包括智能合約、可編程資產、激勵機制、成員管理等。

是指區塊鏈的終端使用者或服務供應商，現在區塊鏈的主要應用場景有跨境支付、防偽溯源、供應鏈金融、貿易融資、電子票據、ABS等。

服務對象分為兩大類：B端（起步階段）：區塊鏈+（金融、供應鏈管理、版權保護、教育）；C端（率先落地）：區塊鏈+（共享經濟、泛 娛樂 ）。

下游區塊鏈應用領域為區塊鏈技術與現有行業的結合運作，現在，多個行業已經開啟了區塊鏈3.0的應用時代。

（1）、區塊鏈+供應鏈

區塊鏈+供應鏈實現商品信息全流程追溯。傳統供應鏈的溯源防偽系統存在信息不透明、數據容易篡改、安全性差和相對封閉等弊端，而利用區塊鏈技術和物聯網技術，可將商品的原材料采買過程，生產過程和流通過程的信息進行整合和追溯，真正實現跨越品牌商、渠道商、零售商、消費者，精細到一物一碼的全流程正品追溯，顯著提升用戶信任體驗。

（2）、區塊鏈+物聯網

搭建萬物互聯時代的信息交流網路。隨著物聯網中設備數量的增長，區塊鏈的分布式特性為物聯網自我治理提供了途徑，可以幫助物聯網中的設備理解彼此，並了解不同設備間的關聯，從而實現對物聯網的分布式控制。

（3）、區塊鏈+醫療

保障醫療數據安全共享。運用區塊鏈技術對醫療數據進行數學加密，可有效防止醫療數據被惡意修改等風險。應用區塊鏈技術開發的醫療數據共享和交換系統，將加密後的醫療數據上傳，可以實現數據在患者、各醫療機構之間快速、高效、安全地進行共享和流通，有效簡化了醫療數據的調用流程，為精確診斷病情提供數據保障。

（4）、區塊鏈+房地產

區塊鏈在房地產行業的潛在應用場景非常多，常見的如房產交易。買賣產權的過程中的痛點在於：交易過程中和交易後缺乏透明，大量的文書工作，潛在的欺詐行為，公共記錄中的錯誤等等，而這些還僅僅只是一部分。區塊鏈提供了一個途徑去實現無紙化和快速交易的需求。此外，房地地產區塊鏈應用可以幫助記錄、追溯和轉移地契、房契、留置權等等，還給金融公司、產權公司和抵押公司提供了一個平台。區塊鏈技術致力於安全保存文件，同時增強透明性，降低成本。此外，區塊鏈還應用建築工程領域，在當前大火的城市更新也有很多企業在應用這一技術。例如深圳的蘭房鏈就基於區塊鏈提出了區塊鏈+城市更新/建築工程/房地產開發等一攬子解決方案，全面服務於房地產行業諸多領域，目前其官網、移動應用均已上線。

此外，區塊鏈在供應鏈金融、股票交易、銀行業等已經有了很多的應用，此處不再一一贅述。

作為我國十四五規劃的重要內容之一，官方早已提出要加快推動 區塊鏈技術和產業創新發展 ，積極推進 區塊鏈和經濟 社會 融合發展 。

而要實現上述兩個發展，其關鍵在於以下兩點：

1、區塊鏈技術核心技術突破。

區塊鏈技術是目前我國和歐美差距最小的技術，官方特別強調在這個新興領域我國要走在理論最前沿、占據創新制高點、取得產業新優勢。要推動協同攻關，加快推進核心技術突破，為區塊鏈應用發展提供安全可控的技術支撐。

目前區塊鏈技術大多數依然停留在概念炒作階段，很多業務場景單純為了區塊鏈而區塊鏈。目前為止我國還沒有人能在全球范圍內解決三元悖論等核心技術困境，因此我們必須回歸基礎理論和核心技術，通過長期潛心研究，才能取得重大突破。

事實上，官方對區塊鏈技術理論技術和後續的應用發展提出了非常高的要求，做好區塊鏈基礎理論研究，著力攻克一批關鍵核心技術，真正把技術研發的擔子挑起來，是當前區塊鏈發展的關鍵。

2、提升國際話語權和規則制定權。

不同於以往的信息技術，區塊鏈技術具有很強的擴張性，或者叫侵略性，它的規則或者話語權決定了它的影響范圍，因為每一個上鏈開展業務的個體或機構必須服從區塊鏈所定的規則，無論中外均是如此。舉個例子，大家使用windows系統時必須要服從windows的規則，但是windows只是為用戶規定了信息交互的規則，這對我們來說是可以接受的，而區塊鏈則規定了產業治理規則，區塊鏈的治理規則憑借其分布式特徵，其影響力可迅速超越國界和地域限制。

為了實現上述兩點，我們要加強人才隊伍建設，建立完善人才培養體系，打造多種形式的高層次人才培養平台，培育一批領軍人物和高水平創新團隊。

區塊鏈作為架構性創新技術，對復合型人才需求巨大，要求從事者掌握涉及密碼學、信息科學、基礎數學等多種專業技術知識。發展區塊鏈，必須加強學科深度交叉融合的人才隊伍建設，從基礎研究、應用研發、產業融合等方面前瞻和系統性地建立人才培育體系。

區塊鏈技術是未來數字經濟的重要組成部分，對於各行各業，它都有著豐富的優勢。盡管已經進入3.0時代，但區塊鏈在各行各業的垂直落地應用，才剛剛開始。

對於區塊鏈的未來，你怎麼看？

㈣ 區塊鏈的三大系統框架到底是個什麼鬼

其實框架很簡單的，你可以認為它是一個工具，甚至一個插件。 框架的作用，就是將一個公用的，常用的技術，封裝起來， 幫你處理一些基礎的東西，可以讓你不用再去寫那些繁瑣的東西。 就拿你要學的struts來說：他本質上也是用java寫的，和我們自己寫的類沒有區別，他實現的東西我們自己也可以實現。 比如接收客戶端的數據，我們是用request.getParameter（）來的，但是如果有很多個參數，我們要寫很多個，很麻煩。struts它就幫我們實現，不用我們寫，直接寫個屬性，就可以得到。其實本質還是用request.getParameter（）。。 所以你不要再在意框架是什麼東西，等你接觸了就知道了。你把它當做一個工具來用，這就是框架。

㈤ 開發區塊鏈使用什麼框架Substrate

區塊鏈開發很復雜。它涉及復雜的技術（包括先進的密碼學和分布式網路通信）你必須掌握這些技術，以便為應用程序的運行和用戶的信任提供一個安全平台。還有一些圍繞規模、治理、互操作性和可升級性的棘手問題需要解決。這種復雜性為開發者創造了一個需要克服的高門檻。考慮到這一點，要回答的第一個問題是：你想建立什麼？

Substrate並不完全適合每一個用例、應用程序或項目。然而，如果你想建立一個區塊鏈，那麼Substrate可能是一個完美的選擇。

Substrate是一個軟體開發工具包（SDK），專門為您提供所有區塊鏈的基本組件，使您能夠專注於製作使您的鏈獨特和創新的邏輯。與其他分布式賬本平台不同，Substrate是。

大多數區塊鏈平台都有非常緊密的耦合、意見一致的子系統，很難脫鉤。在基於另一個區塊鏈分叉的鏈上也有風險，這些非常明顯的耦合會從根本上破壞區塊鏈系統本身。

Substrate是一個完全模塊化的區塊鏈框架，讓你通過選擇適合你的項目的網路堆棧、共識模型或治理方法，或通過創建你自己的組件，組成一個有明確解耦組件的鏈。

通過Substrate，你可以部署一個為你的規格設計和建造的區塊鏈，但也可以隨著你不斷變化的需求而發展。

所有的Substrate架構和工具都在開源許可下提供。Substrate框架的核心組件使用開放協議，如libp2p和jsonRPC，同時授權你決定你想定製多少區塊鏈架構。Substrate還有一個龐大的、活躍的、有幫助的開發者社區，為生態系統做出貢獻。來自社區的貢獻增強了可用的能力，使您能夠隨著區塊鏈的發展將其納入自己的區塊鏈中。

大多數區塊鏈平台提供的與其他區塊鏈網路互動的能力有限。所有基於Substrate的區塊鏈都可以通過跨共識信息傳遞（XCM）與其他區塊鏈進行互操作。Substrate可用於創建作為獨立網路的鏈（單人鏈），或與中繼鏈緊密耦合，以分享它的安全，作為一個准鏈。

Substrate是為可升級、可組合和可適應而建立的。狀態轉換邏輯--Substrate runtime--是一個獨立的WebAssembly對象。節點可以被賦予在特定條件下完全改變運行時本身的能力，在整個網路范圍內誘發運行時升級。因此，"forkless "升級是可能的，因為在大多數情況下，節點不需要採取任何行動就可以使用這個新的運行時。隨著時間的推移，網路的運行時協議可以無縫地，也許是徹底地，隨著用戶的需求而發展。

㈥ baas是什麼意思

Baas是BlockchainasaService的縮寫，其意思為：「區塊鏈即服務」，是目前十分火爆的話題，Baas是指將區塊鏈框架嵌入雲計算平台，利用雲服務基礎設施的部署和管理優勢，為開發者提供便捷、高性能的區塊鏈生態環境和生態配套服務，支持開發者的業務拓展及運營支持的區塊鏈開放平台。通常情況下，一套完整的BaaS解決方案包括設備接入、訪問控制、服務監控和區塊鏈平台四個主要環節。

㈦ 區塊鏈行業正迎來市場新風口，區塊鏈行業的發展，存在哪些瓶頸問題

區塊鏈技術是一種新的分布式基礎架構和計算範式，可實現分布式賬本的共享，復制和授權。它具有多點共識的特點，難以篡改。它解決了如何在商業網路中實現跨機構信任交易的問題，將涉及金融服務的所有各方聯系在一起，並帶來了打破數據孤島和提高數據質量的挑戰。它具有安全性，降低交易成本的潛在優勢。增強風險控制能力，在金融領域具有廣闊的應用前景。區塊鏈行業正迎來市場新風口，區塊鏈行業的發展，存在著一些瓶頸問題。只有突破這些瓶頸，才能迎來區塊鏈的春天。帶來更好的發展。

最後，區塊鏈技術的發展會帶來一定的網路的安全問題。要重視和解決信息安全和網路安全問題。區塊鏈技術並不是天生的安全。任何軟體系統都不可避免地存在缺陷和漏洞，並且將面臨來自網路的攻擊。設計不良和管理不善的區塊鏈系統可能很容易受到攻擊。在金融行業的應用中，數據是一種資產，因此我們應該對區塊鏈的安全性有一個全面的了解，首先將安全性設計和自我控制放在首位，避免發生比特幣被盜的事件。

㈧ Tendermint詳解

摘要

您熟知並喜愛的區塊鏈有一個相當嚴格的結構。作為一名開發人員，在這種情況下您有兩種選擇：在受限的環境中構建應用程序，或者進行代碼分叉並創建自己的鏈。然而，創建自己的鏈並非易事——您還需要啟動網路並決定所使用的共識機制。

Tendermint是用來啟動區塊鏈的開源軟體，讓您可以用任何語言編寫應用程序。更厲害的是，它可以與其他區塊鏈進行通信。

創建加密貨幣或區塊鏈網路需要投入大量工作，遠遠不止於初始化資料庫。它需要在安全性、去中心化和可擴展性之間為激勵和權衡取得微妙的平衡。

有些團隊已經 探索 了一系列不同的方法，來構建最強大的區塊鏈生態系統，這也在情理之中了。在這篇文章中，我們將詳細了解其中一種方法：Tendermint。

如果您對區塊鏈有所了解，就會感覺Tendermint的大部分內容都似曾相識。在深入研究之前，我們首先回顧一些關鍵概念。

Tendermint是一種 區塊鏈堆棧 。比特幣和以太坊等同樣也是區塊鏈堆棧。請記住，這並非只關乎區塊鏈資料庫本身，還關乎節點的對等網路、它們如何相互作用，以及您通過交易和智能合約可以做到的事情。其目標是在即便不信任其他任何人的情況下，讓所有人都統一一種 狀態 （比如資料庫的快照）。

在很大程度上，如今的主要區塊鏈已經想出了達成這一點的「秘籍」。然而，它們通常依賴於 一體化架構 ：這是一個軟體工程概念，意味著組件相互連接且相互依賴。您不能從中取走一部分，然後插入到別的架構中。

如果您想保證靈活性，一體化架構並非理想的選擇。在相反類型的模型（具有 模塊化架構 ）中，您可以在不必擔心破壞任何架構的情況下調整單個組件。對於一體化架構，您在升級單個組件時必須確保每個組件保持兼容。

現在，我們理解了其中的差別，可以繼續來了解Tendermint協議。

您可能已經知道，比特幣最大的創新之處在於它解決了所謂的 拜占庭將軍問題 。在這里我們不會詳細討論這個問題（如果您感興趣，請參閱我們關於拜占庭容錯的文章）。您只需要知道，它詳細說明了參與者必須在分布式環境中進行通信的場景。

這些參與者不知道其他人是否在撒謊，也不知道他們之間發送的消息是否被篡改。即便存在這些問題，如果參與者可以針對一組事實達成一致，則系統會被認為存在 拜占庭容錯 。

顯然，在去中心化的環境中，正確把握這一點至關重要。不具有拜占庭容錯的加密貨幣並不能真正發揮作用——您需要某種中心化組織進行協調，這就與目的背道而馳。如果很多數字貨幣一樣，比特幣通過使用工作量證明(PoW)共識演算法來解決這個問題。

我們已經了解一體化/模塊化架構之間的區別，也知道去中心化加密貨幣網路需要具有拜占庭容錯能力。接下來我們談談我們通常在區塊鏈中看到的三層架構： 應用 層、 共識 層和 網路 層。

共識層和網路層是讓網路節點相互通信並盡量就一組事實達成一致的地方。應用層則可讓您自行進行操作——好比以太坊的去中心化應用程序和智能合約或者比特幣中的自定義交易。

然而，Tendermint是公司的名稱（由最初撰寫白皮書的開發人員Jae Kwon創立），而Tendermint Core是這家公司正在開發的實際軟體。更具體地說，這款軟體有兩個主要組件：核心共識引擎(Tendermint core)和應用程序介面(ABCI)。

Tendermint Core是一個能夠實現容錯的系統。本質上，它是一台大型分布式計算機，可在同一時間向每個人顯示相同的狀態。只要至少三分之二的參與者是誠實的，一切就會順利進行。但幾乎每個區塊鏈都是這樣的，難道不是嗎？它究竟有什麼特別之處？

首先，Tendermint Core使用的共識機制是權益證明(PoS)。每個周期從一組驗證者中選擇一個隨機節點。隨後，該節點必須提出下一個區塊（在所謂的 循環 系統上進行）。如果其他驗證者對它滿意，就會添加新的區塊，並更新鏈。結果可以即時確定——與比特幣或以太坊不同，它不需要等待確認來確保您的交易有效。

別著急，它還有其他特色！Tendermint Core採用模塊化架構，應用層與共識層和網路層分離。簡而言之，這意味著您可以將自己的應用程序層插入到堆棧中，而無需擔心繁雜的激勵機制或共識演算法。

這對終端用戶來說並不值得大驚小怪。但對於開發人員來說，能夠利用現有框架就意味著他們可以直接構建應用程序，而無需建立整個網路。來自區塊鏈的數據可以通過管道傳輸到集成層，讓開發人員可以用任何語言編寫軟體。

神奇的事情發生在所謂的應用程序區塊鏈界面（或簡稱ABCI）上。您可以把它想像成樹莓派電腦上的GPIO引腳。您可將各種第三方組件連接到這些引腳，從LED到精心設計的植物灑水系統。ABCI以類似的方式定義了區塊鏈以及在區塊鏈上運行的應用程序之間的邊界。

應用程序介面和共識機制的分離為分布式應用程序提供了更大的靈活性，可以將任何編程語言合並到它們的業務邏輯當中。

您只需要看看Ethermint這個具體示例就可以知道它的用處：Ethermint採用了以太坊代碼庫，刪除了工作量證明機制，並將以太坊虛擬機建立在Tendermint之上。

這使得一些有趣的操作成為可能。首先，以太坊開發人員可輕松將他們的智能合約移植到新引擎上，或者使用Solidity語言編寫新的合約。除了提供以太坊功能之外，Ethermint還可作為以太坊權益證明，讓我們一睹Casper在以太坊2.0中實現的樣子。

「區塊鏈互聯網」的承諾吸引了許多人使用Tendermint協議。互操作性是加密貨幣領域期待已久的一個補充，因為它意味著數百個單獨的區塊鏈將變得交叉兼容。

目前，Cosmos SDK已投入大量工作，Cosmos SDK是一個開源框架，讓任何人都能創建特定於應用程序的公共或私有區塊鏈。隨後，這些區塊鏈可以通過所謂的Cosmos Hub接入更廣泛的Cosmos網路，並在那裡與其他區塊鏈進行交流。

很多熱門的項目已經使用Cosmos SDK來構建，比如BSC、KAVA、Band Protocol、Terra和IRISnet。

作為一個區塊鏈引擎，Tendermint已經引起了加密貨幣領域眾多利益相關者的注意，包括開發人員和終端用戶。

㈨ 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。