區塊鏈的設計機制
『壹』 區塊鏈目前用到哪些共識機制它們各自的優缺點和適用范圍是什麼
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。這也就相當於改變資料庫所有的記錄，發給全網的其他每個節點，所以區塊鏈技術也稱為分布式賬本（distributed ledger）。
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。該技術方案主要讓參與系統中的任意多個節點，通過一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊（block），每個數據塊中包含了一定時間內的系統全部信息交流數據，並且生成數據指紋用於驗證其信息的有效性和鏈接（chain）下一個資料庫塊。 區塊鏈是一種類似於NoSQL（非關系型資料庫）這樣的技術解決方案統稱，並不是某種特定技術，能夠通過很多編程語言和架構來實現區塊鏈技術。並且實現區塊鏈的方式種類也有很多，目前常見的包括POW（Proof of Work，工作量證明），POS（Proof of Stake，權益證明），DPOS（Delegate Proof of Stake，股份授權證明機制）等。 區塊鏈的概念首次在論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）》中提出，作者為自稱中本聰（Satoshi Nakamoto）的個人（或團體）。因此可以把比特幣看成區塊鏈的首個在金融支付領域中的應用。
2、區塊鏈的原理是什麼?
結合定義區塊鏈的定義，需要有這四個特徵我們才能認為：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集體維護（Collectively maintain）、可靠資料庫（Reliable Database）。並且由四個特徵會引申出另外2個特徵：
開源（Open Source）、匿名性（Anonymity）。如果一個系統不具備這些特徵，將不能視其為基於區塊鏈技術的應用。 去中心化（Decentralized）：整個網路沒有中心化的硬體或者管理機構，任意節點之間的權利和義務都是均等的，且任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作。因此也可以認為區塊鏈系統具有極好的健壯性。 去信任（Trustless）：參與整個系統中的每個節點之間進行數據交換是無需互相信任的，整個系統的運作規則是公開透明的，所有的數據內容也是公開的，因此在系統指定的規則范圍和時間范圍內，節點之間是不能也無法欺騙其它節點。 集體維護（Collectively maintain）：系統中的數據塊由整個系統中所有具有維護功能的節點來共同維護的，而這些具有維護功能的節點是任何人都可以參與的。 可靠資料庫（Reliable Database）：整個系統將通過分資料庫的形式，讓每個參與節點都能獲得一份完整資料庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統中超過51%的節點，否則單個節點上對資料庫的修改是無效的，也無法影響其他節點上的數據內容。因此參與系統中的節點越多和計算能力越強，該系統中的數據安全性越高。 開源（Open Source）：由於整個系統的運作規則必須是公開透明的，所以對於程序而言，整個系統必定會是開源的。 匿名性（Anonymity）：由於節點和節點之間是無需互相信任的，因此節點和節點之間無需公開身份，在系統中的每個參與的節點都是匿名的。
3、區塊鏈金融是什麼?
2016年，革新者將被革新。新一輪技術革命將一邊應對共享經濟的陌生人之間信任的挑戰，一邊破壞此類平台賺錢的基礎。
傳統的中介
共享經濟雖然有效地挑戰了現狀，並且帶有強烈創新屬性，但是，它採用的依然是非常傳統的商業模式。
最常見的對交易收取傭金的方式已經沿用了數個世紀。今天，技術已經讓很多事成為可能，但是仍無法完全取代中介。
P2P 平台與其他在線市場剛興起時，人們紛紛談論去中介（disintermediation），這種繞過傳統中介，通過網路直接將人們連接起來的新方式。事實上，盡管我們已經體會到新型市場便捷得多，並看到與各種供應商進行交易的可能性，但是，我們今天仍然在很大程度上依賴中介。事實是如今最大的新型企業正是巨型中介，其規模超乎想像，像阿里巴巴、Amazon、eBay 和 Uber。
有沒有一種技術解決方案，能夠完全去除各交易方之間的中介？是否存在一個系統，在其中你能夠與任何人直接交易，並免於受到欺騙，同時無人擁有該系統，因此沒有傭金收取方。
區塊鏈技術使之成為可能。區塊鏈是比特幣的核心技術，極具創新性，可以用於建成完全透明、無主、分散的系統，能在沒有任何形式中介的情況下，保證各種交易方安全進行交易，這些交易方包括人、企業。
自然而然地，很多資源流向了區塊鏈，區塊鏈也給金融與法律行業帶來了相當的影響，並最終將在這兩個行業肆虐橫行，或者提供最佳機會，這全在於你怎麼看待它。
去中心化金融
2015年，可能是出於對另類金融（alternative finance）市場增長的高度敏感，九家投資銀行針對區塊鏈技術金融服務聯合開發了開放標准。去年，不斷有各種活動討論區塊鏈技術的未來，還推出了Slock.it，這是去中心化共享經濟的第一批技術堆棧之一。
區塊鏈下的共享經濟是什麼樣的？
如果你想在共享經濟中繼續賺取傭金，那就要創造新的商業模式。
當然，區塊鏈市場仍將需要一些投資。開發者可能樂於花費時間，解決困擾系統的代碼。但是，我至今還沒遇到早該出現的有類似想法或樂於投資的品牌顧問、設計師或商人。單單依靠代碼無法幫助區塊鏈市場進入主流。
但是區塊鏈將會蓬勃發展，加之擺脫了煩人的中介，幾乎可以預測它肯定會比現有的共享經濟更加便宜，到那時，巨頭們就會被迫著手應對。
老牌共享經濟將重復歷史，因堅信本身堅不可摧而走向沒落，被更靈活、有科技助力的競爭對手迅速取代？還是將進行實驗，在共享經濟 2.0 中找到有利可圖的市場，並在游戲中勝出？
那麼信用呢？
信用，是共享經濟相關所有討論中的最高頻詞，相當復雜棘手。目前的協作平台們表達地非常清晰：我們能提高共享經濟中的信任水平；我們能採取最優措施，保證用戶信任我們的平台並在上面交易，但是，我們無法保證人與人的交易值得信任。區塊鏈解則解決了上述問題。
區塊鏈中交易系統不可改變，並且可以在已分配分類賬內跟蹤每筆交易，智能合同為所有雙方交易充分設定參數與條件，因此區塊鏈不再需要任何的 「可信中介」 或者陌生人之間信用的擔保方。
到 2017年，監管機構將意識到他們需要徹底反思共享經濟領域的規章制度。那時，各交易方將在區塊鏈中達成數億的獨立合同，一種解決方案是向系統中敲進規則代碼。
2008年 左右共享經濟首次出現時，很多人歡呼不已，認為是將帶領我們進入一種新的包容、可持續經濟的現象，是未來帶我們進入後資本範式的一種民主化力量。但是，（到目前為止）事實並非如此。互聯網剛出現時也是這樣，在最初階段曾被烏托邦式理想化，所以，對區塊鏈持有同樣變革性期待的人很可能會失望。即便如此，區塊鏈將動搖共享經濟巨頭，這絲毫不會受到影響。
4、區塊鏈社區
布比區塊鏈專注於區塊鏈技術和產品的創新，已擁有多項核心技術，開發了自有的區塊鏈服務平台。以去中心化信任為核心，致力於打造開放式價值流通網路，讓數字資產都自由流動起來。
特色與優勢
已取得多項核心技術創新，開發了自有的區塊鏈基礎服務平台，已在股權、供應鏈、積分、信用等領域開展應用。
快速交易驗證
通過對簽名演算法、共識機制、賬本存儲等關鍵交易環節的優化，布比區塊鏈可以實現秒級的快速交易驗證。
高效賬本存取
布比區塊鏈對賬本存儲結構的調整，可以節省90%的儲存空間，降低系統長時間運行，導致賬本存取性能下降的風險。
多種資產發行
布比區塊鏈支持不同用戶、多種資產的發行與交易，每種資產可跟蹤記錄發行商、發行數量、交易流通等詳情。
聯合簽名控制
允許同一賬戶下設置多個使用用戶，並針對不同的操作設置相應的許可權，以滿足多方簽名控制的使用場景。
內置智能合約
智能合約是一套以數字形式定義的承諾，區塊鏈變身合約的參與方，負責維護保存合約，並自動執行。
鏈上交易所
與傳統中心化交易所相比，用區塊鏈構建的交易平台，所有交易都在鏈上驗證、完成和保存，保障用戶交易安全性。
布比區塊鏈要做的是一項新的技術和產品——實現真正的價值流通，使得互聯網到達一個新的高度。如果有了這個技術的應用，在轉移資產的時候就可以沒有中心機構了，可以實現我們之間資產的直接轉移。將來如果網路本身可以結賬，我們就可以直接轉移了，就不需要通過中間機構。
『貳』 區塊鏈設計原則
到目前為止，我們的團隊所學到的——關於區塊鏈特定的業務和用戶需求——為我們的設計工作提供了信息。
目前，IBM 區塊鏈設計團隊正在設計從 供應鏈流程 到 文檔 、從 開源開發人員工具 到 區塊鏈即服務的任何 內容。這是該行業的本質：瘋狂地探索一項技術的所有 可能應用，該技術 有可能在金融、醫療保健和政府等領域大幅降低成本和效率低下。
盡管設計有很多不同的方向，但我們用戶的需求中有一些共同的主題，這些主題已經影響了我們作為一個團隊的設計原則。這是 IBM 區塊鏈設計團隊對這些原則的第一次迭代——我們在批評工作和確定設計決策優先順序時所關注的內容。
「僅僅因為區塊鏈技術旨在消除對信任的依賴，並不意味著用戶會信任機器或網路。」— Jonny Howle ，UX/UI 設計師
我們的許多用戶都在處理高度敏感信息的行業，保持他們的信任對我們的業務至關重要。 幾乎每個人都是區塊鏈 的「新手」 ，理解和信心程度各不相同。用戶必須認為我們的產品（及其背後的人）是可靠、值得信賴和穩定的。我們通過仔細的數據公開、一致性、反饋、預測錯誤和積極指導來實現這一目標。
一些用戶需要比其他用戶更多地接觸區塊鏈數據——許多用戶需要了解區塊鏈技術如何取代他們以前的流程，才能覺得它是值得信賴的。數據的暴露會影響用戶對應用程序如何工作的理解。例如，數據表明發生了函數調用，或者它可以證明某些東西在密碼學上是安全的。
在決定是否包含數據元素時，我們使用以下層次結構：
1.數據必須是 可操作的。
2.如果數據不可操作，則它必須用於建立 信任和/或教育 目的。
「老派」區塊鏈工具向您展示了許多長加密哈希。它們不是人類可讀的。它們對用戶毫無用處……但人們卻 喜歡 它們！為什麼？這是一種舒適的感覺：「我可以看到一個非人類可讀的鏈碼 ID，所以我相信我正在查看的這個東西是安全的。— Ed Moffat ，設計主管
在產品和客戶體驗之間建立 視覺一致性 對於感知可信度至關重要。我們使用基於網格的布局（具有有意義且成比例的負空間）、強大的排版層次結構，並應用有意義的顏色。
擁有一致的用戶體驗可以讓我們的用戶感到輕松，這對於新的區塊鏈技術尤為重要，因為這可以促進採用和學習。— Tobias Hunter ，用戶體驗設計師
由於區塊鏈的視覺語言仍在編纂中，我們在使用圖像來闡明概念時要小心。雖然我們創建與熟悉元素的關聯以幫助用戶保留信息，但我們對視覺隱喻持謹慎態度——簡化某些概念實際上可能會誤導或在以後造成混淆。
我們盡一切努力使用行話少、 一致的術語 。語言應該簡潔、清晰，並符合我們用戶的自然交流模式。我們保持對話的語氣，但不會過於隨意或輕率。我們的團隊特別關注像 identity 、 update 和 network 等帶有含義的詞：雖然許多區塊鏈概念與通常理解的含義相似，但它們可能有很大的不同和混淆。
我們為用戶所在的任何地方設計。因為區塊鏈的定義是分布式的，所以我們必須在默認情況下跨界設計：UI擴展、圖標含義和翻譯等必須始終考慮在內。此外，區塊鏈的許多用途本質上是移動的——我們維護一個無論使用何種設備，都能獲得 一致的體驗。
我們通過設計持續的反饋來幫助我們的用戶了解正在發生的事情並減少焦慮。謹慎使用的運動和動畫有助於理解正在發生的事情。
當你學習一門外語時，你是通過練習和玩耍來學習的，而不是通過閱讀字典。我們正在製作工具和文檔，讓我們的用戶可以玩耍並嘗試學習這項新技術。— Sam Winslet ，視覺設計師
用戶應該始終知道正在發生什麼、剛剛發生了什麼以及接下來會發生什麼。時間是區塊鏈應用程序中的一個重要元素，很多時候簡單的載入器是不夠的。
高吞吐量分布式系統本質上是非同步的，系統的多個組件依賴於超時或輪詢間隔。在等待達到最佳塊大小時，可以配置事務（通常持續幾秒鍾）。SDK 將輪詢、等待並重試創建新頻道。— Jason Yellick ，軟體開發人員
我們確保我們已經考慮（並在發布後測試）活動或功能將花費 的時間並通知用戶。 這也適用於界面中的任何指標——用戶看到了多少類別，有多少沒有顯示，等等。
我們的用戶喜歡動手實踐的 互動式學習， 因此他們可以在創造有形的東西的同時學習。— Raissa Xie ，用戶體驗研究員
因為區塊鏈實際上是不可變的，所以我們特別關注不可逆的用戶行為。如果發生錯誤，我們會增加摩擦或確認級別以減少錯誤並直接進行下一步。
零狀態在我們的許多產品中都很常見，因此我們確保提供自然的下一步。用戶必須有清晰、持久的導航——他們應該很容易知道如何回到之前的狀態以及下一步是什麼。
我們的用戶希望看到簡單的說明，以便盡快 進行設置和運行。
— Lucie Wu ，用戶體驗設計師
由於對可見性的控制是一項業務需求，因此我們確保根據角色考慮界面的不同視圖。如果用戶無權訪問某些數據，我們不會在界面上留下漏洞。
區塊鏈技術相對較新，大多數用戶不一定知道他們需要什麼。一個好的設計師應該知道如何過濾他們的意見並提出最佳解決方案。設計師通過指導他們完成整個過程，幫助他們了解這項技術可以為他們的生活帶來的好處和可能性。
— Andrea Lee ，UI 設計師
我們的團隊預計需要進一步的幫助並試圖減少它，同時認識到 我們 的角色最有可能去哪裡尋求幫助。我們提出見解以創造透明度並消除不確定性，並為用戶不記得的事情提供建議。
通過工具提示和進度條向用戶展示他們的新詞彙，讓原本令人生畏的學習任務看起來更輕松。
— Kayla White ，UI 設計師
無論上下文如何，我們都不包含會使界面混亂或使用戶感到困惑的元素——每個元素都有一個目的，沒有什麼是為了裝飾。我們利用常見的設計模式並減少用戶必須做的學習量。
在許多情況下，我們的多個角色將成為流程的一部分。為了促進協作，我們設計了用戶給定任務 之前和之後的步驟。 團隊採用我們的技術對我們的業務模式至關重要，因此我們重視包容性、可訪問的設計是理所當然的。
為復雜性而設計並不意味著讓事情變得簡單。使任務更容易，但不要剝奪他們的控制權。
— Dante Guintu ，UI 設計師
對區塊鏈技術的興奮增加了關注機器需求而不是人類需求的趨勢。作為設計師，我們必須不斷地重新集中精力解決問題並 為人類 創造愉快的體驗。我們必須平衡區塊鏈的本質和以人為本的設計之間的張力。
即使對於非技術用戶感興趣，區塊鏈的技術概念似乎也異常誘人。-
Ed Moffat
因為區塊鏈的許多應用程序都具有非常強大的潛力，所以我們必須注意以合乎道德的方式行事和設計。這意味著確保多樣性融入我們的設計——從用戶研究參與者到我們的團隊本身。
我們的設計團隊保持持續協作的狀態：研究、測試和警惕不斷變化的用戶需求和設計模式。我們致力於保護和倡導我們的用戶，考慮極端情況和異常值，並考慮用戶的情緒。我們努力改善用戶的生活，同時不給他們製造新的問題。
設計不是一成不變的。這個群體的主要口頭禪是我們追求卓越，而不是完美。
—— 肖恩·巴克萊 ，創意總監
轉自：https://medium.com/design-ibm/blockchain-design-principles-599c5c067b6e
『叄』 區塊鏈的四種共識機制
區塊鏈的共識機制可以分為以下四類:權益證明機制、工作量證明機制、Pool驗證和池股份授權證明機制。
區塊鏈，就是一個又一個區塊組成的鏈條。每一個區塊中保存了一定的信息，它們按照各自產生的時間順序連接成鏈條。這個鏈條被保存在所有的伺服器中，只要整個系統中有一台伺服器可以工作，整條區塊鏈就是安全的。這些伺服器在區塊鏈系統中被稱為節點，它們為整個區塊鏈系統提供存儲空間和算力支持。
『肆』 三. 區塊鏈系統的核心之一-分布式共識機制
拜占庭將軍問題（Byzantine Generals Problem），是由萊斯利·蘭波特在其同名論文中提出的分布式對等網路通信容錯問題。
在分布式計算中，不同的計算機通過通訊交換信息達成共識而按照同一套協作策略行動。但有時候，系統中的成員計算機可能出錯而發送錯誤的信息，用於傳遞信息的通訊網路也可能導致信息損壞，使得網路中不同的成員關於全體協作的策略得出不同結論，從而破壞系統一致性。這個難題被稱為「拜占庭容錯」，或者「兩軍問題」。
拜占庭假設是對現實世界的模型化。拜占庭將軍問題被認為是容錯性問題中最難的問題類型之一。拜占庭容錯協議要求能夠解決由於硬體錯誤、網路擁塞或斷開以及遭到惡意攻擊，其他計算機和網路可能出現不可預料的行為而帶來的各種問題。並且拜占庭容錯協議還要滿足所要解決的問題要求的規范。
在拜占庭時代有一個牆高壁厚的城邦——拜占庭，高牆之內存放在世人無法想像多的財富。拜占庭被其他10個城邦所環繞，這10個城邦也很富饒，但和拜占庭相比就有天壤之別了。
拜占庭的十個鄰居都覬覦它的財富，並希望侵略並佔領它。但是，拜占庭的防禦非常強大，任何單個城邦的入侵行動都會失敗，而入侵者的軍隊也會被殲滅，使得該城邦自身遭到其他互相覬覦對方的九個城邦的入侵和劫掠。
拜占庭的防禦很強，十個城邦中要有一半以上同時進攻才能攻破它。也就是說，如果有六個或者以上的相鄰城邦一起進攻，他們就會成功並獲得拜占庭的財富。然而，如果其中有一個或者更多城邦背叛了其他城邦，答應一起入侵但在其他城邦進攻的時候又不幹了，也就導致只有五支或者更少的城邦的軍隊在同時進攻，那麼所有的進攻城邦的軍隊都會被殲滅，並隨後被其他的（包括背叛他們的那（幾）個）城邦所入侵和劫掠。
這是一個由許多不互相信任的城邦構成的一個網路。城邦們必須一起努力以完成共同的使命。而且，各個城邦之間通訊和協調的唯一途徑是通過信使騎馬在城邦之間傳遞信息。城邦的決策者們無法聚集在一個地方開個會（所有的城邦的決策者都不互相信任自己的安全會在自己的城堡或者軍隊范圍之外能夠得到保障）。
城邦的決策者可以在任意時間以任意頻率派出任意數量的信使到任意的對方。每條信息都包含如下的內容：「我城邦將在某一天的某個時間發動進攻，你城邦願意加入嗎？」。如果收信城邦同意了，該城邦就會在原信上附上一份簽名了的或蓋了圖章的（以就是驗證了的）回應然送回發信城邦。然後，再把新合並了的信息的拷貝一一發送給其他八個城邦，要求他們也如此這樣做。最後的目標是，通過在原始信息鏈上蓋上他們所有十個城邦的決策者的圖章，讓他們在時間上達成共識。最後的結果是，會有一個蓋有十個同意同一時間發動進攻的圖章信息包，和一些被拋棄了的包含部分但不是全部圖章的信息包。
在這個過程中首先出現了第一個問題，就是如果每個城邦向其他九個城邦派出一名信使，那麼就是十個城邦每個派出了九名信使，也就是在任何一個時間又總計90次的傳輸，並且每個城市分別收到九個信息，可能每一封都寫著不同的進攻時間。
在這個過程中還有第二個問題，就是部分城邦會答應超過一個的攻擊時間，故意背叛進攻發起人，所以他們將重新廣播超過一條（甚至許許多多條）的信息包，由此產生許多甚至無數的足以淹沒一切的雜音。
有了以上兩個問題，整個網路系統可能迅速變質，並演變成不可信的信息和攻擊時間相互矛盾的糾結體。
拜占庭假設是對現實網路世界的一種模型化。在現實網路世界中由於硬體錯誤、網路擁塞或斷開以及遭到惡意攻擊，網路可能出現許許多多不可預料的行為。拜占庭容錯協議必須處理這些失效，並且還要使這些協議滿足所要解決的問題所要求的規范。
對於拜占庭將軍問題中本聰的區塊鏈給出了比較圓滿的解決方案。也就是比較圓滿的解決了上述的兩個問題。
拜占庭將軍問題的第一個問題從本質上來講就是時間和空間的障礙導致信息的不準確和不及時。
區塊鏈對於第一個問題的解決方案是利用分布式存儲技術和比特流技術（BT技術，一種新型的點對點傳輸技術，具有節點同時作為客戶端和伺服器端和沒有中心伺服器等特點），將整個網路系統內的所有交易信息匯總為一個統一的，分布式存儲的，近乎實時同步更新的電子總賬。統一的分布式共同賬本就解決了空間障礙問題；而近乎同步進行的，實時的，持續的對所有賬本備份的更新、對賬則解決了時間障礙問題。
這個過程較具體一點的描述大概是將區塊鏈系統內所有的交易活動的記錄數據統一於一種標准化的總帳上；區塊鏈系統的每一個節點都會保存一份總帳的備份；所有總帳的備份都是在實時的，持續的更新、對賬、以及同步著。區塊鏈系統的每一個節點能在這本總帳里記上添加記錄；每一筆新添加的記錄都會實時的廣播到區塊鏈系統內；所以在每一個節點上的每一份總帳的備份都是幾乎同時更新的，並且所有的總帳的備份保持著同步。
拜占庭將軍問題的第二個問題從本質上來講就是關於信息過量問題和信息干擾問題。信息過量和信息干擾問題導致決策延遲，甚至決策系統崩潰而無法決策。
區塊鏈對於第二個問題的解決方案是區塊鏈系統的任何一個節點在發送每一筆新添加的記錄時需要附帶一條額外的信息。對區塊鏈系統的任何一個節點來說這條額外的信息的獲得都是有成本的，並且只能有一個節點可以獲得。這樣就解決了區塊鏈系統的任何一個節點新添加額外信息時的信息多且亂而無法達成一致的問題。在這里，區塊鏈系統的任何一個節點獲得那條附帶的額外的信息的過程就是著名的工作量證明機制。
共識機制主要解決區塊鏈系統的數據如何記錄和如何保存的問題。工作量證明機制就是要求區塊鏈系統的節點通過做一定難度的工作得出一個結果的過程。
區塊鏈系統中某節點生成了一筆新的交易記錄，並且該節點將這筆新的交易記錄向全網廣播。全網各個節點收到這個交易記錄並與其他所有準備打包進區塊的交易記錄共同組成交易記錄列表。在列表內先對所有交易進行兩兩的哈希計算；再對以獲得的哈希值進行哈希計算獲得Merkle樹和Merkle樹的根值；把Merkle樹的根值及其他相關欄位組裝成區塊頭。
各個節點將區塊頭的80位元組數據加上一個不停的變更的區塊頭隨機數一起進行不停的哈希運算（實際上這是一個雙重哈希運算）；不停的將哈希運算結果值與當前網路的目標值做對比，直到哈希運算結果值小於目標值，就獲得了符合要求的哈希值，工作量證明也就完成了。
分布式的區塊鏈系統是一個動態變化的系統（硬體的運算速度的增長，節點參與網路的程度的變化）。系統的不斷變化必然帶來系統的算力的不斷變化。而算力的變化又會導致通過消耗算力（工作）來獲得符合要求的哈希值的速度的不同。最終的結果會是區塊鏈的增長速度會有巨大的不同。這是一個很大的問題。為了解決這個問題，區塊鏈系統自動根據算力的變化對工作難度進行調整。也就是採用移動平均目標的方法來確定，難度控制為每小時生成區塊的速度為某一個預定的平均數。
在區塊鏈系統中一個符合要求的哈希值是由N個前導零構成，零的個數取決於網路的難度值。為了使區塊的形成時間控制在大約十分鍾左右，區塊鏈系統採用了固定工作難度的難度演算法。難度值每2016個區塊調整一次零的個數。
新的難度值是根據前2015個區塊（理論上應該是2016個區塊，由於當初程序編寫時的失誤造成了用2015而不是2016）的出塊時間來計算。
難度 = 目標值 * 前2015個區塊生成所用的時間 / 1209600 （兩周的秒鍾數）
這樣通過規定的演算法，區塊鏈系統就保證所有節點計算出的難度值都一致，區塊的形成時間大約一致在十分鍾左右。
（1）結果不可控制。其依賴機器進行哈希函數的運算來獲得結果；計算結果是一個隨機數；沒有人能直接控制計算的結果。
（2）計算具有對稱性。就是結果的獲得和結果的驗收需要的工作量是不同的。計算出結果所需要的工作量遠遠大於驗收結果所需要的工作量。
（3）計算的難度自動控制。為了使區塊的形成時間控制在大約十分鍾左右，區塊鏈系統自動控制了每一個符合要求的哈希獲得為大約在十分鍾左右。
第一，方法簡單易行。
第二，系統達成共識容易，節點間不需要太多的信息交換。
第三，系統比較牢固可靠，任何破壞系統的企圖都需要投入大到得不償失的成本。
第一，消耗大量的算力，也就是浪費能源和其他資源。
第二，區塊的確認時間比較長，並且難以縮短。
第三，新創立的區塊鏈非常容易受到算力攻擊。
第四，容易產生區塊鏈分叉，穩定的區塊鏈需要多個確認，並且這種狀況可能不斷持續下去。
第五，算力的逐漸集中導致與去中心化的系統設計基礎的沖突日益明顯。
權益證明機制是一種工作量證明機制的替代方法，試圖解決工作量計算浪費的問題.目前其成功的應用是點點幣區塊鏈系統。
權益證明不要求區塊鏈系統的節點完成一定數量的計算工作，而是要求區塊鏈系統的節點對某些數量的錢展示所有權。
權益證明機制首先應用於點點幣區塊鏈系統中。
點點幣區塊鏈系統的區塊生成時，節點需要構造一個「錢幣權益」交易，即把自己的一些錢幣和預先設定的獎勵發給自己。進行哈希計算時，哈希值的計算只同交易輸入、一些附加的固定數據以及當前時間（是一個表示自1970年1月1日距離當前時刻的秒數的正數）有關。然後，根據類似工作量證明的要求來檢查這個哈希值是否正確。
點點幣區塊鏈系統的權益證明機制除了設定了哈希計算難度與交易輸入的「幣齡」成反比外，其與工作量證明機制非常類似。其中，幣齡的定義為交易輸入大小和它存在時間的乘積。權益證明機制中哈希值只和時間和固定的數據有關，因而沒有辦法通過多完成工作來快速獲取它。
每個點點幣區塊鏈系統的交易的輸出都有一定的幾率來產生有效的正比於幣齡和交易貨幣數量的工作。
第一，縮短了共識達成的時間。
第二，不再需要大量消耗能源。
第一，還是需要哈希計算。
第二，所有的確認都只是一個概率上的表達，而不是一個確定性的事情，有可能受到其他攻擊影響。
授權股份證明機制類似於權益證明機制，是比特股BitShares採用的區塊鏈公識演算法。授權股份證明機制是民主選舉和輪流執政相結合方式來確定區塊的產生。
授權股份證明機制是先由節點選舉若干代理人，由代理人驗證和記賬。其他方面和權益證明機制相似。
每個節點按其持股比例擁有相應的影響力，51%節點投票的結果將是不可逆且有約束力的。為達到及時而高效的方法達到51%批準的目標。每個節點可以將其投票權授予一名節點。獲票數最多的前100位節點按既定時間表輪流產生區塊。每名節點分配到一個時間段來生產區塊。
所有的節點將收到等同於一個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。
第一，大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，
第二，可以快速實現共識驗證。
主要缺點就是仍然無法擺脫對代幣的依賴。
在分布式計算上，不同的計算機透過訊息交換，嘗試達成共識；但有時候，系統上協調計算或成員計算機可能因系統錯誤並交換錯的訊息，導致影響最終的系統一致性。
拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量，尋找可能的解決辦法，這無法找到一個絕對的答案，但只可以用來驗證一個機制的有效程度。
而拜占庭問題的可能解決方法為：
在 N ≥ 3F + 1 的情況下一致性是可能解決。其中，N為計算機總數，F為有問題計算機總數。信息在計算機間互相交換後，各計算機列出所有得到的信息，以大多數的結果作為解決辦法。
第一，系統運轉可以擺脫對代幣的依賴，共識各節點由業務的參與方或者監管方組成，安全性與穩定性由業務相關方保證。
第二，共識的時延大約在2到5秒鍾。
第三，共識效率高，可滿足高頻交易量的需求。
第一，當有1/3或以上記賬人停止工作後，系統將無法提供服務；
第二，當有1/3或以上記賬人聯合作惡，可能系統會出現會留下密碼學證據的分叉。
小蟻改良了實用拜占庭容錯機制。該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。
此演算法在PBFT基礎上進行了以下改進：
第一，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；
第二，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；
第三，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）；
第四，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。
第一，專業化的記賬人；
第二，可以容忍任何類型的錯誤；
第三，記賬由多人協同完成，每一個區塊都有最終性，不會分產生區塊鏈分叉；
第四，演算法的可靠性有嚴格的數學證明來保證；
第一，當有1/3或以上記賬人停止工作後，區塊鏈系統將無法提供服務；
第二，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，惡意記賬人可以使區塊鏈系統出現分叉，但是會留下密碼學證據；
瑞波共識機制是全體節點選取出特殊節點組成特殊節點列表，由特殊節點列表內的節點達成共識。
初始特殊節點列表就像一個俱樂部，要接納一個新成員，必須由51%的該俱樂部會員投票通過。共識遵循這核心成員的51%權力，外部人員則沒有影響力。波共識機制將股東們與其投票權隔開，並因此比其他系統更中心化。
瑞波共識機制參與共識形成的只有特殊節點，大大的減少了共識形成的時間。在實踐中，瑞波區塊鏈系統達成共識需要3-6秒鍾，遠遠快於比特幣區塊鏈系統的10分鍾。同時瑞波區塊鏈系統對並發交易的處理達到每秒數萬筆，而比特幣區塊鏈系統只有每秒7筆。
瑞波共識機制處理節點意見分歧的方式也是不同的。瑞波的信任節點對於新區塊的創造進行協商的時間是區塊鏈更新前。先協商，達成共識後再對區塊鏈進行更新。
由於瑞波共識機制的共識是由特殊節點達成的，普通節點並不需要維護一個完整的歷史賬本。各個節點可以根據自己的業務需要選擇同步同步完整的歷史賬本或者任意最近幾步的賬本。這也意味著對存儲空間和網路流量需求的減少。
瑞波共識機製取消了挖坑的發行貨幣機制，採用了原生貨幣（1000億枚）的方式發幣，從而大量的避免了挖礦的天量能耗。
『伍』 區塊鏈有哪些特點和運作機制
區塊鏈是一種共享的分布式資料庫技術。盡管不同報告中對區塊鏈的一句話介紹措辭都不相同，但以下4個技術特點是共識性的。x0dx0a1. 去中心化（Decentralized）：圖1的左側描述了當今金融系統的中心化特徵，右側描述的是正在形成的去中心化金融系統，其沒有中介機構，所有節點的權利和義務都相等，任一節點停止工作都會不影響系統整體的運作；x0dx0a2. 去信任（Trustless）：系統中所有節點之間無需信任也可以進行交易，因為資料庫和整個系統的運作是公開透明的，在系統的規則和時間范圍內，節點之間無法欺騙彼此；x0dx0a3. 集體維護（Collectively Maintain）：系統是由其中所有具有維護功能的節點共同維護的，系統中所有人共同參與維護工作；x0dx0a4. 可靠資料庫（Reliable Database）：系統中每一個節點都擁有最新的完整資料庫拷貝，修改單個節點的資料庫是無效的，因為系統會自動比較，認為最多次出現的相同數據記錄為真。x0dx0a比特幣、以太坊、DECENT這些項目的區塊鏈都是具備這些特點的。
『陸』 區塊鏈技術概念
區塊鏈技術概念
區塊鏈技術概念，現如今，區塊鏈已經成為大部分人關注的領域，很多企業也早已深入其中研究該技術情況，但是還有人對於它不是很了解，下面我分享一篇關於區塊鏈技術概念的相關信息。
區塊鏈技術概念1
區塊鏈的基本概念和工作原理
1、基本概念
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。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法。
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。區塊鏈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。
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。
2、工作原理
區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中，數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法；網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法；激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等；合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題提出了四個技術創新：
1、分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其作證。
跟傳統的分布式存儲有所不同，區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面：一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。 [8]
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多，理論上講除非所有的節點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性。
2、非對稱加密和授權技術，存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。
3、共識機制，就是所有記賬節點之間怎麼達成共識，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。區塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點，其中「少數服從多數」並不完全指節點個數，也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時，所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。以比特幣為例，採用的是工作量證明，只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能.
4、智能合約，智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據，可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息包括醫療信息和風險發生的信息、都是真實可信的，那就很容易的在一些標准化的保險產品中，去進行自動化的理賠.
3、其它
互聯網交換的是信息，區塊鏈交換的是價值。人類歷史和互聯網歷史可以用八個字理解：分久必合合久必分，到了分久必合的時代，網路信息全部散在互聯網上面，大家要挖掘信息非常不容易，這時會出現像谷歌和臉 書等的平台，它做的唯一的事情就是把我們所有的信息重新組合了一下。互聯網時代壟斷巨頭們重組的就是信息，並不是產生自己的信息，產生的信息完全是我們個人。一旦信息重組，就會出現一個新的壟斷巨人，所以就到了分久必合的時代。現在由於區塊鏈技術產生又到了合久必分時代，又是新的多中心化，新的多中心化之後賦能產生新的價值，這些數據會在我們自己的手上，個人數據產生價值是歸自己所有，這是這個時代最最激動人心的時代。
區塊鏈的價值有哪些？低成本建立信任的機制，確立數權，解決數據的.產權。
目前區塊鏈技術不斷發展，包括現在的單鏈向多鏈發展，而且技術能夠在進一步擴展，我想未來還是可能會出現，特別是在交易等方面出現顛覆性的，特別是對現有產業的很多顛覆性的場景。
區塊鏈的本質是在不可信的網路建立可信的信息交換。
一帶一路+一鏈。區塊鏈更大的不是製造信任，而是讓信任產生無損的傳遞，整個降低社會的摩擦成本，從而提高整個效益。
現在區塊鏈本身還是初始階段，所以包括區塊鏈的信息傳遞、加密，這個過程中出現量子加密和其他加密，實際上對區塊鏈本身所採用的加密演算法攻擊現象也時有發生。包括區塊鏈也是作為一種資產的認定，數字資產的一個認定，但是現在我們很多都是用密碼演算法，或者是作為我們來解密的鑰匙，但是如果密碼忘記了，很可能你現在的資產就丟掉了，你不能夠在得到你原來的這些資產，所以在資產管理，包括信息傳遞和一些安全這些方面，應該說都還是存在著一些隱患。當然那麼從技術角度，現在我們區塊鏈本身處理的速度，或者說本身的擴展性，因為從工作機理的角度來看，是要把整個賬本要復制給所有的參與人員，所以在區塊鏈本身的運作效率和擴展性方面還是比較受限的。這些我們覺得都還是需要進一步在技術方面有進一步的發展。
區塊鏈平台這些底層技術，又形成包括區塊鏈錢包、區塊鏈瀏覽器、節點競選、礦機、礦池、開發組件、開發模塊、技術社區及項目社群等一系列的生態系統，這些生態系統的完善程度直接決定著區塊鏈底層平台的使用效率和效果。
4、蒙代爾的不可能三角
去中心化、高效、安全，不可能實現三者全部同時達到極致。
區塊鏈技術概念2
區塊鏈的本質是一種分布式記賬技術，與之相對的是中心式記賬技術，中心式記賬技術在我們目前的生活中廣泛存在。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。
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。
區塊鏈技術通俗的理解就是：把「物」的前、後、左、右區塊用一種技術連接成一個鏈條，但每個區塊的原始數據不可篡改，是一種物聯網范疇的、可以讓參與者信任的「各個模塊鏈動」的技術。區塊鏈技術的應用，離不開互聯道網，也離不開物聯網，是建立在二者融合互動基礎上的、但又讓參與者各自保持獨回立的去中心化、、並共同擁有這套價值鏈共建共享、的技術。
區塊鏈的特徵：去中心化、開放性、自治性、信息不可篡改，匿名性。
區塊鏈是一個能夠傳遞價值的網路，對可以傳遞價值的網路的需求是推動區塊鏈技術產生的重要原因。在對於保護帶有所有權或者其他價值的信息需求的推動下，區塊鏈出現了。區塊鏈通過公私鑰密碼學、分布式存儲等技術手段，一方面保證了帶有價值的信息的高效傳遞，另一方面保證了這些信息在傳遞的過程中不會被輕易的復制篡改。
從區塊鏈誕生的必然性來理解區塊鏈的內涵，區塊鏈是解決了中心化記賬缺點、解決了分布式一致性問題的分布式記賬技術，同時也是連接互聯網升級為保證帶有價值的信息安全高效傳遞的價值網路。
區塊鏈技術概念3
區塊鏈： 區塊鏈就像是一個全球唯一的帳簿，或者說是資料庫，記錄了網路中所有交易歷史。
以太坊虛擬機(EVM)： 它讓你能在以太坊上寫出更強大的程序比特幣上也可以寫腳本程序、。它有時也用來指以太坊區塊鏈，負責執行智能合約以及一切。
節點：你可以運行節點，通過它讀寫以太坊區塊鏈，也即使用以太坊虛擬機。完全節點需要下載整個區塊鏈。輕節點仍在開發中。
礦工：挖礦，也就是處理區塊鏈上的區塊的節點。這個網頁可以看到當前活躍的一部分以太坊礦工：stats.ethdev.com。
工作量證明：礦工們總是在競爭解決一些數學問題。第一個解出答案的(算出下一個區塊)將獲得以太幣作為獎勵。然後所有節點都更新自己的區塊鏈。所有想要算出下一個區塊的礦工都有與其他節點保持同步，並且維護同一個區塊鏈的動力，因此整個網路總是能達成共識。(注意：以太坊正計劃轉向沒有礦工的權益證明系統(POS)，不過那不在本文討論范圍之內。)
以太幣：縮寫ETH。一種你可以購買和使用的真正的數字貨幣。這里是可以交易以太幣的其中一家交易所的走勢圖。在寫這篇文章的時候，1個以太幣價值65美分。
Gas：在以太坊上執行程序以及保存數據都要消耗一定量的以太幣，Gas是以太幣轉換而成。這個機制用來保證效率。
DApp: 以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(Decentralized App)。DApp的目標是(或者應該是)讓你的智能合約有一個友好的界面，外加一些額外的東西，例如IPFS可以存儲和讀取數據的去中心化網路，不是出自以太坊團隊但有類似的精神)。DApp可以跑在一台能與以太坊節點交互的中心化伺服器上，也可以跑在任意一個以太坊平等節點上。(花一分鍾思考一下：與一般的網站不同，DApp不能跑在普通的伺服器上。他們需要提交交易到區塊鏈並且從區塊鏈而不是中心化資料庫讀取重要數據。相對於典型的用戶登錄系統，用戶有可能被表示成一個錢包地址而其它用戶數據保存在本地。許多事情都會與目前的web應用有不同架構。)
以太坊客戶端，智能合約語言
編寫和部署智能合約並不要求你運行一個以太坊節點。下面有列出基於瀏覽器的IDE和API。但如果是為了學習的話，還是應該運行一個以太坊節點，以便理解其中的基本組件，何況運行節點也不難。
運行以太坊節點可用的客戶端
以太坊有許多不同語言的客戶端實現即多種與以太坊網路交互的方法、，包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。為什麼需要這么多實現？不同的實現能滿足不同的需求例如Haskell實現的目標是可以被數學驗證、，能使以太坊更加安全，能豐富整個生態系統。
在寫作本文時，我使用的是Go語言實現的客戶端geth (go-ethereum)，其他時候還會使用一個叫testrpc的工具, 它使用了Python客戶端pyethereum。後面的例子會用到這些工具。
關於挖礦：挖礦很有趣，有點像精心照料你的室內盆栽，同時又是一種了解整個系統的方法。雖然以太幣現在的價格可能連電費都補不齊，但以後誰知道呢。人們正在創造許多酷酷的DApp, 可能會讓以太坊越來越流行。
互動式控制台:客戶端運行起來後，你就可以同步區塊鏈，建立錢包，收發以太幣了。使用geth的一種方式是通過Javascript控制台。此外還可以使用類似cURL的命令通過JSON RPC來與客戶端交互。本文的目標是帶大家過一邊DApp開發的流程，因此這塊就不多說了。但是我們應該記住這些命令行工具是調試，配置節點，以及使用錢包的利器。
在測試網路運行節點: 如果你在正式網路運行geth客戶端，下載整個區塊鏈與網路同步會需要相當時間。你可以通過比較節點日誌中列印的最後一個塊號和stats.ethdev.com上列出的最新塊來確定是否已經同步。) 另一個問題是在正式網路上跑智能合約需要實實在在的以太幣。在測試網路上運行節點的話就沒有這個問題。此時也不需要同步整個區塊鏈，創建一個自己的私有鏈就勾了，對於開發來說更省時間。
Testrpc:用geth可以創建一個測試網路，另一種更快的創建測試網路的方法是使用testrpc. Testrpc可以在啟動時幫你創建一堆存有資金的測試賬戶。它的運行速度也更快因此更適合開發和測試。你可以從testrpc起步，然後隨著合約慢慢成型，轉移到geth創建的測試網路上 - 啟動方法很簡單，只需要指定一個networkid：geth --networkid "12345"。這里是testrpc的代碼倉庫，下文我們還會再講到它。
接下來我們來談談可用的編程語言，之後就可以開始真正的編程了。寫智能合約用的編程語言用Solidity就好。
要寫智能合約有好幾種語言可選：有點類似Javascript的Solidity, 文件擴展名是.sol. 和Python接近的Serpent, 文件名以.se結尾。還有類似Lisp的LLL。Serpent曾經流行過一段時間，但現在最流行而且最穩定的要算是Solidity了，因此用Solidity就好。聽說你喜歡Python? 用Solidity。
solc編譯器: 用Solidity寫好智能合約之後，需要用solc來編譯。它是一個來自C++客戶端實現的組件又一次，不同的實現產生互補、，這里是安裝方法。如果你不想安裝solc也可以直接使用基於瀏覽器的編譯器，例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。後文有關編程的部分會假設你安裝了solc。
web3.js API. 當Solidity合約編譯好並且發送到網路上之後，你可以使用以太坊的web3.js JavaScript API來調用它，構建能與之交互的web應用。
『柒』 什麼是區塊鏈技術區塊鏈到底是什麼什麼叫區塊鏈
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。
【基礎架構】
一般說來，區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。其中，數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法；網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法；激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等；合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。
拓展資料：
【區塊鏈核心技術】
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題提出了四個技術創新：
1.分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其作證。
區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面：一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多，理論上講除非所有的節點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性。
2.非對稱加密和授權技術，存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。
3.共識機制，就是所有記賬節點之間怎麼達成共識，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。區塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點，其中「少數服從多數」並不完全指節點個數，也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時，所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。
4.智能合約，智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據，可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息（包括醫療信息和風險發生的信息）都是真實可信的，那就很容易的在一些標准化的保險產品中，去進行自動化的理賠。
在保險公司的日常業務中，雖然交易不像銀行和證券行業那樣頻繁，但是對可信數據的依賴是有增無減。因此，筆者認為利用區塊鏈技術，從數據管理的角度切入，能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。
區塊鏈-網路
『捌』 如何用最簡單的方式解讀區塊鏈
大家最近天天都能聽到區塊鏈這個詞，那什麼是區塊鏈呢？「分布式、難以篡改、一致存儲」等解釋太技術化且較為干澀。我這里來通俗的科普下：區塊鏈主要為了解決互不信任的個體之間的信任問題。
舉個通俗的例子：話說老李和老王一個村，老李最近手頭有點緊，想向老王借點錢。老王呢，擔心借了老李後他賴賬怎麼辦，於是找來「德高望重」的村長，不過想想，村長也不可信，以前村長還偷過別人家的地瓜啊！怎麼辦？
區塊鏈的方法是：老王借了1000塊錢給老李後，然後用大喇叭在村裡大喊「我老王今天借了老李1000元錢，大家都趕緊記錄下」，於是村裡的所有人都記錄在了自己家裡的賬本上，謹慎的保管了起來。這下可好，老李再也賴不過了，村裡即便有不守信的人，那還是好人多呀，老李也不可能找村裡全部的人偷偷抹掉自己的借錢記錄的。就這樣，區塊鏈解決了互不信任的老王和老李之間的借錢的信任問題。
在沒有出現區塊鏈之前，我們是如何解決互不信任個體間的信任問題呢？簡單啊，找兩者都信任的「德高望重」的「見證人」就好了，例如故事裡的村長，例如買賣雙方之間的支付寶，例如公證處等等。不過可能這類「見證人」也不一定一直誠信下去，所以區塊鏈乾脆就讓大家都作為見證人。
老王放心了，但老李頭疼啊！老李要等村裡人都記錄好了才能拿到借給他的錢，誰家還沒個大爺大媽手腳慢一些的。所以目前區塊鏈距離應用還有一定的距離，效率問題需要得到大幅提升才可以。
回想一下，你平時是怎麼和別人交易的：一件漂亮的衣服，你可以在實體店挑好，確認好了對方衣服質量不錯，對方確認你的錢是真錢，那麼我們面對面一手交錢一手拿貨。
要是我們隔著十萬八千里，彼此既不認識也不信任還是想交易呢？那就要有我們都信任的第三方了，也就是達成所謂的共識機制。比如：你可以在淘寶通過第三方見證擔保完成交易，錢先給支付寶——支付寶收款讓賣家發貨——賣家發貨——你確認收貨——支付寶再把錢給賣家。
但是，倘若這個中心化的機構作惡了，馬爸爸撕了賬本，不承認你給了錢，或者和賣家聯合起來騙你錢，那可怎麼辦？
又或者政府借了你一100萬，最後用超發貨幣的方式還給你錢，100萬縮水到1萬，由你來承受通貨膨脹的損失，你又怎麼辦？
有沒有不被任何政府、組織機構控制，能公開透明的完成仲裁，記錄了就不被篡改，沒有跑路風險的第三方呢？
別著急，我們的主角區塊鏈技術解決就是這樣的問題——你們之間的交易可以被所有在這個區塊鏈系統的人見證，大家的小賬本里頭都會記錄你們的交易。B如果否認收了A的錢，或者A說自己借了300塊錢，都會被路人甲乙丙丁質疑。具體是如何做到的呢？
1）系統給每個人都發了個小賬本，讓每個人都有記賬的權利，咱們稱之為分布式記賬。
2）為了鼓勵大家幫別人記賬，系統代碼設定將比特幣這樣的代幣獎勵給記賬者，為了防止一堆人記賬堵死，還將代幣設為有限個，甲乙丙丁需要通過系統規定的機制進行計算，算的最快最好的才能獲得記賬的權利，記錄之後通過系統廣播給大家，所有人復制一份相同的賬本，這個通過計算獲得獎勵的過程就叫挖礦，記賬的路人甲乙丙丁就是礦工。
3）有一天，最初記錄這筆交易的甲Game Over了，這個賬本卻還是存在在其他人的賬本里，A和B誰想否認都不行。我們把通過代碼寫好了如何仲裁和分配，無需銀行、政府、企業等中心化組織機構作為第三方見證（去中心化），直接點對點（P2P）交易的方式，稱為去中心化。
4）系統把多個交易打包成區塊，按時間順序鏈接起來成為最後人手一本的賬本，這就是區塊鏈技術
其實把區塊鏈簡單理解為賬本不過是最淺顯的解讀了，把它的每個特點拆分開來，所能應用的領域很多很多。
現在傳統金融行業、券商、投資機構正在跑步入場，物聯網， 游戲 ，儲存，版權，防偽，徵信，支付，預測市場（賭博之類）、社區等眾多領域已經開始了區塊鏈的 探索 應用。
互聯網讓萬物皆可連，區塊鏈能否讓所連皆可信呢？
我用天地自然運化的奇石解讀一下區塊鏈：
所有科學、哲學、道義⋯⋯天地都包涵著。任何一個事物、任何一種文化都與天地道化有關。
區塊鏈自然逃不脫天地運化法：即順然、隨然、無窮、無常。
它就是這塊奇石，其表面整體上的數據運化，一是，整體向著無形無象。二是線點守著一個規律：即無常之道。就是說它們每條線，每個點，追求的都不是一個閉合的目標和一個局限的目的。這樣說大家我好理解了：一個畫家要畫一隻雞，是有目的的，有終結相的，而奇石，大自然造化時，是沒有終結相的。所以相不閉合，線、點數據也不終結。區塊連接之技術，就是這個天運之道。無常運化無形無象，永無終結。(無中心化，就是無形無相，形式不封閉，結構不封閉，思想不封閉⋯⋯如「石」辦事就行)。
山東曲阜孔子靈石館
大家好，我是皮皮，我在這里用幾個生活小例子給大家解讀一下什麼叫區塊鏈？
去中心化，不可篡改級，分布式存貯的，以加密信息做鏈接地址的數據區塊鏈接系統，叫區塊鏈
這玩意本來就是許多高 科技 的復合品，沒法簡單，再簡單也是一大段話，而且未必能說清楚
區塊鏈（Blockchain）嚴格的定義是指通過基於密碼學技術設計的共識機制方式，在對等網路中多個節點共同維護一個持續增長，由時間戳和有序記錄數據塊所構建的鏈式列表賬本的分布式資料庫技術。該技術方案讓參與系統中的任意多個節點，把一段時間系統內全部信息交流的數據，通過密碼學演算法計算和記錄到一個數據塊（block），並且生成該數據塊的指紋用於鏈接（chain）下個數據塊和校驗，系統所有參與節點來共同認定記錄是否為真。
區塊鏈是一種類似於NoSQL（非關系型資料庫）這樣的技術解決方案統稱，並不是某種特定技術，能夠通過很多編程語言和架構來實現區塊鏈技術。並且實現區塊鏈的方式種類也有很多，目前常見的包括POW（Proof of Work，工作量證明），POS（Proof of Stake，權益證明），DPOS（Delegate Proof of Stake，股份授權證明機制）等。
區塊鏈的概念首次在論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）》中提出，作者為自稱中本聰（Satoshi Nakamoto）的個人（或團體）。因此可以把比特幣看成區塊鏈的首個在金融支付領域中的應用。
【通俗解釋】
無論多大的系統或者多小的網站，一般在它背後都有資料庫。那麼這個資料庫由誰來維護？在一般情況下，誰負責運營這個網路或者系統，那麼就由誰來進行維護。如果是微信資料庫肯定是騰訊團隊維護，淘寶的資料庫就是阿里的團隊在維護。大家一定認為這種方式是天經地義的，但是區塊鏈技術卻不是這樣。
如果我們把資料庫想像成是一個賬本：比如支付寶就是很典型的賬本，任何數據的改變就是記賬型的。資料庫的維護我們可以認為是很簡單的記賬方式。在區塊鏈的世界也是這樣，區塊鏈系統中的每一個人都有機會參與記賬。系統會在一段時間內，可能選擇十秒鍾內，也可能十分鍾，選出這段時間記賬最快最好的人，由這個人來記賬，他會把這段時間資料庫的變化和賬本的變化記在一個區塊（block）中，我們可以把這個區塊想像成一頁紙上，系統在確認記錄正確後，會把過去賬本的數據指紋鏈接（chain）這張紙上，然後把這張紙發給整個系統裡面其他的所有人。然後周而復始，系統會尋找下一個記賬又快又好的人，而系統中的其他所有人都會獲得整個賬本的副本。這也就意味著這個系統每一個人都有一模一樣的賬本，這種技術，我們就稱之為區塊鏈技術（Blockchain），也稱為分布式賬本技術。
由於每個人（計算機）都有一模一樣的賬本，並且每個人（計算機）都有著完全相等的權利，因此不會由於單個人（計算機）失去聯系或宕機，而導致整個系統崩潰。既然有一模一樣的賬本，就意味著所有的數據都是公開透明的，每一個人可以看到每一個賬戶上到底有什麼數字變化。它非常有趣的特性就是，其中的數據無法篡改。因為系統會自動比較，會認為相同數量最多的賬本是真的賬本，少部分和別人數量不一樣的賬本是虛假的賬本。在這種情況下，任何人篡改自己的賬本是沒有任何意義的，因為除非你能夠篡改整個系統裡面大部分節點。如果整個系統節點只有五個、十個節點也許還容易做到，但是如果有上萬個甚至上十萬個，並且還分布在互聯網上的任何角落，除非某個人能控制世界上大多數的電腦，否則不太可能篡改這樣大型的區塊鏈。
【要素】
結合區塊鏈的定義，我們認為必須具有如下四點要素才能被稱為公開區塊鏈技術，如果只具有前3點要素，我們將認為其為私有區塊鏈技術（私有鏈）。
1、點對點的對等網路（權力對等、物理點對點連接）
2、可驗證的數據結構（可驗證的PKC體系，不可篡改資料庫）
3、分布式的共識機制（解決拜占庭將軍問題，解決雙重支付）
4、納什均衡的博弈設計（合作是演化穩定的策略）
【特性】
結合定義區塊鏈的定義，區塊鏈會現實出四個主要的特性：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集體維護（Collectively maintain）、可靠資料庫（Reliable Database）。並且由四個特性會引申出另外2個特性：開源（Open Source）、隱私保護（Anonymity）。如果一個系統不具備這些特徵，將不能視其為基於區塊鏈技術的應用。
去中心化（Decentralized）：整個網路沒有中心化的硬體或者管理機構，任意節點之間的權利和義務都是均等的，且任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作。因此也可以認為區塊鏈系統具有極好的健壯性。
去信任（Trustless）：參與整個系統中的每個節點之間進行數據交換是無需互相信任的，整個系統的運作規則是公開透明的，所有的數據內容也是公開的，因此在系統指定的規則范圍和時間范圍內，節點之間是不能也無法欺騙其它節點。
集體維護（Collectively maintain）：系統中的數據塊由整個系統中所有具有維護功能的節點來共同維護的，而這些具有維護功能的節點是任何人都可以參與的。
可靠資料庫（Reliable Database）：整個系統將通過分資料庫的形式，讓每個參與節點都能獲得一份完整資料庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統中超過51%的節點，否則單個節點上對資料庫的修改是無效的，也無法影響其他節點上的數據內容。因此參與系統中的節點越多和計算能力越強，該系統中的數據安全性越高。
開源（Open Source）：由於整個系統的運作規則必須是公開透明的，所以對於程序而言，整個系統必定會是開源的。
隱私保護（Anonymity）：由於節點和節點之間是無需互相信任的，因此節點和節點之間無需公開身份，在系統中的每個參與的節點的隱私都是受到保護的。
【區塊鏈意義之一 ：解決拜占庭將軍問題】
區塊鏈解決的核心問題不是「數字貨幣」，而是在信息不對稱、不確定的環境下，如何建立滿足經濟活動賴以發生、發展的「信任」生態體系。而這個問題稱之為「拜占庭將軍問題」，也可稱為「拜占庭容錯」或者「兩軍問題」，這是一個分布式系統中進行信息機交互時面臨的難題，即在整個網路中的任意節點都無法信任與之通信的對方時，如何能創建出共識基礎來進行安全的信息交互而無需擔心數據被篡改。區塊鏈使用演算法證明機制來保證整個網路的安全，藉助它，整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境下自動安全的交換數據。更多介紹請參見《比特幣與拜占庭將軍問題》。
【區塊鏈意義之二：實現跨國價值轉移】
互聯網誕生最初，最早核心解決的問題是信息製造和傳輸，我們可以通過互聯網將信息快速生成並且復制到全世界每一個有著網路的角落，但是它尚始終不能解決價值轉移和信用轉移。這里所謂的價值轉移是指，在網路中每個人都能夠認可和確認的方式，將某一部分價值精確的從某一個地址轉移到另一個地址，而且必須確保當價值轉移後，原來的地址減少了被轉移的部分，而新的地址增加了所轉移的價值。這里說的價值可以是貨幣資產，也可以是某種實體資產或者虛擬資產（包括有價證券、金融衍生品等）。而這操作的結果必須獲得所有參與方的認可，且其結果不能受到任何某一方的操縱。
在目前的互聯網中也有各種各樣的金融體系，也有許多政府銀行提供或者第三方提供的支付系統，但是它還是依靠中心化的方案來解決。所謂中心化的方案，就是通過某個公司或者政府信用作為背書，將所有的價值轉移計算放在一個中心伺服器（集群）中，盡管所有的計算也是由程序自動完成，但是卻必須信任這個中心化的人或者機構。事實上通過中心化的信用背書來解決，也只能將信用局限在一定的機構、地區或者國家的范圍之內。由此可以看出，必須要解決的這個根本問題，那就是信用。所以價值轉移的核心問題是跨國信用共識。
在如此紛繁復雜的全球體系中，要憑空建立一個全球性的信用共識體系是很難的，由於每個國家的政治、經濟和文化情況不同，對於兩個國家的企業和政府完全互信是幾乎做不到的，這也就意味著無論是以個人抑或企業政府的信用進行背書，對於跨國之間的價值交換即使可以完成，也有著巨大的時間和經濟成本。但是在漫長的人類 歷史 中，無論每個國家的宗教、政治和文化是如何的不同，唯一能取得共識的是數學（基礎科學）。因此，可以毫不誇張的說，數學（演算法）是全球文明的最大公約數，也是全球人類獲得最多共識的基礎。如果我們以數學演算法（程序）作為背書，所有的規則都建立一個公開透明的數學演算法（程序）之上，能夠讓所有不同政治文化背景的人群獲得共識。
【未來的發展】
互聯網將使得全球之間的互動越來越緊密，伴隨而來的就是巨大的信任鴻溝。目前現有的主流資料庫技術架構都是私密且中心化的，在這個架構上是永遠無法解決價值轉移和互信問題。所以區塊鏈技術有可能將成為下一代資料庫架構。通過去中心化技術，將能夠在大數據的基礎上完成數學（演算法）背書、全球互信這個巨大的進步。
區塊鏈技術作為一種特定分布式存取數據技術，它通過網路中多個參與計算的節點開共同參與數據的計算和記錄，並且互相驗證其信息的有效性（防偽）。從這一點來，區塊鏈技術也是一種特定的資料庫技術。互聯網剛剛進入大數據時代，但是從目前來看，大數據還處於非常基礎的階段。但是當進入到區塊鏈資料庫階段，將進入到真正的強信任背書的大數據時代。這裡面的所有數據都獲得堅不可摧的質量，任何人都沒有能力也沒有必要去質疑。
也許我們現在正處在一個重大的轉折點之上——和工業革命所帶來的深刻變革幾乎相同的重大轉折的早期階段。不僅僅是新技術指數級、數字化和組合式的進步與變革，更多的驚喜也許還會在我們前面。在未來的24個月里，這個星球所增長的計算機算力和記錄的數據將會超過所有 歷史 階段的總和。在過去的24個月里，這個增值可能已經超過了1000倍。這些數字化的數據信息還在以比摩爾定律更快的速度增長。區塊鏈技術將不僅僅應用在金融支付領域，而是將會擴展到目前所有應用范圍，諸如去中心化的微博、微信、搜索、租房，甚至是打車軟體都有可能會出現。因為區塊鏈將可以讓人類無地域限制的、去信任的方式來進行大規模協作。
區塊鏈是一種技術，基於這項技術產生很多應用，包括與數據和信息相關的一切行業業務，比特幣就是其中最為人熟知的一種應用。對於區塊鏈的通俗解釋就是，假如在網上買一隻口紅，首先找到心儀的產品和賣家下單，先把錢給中間平台，等到賣家發貨買家確認收貨以後，中間平台再把錢轉給賣家，因為信任問題買賣家之間都依賴於中間平台，而區塊鏈作為去中心化的分布式賬本資料庫，則著力於去掉這個中間平台但同時又解決信任問題。在區塊鏈中每個人擁有自己的記賬本，用來記錄發生的每一件事，假如在交易中出現賣家拿錢不發貨的行為，這一條記錄將永久存在不可修改，不需要互相交換信息，區塊鏈的世界會選擇在同一個時間節點記錄最快質量最好的那個人的記賬本進行復制發送並串聯，最後越疊越厚形成區塊。
大家在談論虛擬貨幣時，往往離不開區塊鏈這個概念，那麼區塊鏈到底是個神馬玩意呢？
區塊鏈是一種底層技術，本質上是一個去中心化的分布式賬本資料庫。聽起來好像十分高端，遙不可及，其實是很容易理解的。
舉個例子，假如要在淘寶上購買商品，那麼一般首先要做的就是打開淘寶，找到想要的商品並下單將錢支付給作為交易中介的淘寶。等收到商品並確認收貨後淘寶便會將貨款打給賣家。這本來只是我和賣家的交易，但卻多了個「中心」，即淘寶。
在交易進行的過程中，這個「中心」擁有無限大的權力，甚至隨意修改賬單。因此，「中心」往往需要強大的後台為其背書。
於是，有一個名叫中本聰的男人想要幹掉這個權力無窮大的中心，他想創造一個去中心化的系統，在這個系統里，每個人都是中心，都有記賬的權力。於是，他創造了比特幣。
在比特幣的系統中，每個人都有一個小賬本用以記錄發生的每一筆交易。一筆交易只有經過大部分人確認後才有效。如果賣家不發貨，那麼每個人的小賬本都會將這件事記錄下來，讓他無處可逃。
這時候大家可能會有疑問，既然只是一個公開的賬本，那麼為什麼又要叫區塊鏈呢？這就涉及到了共識問題，區塊鏈系統是一個由眾多「中心」組成的系統，整個區塊鏈是屬於所有參與記賬的個體的。這時候就產生了新的問題，一個系統必須要有秩序才能長遠的存在。假如記賬者可以不計成本地胡作非為，那就可能出現本來只是購買一台手機，但收到的卻是一台特斯拉的情況。
於是，中本聰發明了一種名為PoW的共識方式。這種方式提高了記賬者記賬的成本，讓其不能輕易作惡。PoW通過密碼學的方式要求記賬者需要通過競爭計算能力來獲取記賬權，第一個計算出結果的記賬者即可獲得一個由若干筆交易打包而來的區塊的記賬權，同時獲得一定的代幣作為獎勵。這就是我們俗稱的「挖礦」。
既然記賬者已經將一個包含了若干筆交易的區塊記錄了下來，那麼系統就需要進行整理排序，不可能讓無數的區塊雜亂無章地分布在系統中。於是就需要把所有區塊按照時間順序首尾相連鏈接鏈接起來，這時，區塊鏈便誕生了。區塊鏈的核心是技術。
『玖』 如何搭建自己的區塊鏈
第一部分:從 0 到 1 建立自己的區塊鏈 目錄:
1.1 從模仿開始,初識區塊鏈
1.2 區塊鏈的基礎:共識機制剖析
1.3 共識機制的設計原理和設計方法
1.4 如何快速克隆一條區塊鏈
1.5 如何把比特幣變成自己的私鏈–分叉比特幣
1.6 如何把以太坊變成自己的私鏈–分叉以太坊
1.7 如何把 Ripple 變成自己的私鏈–分叉 ripple
1.8 如何把 stellar 變成自己的私鏈–分叉 stellar 1.9 如何搭建一個礦池,並挖出自己的創始區塊
1.10 如何開發自己的區塊鏈錢包(Windows 和 MAC) 1.11 如何開發自己的區塊鏈錢包(Android 和 IOS) 1.12 如何開發一個類似於 blockchain.info 的在線錢包 1.13 如何增加自己的區塊鏈網路的安全性和魯棒性 1.14 如何利用 coind 來處理充值提現業務
1.15 如何利用資金池搭建一個混幣服務
1.16 如何設計一種新的挖礦演算法
一般情況下都是這個流程，但一般人也是非常難以完成的。區塊鏈成熟的項目有以太坊、DECENT、比特幣等等。
『拾』 區塊鏈的共識機制
1. 網路上的交易信息如何確認並達成共識？
雖然經常提到共識機制，但是對於共識機制的含義和理解卻並清楚。因此需要就共識機制的相關概念原理和實現方法有所理解。
區塊鏈的交易信息是通過網路廣播傳輸到網路中各個節點的，在整個網路節點中如何對廣播的信息進行確認並達成共識 最終寫入區塊呢？ 如果沒有相應的可靠安全的實現機制，那麼就難以實現其基本的功能，因此共識機制是整個網路運行下去的一個關鍵。
共識機制解決了區塊鏈如何在分布式場景下達成一致性的問題。區塊鏈能在眾多節點達到一種較為平衡的狀態也是因為共識機制。那麼共識機制是如何在在去中心化的思想上解決了節點間互相信任的問題呢？
當分布式的思想被提出來時，人們就開始根據FLP定理和CAP定理設計共識演算法。 規范的說，理想的分布式系統的一致性應該滿足以下三點：
1.可終止性（Termination）：一致性的結果可在有限時間內完成。
2.共識性(Consensus)：不同節點最終完成決策的結果應該相同。
3.合法性(Validity)：決策的結果必須是其他進程提出的提案。
但是在實際的計算機集群中，可能會存在以下問題:
1.節點處理事務的能力不同，網路節點數據的吞吐量有差異
2.節點間通訊的信道可能不安全
3.可能會有作惡節點出現
4.當非同步處理能力達到高度一致時，系統的可擴展性就會變差（容不下新節點的加入）。
科學家認為，在分布式場景下達成 完全一致性 是不可能的。但是工程學家可以犧牲一部分代價來換取分布式場景的一致性，上述的兩大定理也是這種思想，所以基於區塊鏈設計的各種公式機制都可以看作犧牲那一部分代價來換取多適合的一致性，我的想法是可以在這種思想上進行一個靈活的變換，即在適當的時間空間犧牲一部分代價換取適應於當時場景的一致性，可以實現靈活的區塊鏈系統，即可插拔式的區塊鏈系統。今天就介紹一下我對各種共識機制的看法和分析，分布式系統中有無作惡節點分為拜占庭容錯和非拜占庭容錯機制。
FLP定理即FLP不可能性，它證明了在分布式情景下，無論任何演算法，即使是只有一個進程掛掉，對於其他非失敗進程，都存在著無法達成一致的可能。
FLP基於如下幾點假設：
僅可修改一次 ： 每個進程初始時都記錄一個值（0或1）。進程可以接收消息、改動該值、並發送消息，當進程進入decide state時，其值就不再變化。所有非失敗進程都進入decided state時，協議成功結束。這里放寬到有一部分進程進入decided state就算協議成功。
非同步通信 ： 與同步通信的最大區別是沒有時鍾、不能時間同步、不能使用超時、不能探測失敗、消息可任意延遲、消息可亂序。
通信健壯： 只要進程非失敗，消息雖會被無限延遲，但最終會被送達；並且消息僅會被送達一次（無重復）。
Fail-Stop 模型： 進程失敗如同宕機，不再處理任何消息。
失敗進程數量 ： 最多一個進程失敗。
CAP是分布式系統、特別是分布式存儲領域中被討論最多的理論。CAP由Eric Brewer在2000年PODC會議上提出，是Eric Brewer在Inktomi期間研發搜索引擎、分布式web緩存時得出的關於數據一致性(consistency)、服務可用性(availability)、分區容錯性(partition-tolerance)的猜想：
數據一致性 (consistency)：如果系統對一個寫操作返回成功，那麼之後的讀請求都必須讀到這個新數據；如果返回失敗，那麼所有讀操作都不能讀到這個數據，對調用者而言數據具有強一致性(strong consistency) (又叫原子性 atomic、線性一致性 linearizable consistency)[5]
服務可用性 (availability)：所有讀寫請求在一定時間內得到響應，可終止、不會一直等待
分區容錯性 (partition-tolerance)：在網路分區的情況下，被分隔的節點仍能正常對外服務
在某時刻如果滿足AP，分隔的節點同時對外服務但不能相互通信，將導致狀態不一致，即不能滿足C；如果滿足CP，網路分區的情況下為達成C，請求只能一直等待，即不滿足A；如果要滿足CA，在一定時間內要達到節點狀態一致，要求不能出現網路分區，則不能滿足P。
C、A、P三者最多隻能滿足其中兩個，和FLP定理一樣，CAP定理也指示了一個不可達的結果(impossibility result)。