以太坊數據結構

1. 有誰知道能解釋一下有向無環圖(DAG)么怎麼用程序做出來，及怎麼應用到經濟學實證上

我們說區塊鏈目前還不成熟，有各種各樣的問題，比如說處理速度慢、手續費高昂、存在安全隱患等等，這些都是用戶最直觀的體驗，體驗不是太好。區塊鏈還有一個問題，那就是高並發問題。
高並發問題是怎麼回事呢，我們簡單說一下。高並發是計算機領域的問題，簡單來講，高並發問題就是系統無法順利同時運行多個任務。
很多任務同時運行，一大堆用戶涌進來，系統承受不住這么多的任務，會出現高並發問題，你的系統就卡住了，就好比春運時候，12306系統總是卡住，有可能就是高並發問題造成的。
傳統互聯網尚且存在高並發問題，區塊鏈網路自然也存在這個問題，畢竟區塊鏈的成熟程度比起傳統互聯網，還有很大的差距。但是，如果沒有安全、可靠和高效的公鏈，整個區塊鏈產業的發展都將受到嚴重製約，應用落地也是空談。
在這種背景下，DAG 技術就被提出來了，DAG 的全稱是「Directed Acyclic Graph」，中文翻譯為「有向無環圖」。
DAG有向無環圖是怎麼回事呢，它到底能起到什麼作用呢？我們下面解釋一下。
一、DAG：一個新型的數據結構
DAG，中文名字叫「有向無環圖」，從字面意思看，「有向"就是說它是有方向的，
「無環」就是說它是沒有環路的、不能形成閉環的。所以，DAG其實是一種新型的數據結構，這個數據結構是有方向的，同時又是不能形成閉環的。
傳統區塊來講，我們總是以「區塊」為單位，一個區塊里往往包含了多筆交易信息。而在DAG中，沒有區塊的概念，而是以「單元」為單位，每個單元記錄的是單個用戶的交易，組成的單元不是區塊，而是一筆筆的交易，這樣一來，可以省去打包出塊的時間。
簡單來說，區塊鏈和DAG有向無環圖最大的區別就是：區塊鏈是一個接一個的區塊來存儲和驗證交易的分布式賬本，而DAG則是把每筆交易都看成一個區塊，每一筆交易都可以鏈接到多個先前的交易來進行驗證。
二、DAG 的工作原理
傳統區塊鏈上，就拿比特幣來講，它是單鏈式的結構，區塊與區塊之間按照時間戳的先後順序排列開來（如圖一），數據記錄在一條主鏈上。用不太恰當的比喻來講，這個
「單鏈式」結構是一條一字排列的鏈。
區塊鏈只有一條單鏈，打包出塊就無法並發執行。新的區塊會加入到原先的最長鏈之上，所有節點都以最長鏈為准，繼續按照時間戳的順序無限蔓延下去。而對於DAG來講，每個新加入的單元，不僅只加入到最長鏈的一個單元，還要加入到之前所有的單元（如圖二）。
舉個例子：假設我發布了一個新的交易，此時DAG結構已經有2個有效的交易單元，那麼我的交易單元會主動同時鏈接到前面的2個之中，去驗證並確認，直到鏈接到創世單元，而且，上一個單元的哈希會包含到自己的單元裡面。
換句話說，你要想進行一筆交易，就必須要驗證前面的交易，具體驗證幾個交易，根據不同的規則來進行。這種驗證手段，使得DAG可以非同步並發的寫入很多交易，並最終構成一種拓撲的樹狀結構，極大地提高擴展性。
依據DAG有向無環圖，每一筆交易都直接參與了維護全網。當交易發起後，直接廣播全網，跳過礦工打包區塊階段，這樣就省去了打包交易出塊的時間，提升了區塊鏈處理交易的效率。
隨著時間遞增，所有交易的區塊鏈相互連接，形成圖狀結構，如果要更改數據，那就不僅僅是幾個區塊的問題了，而是整個區塊圖的數據更改。DAG這個模式相比來說，要進行的復雜度更高，更難以被更改。
總結一下，DAG作為一種新型的去中心化數據結構，它屬於廣義區塊鏈的一種，具備去中心化的屬性，但是二者的不同之處在於：
區塊鏈組成單元是Block（區塊），DAG組成單元是TX（交易）。
區塊鏈是單線程，DAG是多線程。
區塊鏈所有交易記錄記在同一個區塊中，DAG每筆交易單獨記錄在每筆交易中。
區塊鏈需要礦工，DAG不需要礦工。
三、 DAG 的代表：IOTA
DAG當前的代表項目，最知名的無疑就是 IOTA。可以說，正是因為IOTA這個幣種在 2017年下半年沖進市值排行第四位，才使人們真正認識到了它的底層技術：DAG有向無環圖。
IOTA在DAG有向無環圖的基礎上提出了「纏結」概念，在IOTA裡面，沒有區塊的概念，共識的最小單位是交易。每一個交易都會引用過去的兩條交易記錄哈希，這樣前一交易會證明過去兩條交易的合法性，間接證明之前所有交易的合法性。這樣一來， 就不再需要傳統區塊鏈中的礦工這樣少量節點來驗證交易、打包區塊，從而提升效率，節省交易費用。
四、 DAG 的現狀
盡管理論上來講，DAG有向無環圖能夠彌補傳統區塊鏈的一些弊端，但是目前並不成熟，應用到數字貨幣領域的時間也比較短，還比較年輕 。
它沒有像比特幣那般經過長達10年的時間來驗證整個系統的安全性，也沒有像以太坊那般實現了廣泛的應用場景。不過，現在有些聲音提出要採用「傳統區塊鏈+DAG」的數據結構，但是還沒有非常突出的案例，這里就不多說了。
總結一下，本節我們介紹了區塊鏈的衍生技術：DAG有向無環圖，這是一種全新的數據結構，可以對區塊鏈處理交易的效率、並發力達到顯著的提升。

2. 以太坊架構是怎麼樣的

以太坊最上層的是DApp。它通過Web3.js和智能合約層進行交換。所有的智能合約都運行在EVM（以太坊虛擬機）上，並會用到RPC的調用。在EVM和RPC下面是以太坊的四大核心內容，包括：blockChain, 共識演算法，挖礦以及網路層。除了DApp外，其他的所有部分都在以太坊的客戶端里，目前最流行的以太坊客戶端就是Geth（Go-Ethereum）

3. 以太坊和比特幣的區別

1.比特幣是一種貨幣，是一種使用某種演算法和數據結構產生的一堆數據，而且還會不停並且不能停地產生。只要這堆數據停止了增加，那我們就認為比特幣死了。這堆數據可以用來干很多事，現在我們就拿它來做為貨幣，還可以拿它來搞智能合約之類的東西。這堆數據可以用來干很多事，現在我們就拿它來做為貨幣，還可以拿它來搞智能合約之類的東西。
2.以太坊是一種智能合約和去中心化應用平台。講它是「平台」也是一種在我們使用者當中的投影。平台這個概念很有意思，比如我們說Windows是一個平台，微信也是一個平台，比如我們說一個大學也是一個平台，社會也是一個平台。所謂的平台，就是在這上面我們能做事。而深挖以太坊，其實和比特幣是一樣的，也是使用某種演算法和數據結構產生的一堆數據，這一堆數據也一樣還在繼續增加而且不能停止增加。
3.比特幣的優勢：整體看來，參賽團隊對於比特幣的投資支持率為 55%，以太坊則為 45%。根據部分團隊給出的研究報告，比特幣的價值仍然會高於以太坊，預計到 2020 年，比特幣的價格將會再度上漲 600%。
拓展資料：
1.比特幣和以太幣的產生過程：比特幣和以太幣都是通過挖礦程序產生的。通過競爭計算一種題目，誰先算得誰獲得系統獎勵的幣。兩者的區別是計算的題目不一樣。比特幣是十分鍾算一個解，以太幣是12秒一個解。使用以太坊，阻擋時間設置為14-15秒，而不是比特幣10分鍾。很明顯，以太坊比起比特幣允許更快的交易時間；以太坊逐年釋放相同數量的乙太網，而比特幣區塊每四年會減半；比特幣交易的成本是標准化的，而與以太坊相比，成本可能會根據計算復雜性，帶寬使用和存儲需求而變化；以太坊自己的圖靈完整的內部代碼允許計算任何東西，只要有計算能力和時間。比特幣中沒有這種靈活性；以太坊成群結隊，而比特幣被釋放 - 現有2100萬比特幣中的大部分都由早期的礦工擁有；與比特幣不同，以太坊通過其Ghost協議阻止集中式池池挖掘；以太坊使用Ethash，這是一種內存硬哈希演算法。比特幣使用集中式專用集成電路。

4. 如何創建和簽署以太坊交易

交易

區塊鏈交易的行為遵循不同的規則集

• 由於公共區塊鏈分布式和無需許可的性質，任何人都可以簽署交易並將其廣播到網路。

• 根據區塊鏈的不同，交易者將被收取一定的交易費用，交易費用取決於用戶的需求而不是交易中資產的價值。

• 區塊鏈交易無需任何中央機構的驗證。僅需使用與其區塊鏈相對應的數字簽名演算法（DSA）使用私鑰對其進行簽名。

• 一旦一筆交易被簽名，廣播到網路中並被挖掘到網路中成功的區塊中，就無法恢復交易。

以太坊交易結構

• 以太坊交易的數據結構：交易0.1個ETH

  {
  'nonce':'0x00', // 十進制：0
  'gasLimit': '0x5208', //十進制： 21000
  'gasPrice': '0x3b9aca00', //十進制1，000，000，000
  'to': '' ，//發送地址
  'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ，10^17
  'data': '0x', // 空數據的十進製表示
  'chainId': 1 // 區塊鏈網路ID
  }

  這些數據與交易內容無關，與交易的執行方式有關，這是由於在以太坊中發送交易中，您必須定義一些其他參數來告訴礦工如何處理您的交易。交易數據結構有2個屬性設計"gas": "gasPrice","gasLimit"。

• "gasPrice": 單位為Gwei, 為 1/1000個eth,表示交易費用

• "gasLimit": 交易允許使用的最大gas費用。

• 這2個值通常由錢包提供商自動填寫。

  除此之外還需要指定在哪個以太坊網路上執行交易（chainId）: 1表示以太坊主網。

  在開發時，通常會在本地以及測試網路上進行測試，通過測試網路發放的測試ETH進行交易以避免經濟損失。在測試完成後再進入主網交易。

  另外，如果需要提交一些其它數據，可以用"data"和"nonce"作為事務的一部分附加。

  A nonce（僅使用1次的數字）是以太坊網路用於跟蹤交易的數值，有助於避免網路中的雙重支出以及重放攻擊。

以太坊交易簽名

以太坊交易會涉及ECDSA演算法，以Javascript代碼為例，使用流行的ethers.js來調用ECDSA演算法進行交易簽名。

• const ethers = require('ethers')


• const signer = new ethers.Wallet('錢包地址')



• signer.signTransaction({


• 'nonce':'0x00', // 十進制：0


• 'gasLimit': '0x5208', //十進制： 21000


• 'gasPrice': '0x3b9aca00', //十進制1，000，000，000


• 'to': '' ，//發送地址


• 'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ，10^17


• 'data': '0x', // 空數據的十進製表示


• 'chainId': 1 // 區塊鏈網路ID


• })


• .then(console.log)

可以使用在線使用程序Composer將已簽名的交易傳遞到以太坊網路。這種做法被稱為」離線簽名「。離線簽名對於諸如狀態通道之類的應用程序特別有用，這些通道是跟蹤兩個帳戶之間余額的智能合約，並且在提交已簽名的交易後就可以轉移資金。離線簽名也是去中心化交易所（DEXes）中的一種常見做法。

也可以使用在線錢包通過以太坊賬戶創建簽名驗證和廣播。

使用Portis，您可以簽署交易以與加油站網路（GSN）進行交互。

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。

5. 什麼是跨鏈技術

跨鏈，顧名思義，就是通過技術手段，能讓價值跨過鏈與鏈之間的障礙，進行直接的流通。跨鏈本質上和貨幣兌換是一樣的。跨鏈並沒有改變每個區塊鏈上的價值總額，只是不同的持有人之間進行了一個兌換。

跨鏈是一個復雜的過程，需要鏈對鏈外的信息的獲取與驗證，需要節點有單獨的驗證能力等等。跨鏈技術主要有四種實現模式：公證人模式、側鏈/中繼、哈希鎖定和分布式私鑰控制等。

一、公證人模式

公證人模式（Notary schemes）是鏈與鏈之互相操作最簡單的使用方法，由某個或某組受信任的團體來聲明A鏈對B鏈上發生了某件事情。公證人模式中較為出名的應用是瑞波Interledger協議。

Interledger協議是在2012年由瑞波實驗室提出的，通過第三方「連接器」或「驗證器」將兩個不同的區塊鏈（記賬系統）連接起來，使它們能夠自由地兌換貨幣。在這個過程中，記賬系統無需信任「連接器」，因為協議採用密碼演算法為這兩個記賬系統創建資金託管，當所有參與方對交易達成共識時，才可相互交易。

二、側鏈/中繼

側鏈也是一個區塊鏈，它能夠驗證來自其它區塊鏈的數據，能夠實現比特幣和其它資產在區塊鏈之間互相轉移，形成了一個全新開放的開發平台。前段時間很火的項目以太坊雷電網路就是採用的側鏈技術。使用雷電網路的的參與者在互相轉賬時，不需要通過以太坊主鏈交易確認，而是通過參與者之間創建微支付通道在主鏈下完成。側鏈的主要應用有：RSK、BTC Relay等。

前面我們已經談到過側鏈技術，想要了解更多的小夥伴，可以戳這里回顧。

三、哈希鎖定

哈希鎖定（Hash-locking）最早起源於閃電網路的HTLC（Hashed TimeLock Contract）。它是通過形成智能合約來保障任意兩個人之間的轉賬都可以通過一條「支付」通道來實現，完成「中介」的角色。交易的雙方通過智能合約，先凍結部分錢，並提供一個Hsah值。誰能在合約設置時間內匹配上Hash值，那麼這部分凍結的錢就歸誰了。

哈希鎖定雖然實現了跨鏈資產的交換，大部分場景能夠支持資產的抵押，但是沒有實現跨鏈資產的轉移，更不能實現跨鏈合約，所以它的應用場景相對受限。

四、分布式私鑰控制

分布式私鑰控制（Distributed private key control）是利用一個基於協議的內置資產模板，根據跨鏈交易信息部署新的智能合約創建新的資產。當一種已注冊資產由原有鏈轉移到跨鏈時，跨鏈節點會為用戶在已有的合約中發放相應等值的代幣。

實現和解除分布式控制權管理的操作稱為：鎖入（Lock-in）和解鎖（Lock-out）。鎖入是對所有通過密鑰控制的數字資產實現分布式控制權管理和資產映射的過程。這時需要委託去中心化的網路掌管用戶的私鑰，用戶自己掌握跨鏈上那部分代理資產的私鑰。當解鎖時再將數字資產的控制權交還給所有者。分布式私鑰控制主要的應用有：WanChain、FUSION等。

6. 區塊鏈解決了什麼問題嗎

區塊鏈作為一種去中心化的資料庫，具有開放性、分布式、不可逆性等特點，其作為一種電子數據存儲平台具有低成本、高效率、穩固性的優勢，目前區塊鏈應用到多個領域中，為生活也帶來了很多變化，現在很多的電子合同平台比如法大大、法據鏈等就應用了這種區塊鏈技術，並且區塊鏈技術存證也得到了法院受理的認可

7. 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。

8. 以太坊架構是怎麼樣的

打算開一個系列講講架構，之前的經驗主要是在互聯網架構這一塊，最近在整理分析比特幣，以太坊，EOS的架構，所以准備寫一個系列的文章談談對互聯網架構和區塊鏈架構的理解。會分為四篇文章，1.互聯網產品的架構、2.比特幣架構分析、3.以太坊的架構分析、4.EOS架構分析。
在以太坊中並不存在中心伺服器，取而代之的是多個通過p2p協議連接起來的平等節點，在眾多節點中存儲了所有的數據。當用戶發起一筆交易，會通過p2p協議將交易廣播出去，礦工節點對此進行驗證、打包並進一步廣播至全網，在區塊鏈內確認後，此操作即認為是不可更改的。
在網路上關於區塊鏈的文章中，都提到了分布式（distributed）和去中心化（decentralization）這兩個詞，有時候略有區別，有時侯又混用。筆者認為如果要精確區分的話，分布式強調系統的是多個組件通過發送消息協同工作，去中心化強調的是不存在一個中央節點控制整個系統的運行。因此我們認為以太坊兼具去中心化和分布式，或者說在一個分布式平台上運行了一個去中心化的程序。

9. 區塊鏈和數字人民幣有哪些關系

數字人民幣經常會被使用區塊鏈技術對的加密貨幣比特幣、以太坊等相比較。數字人民幣借鑒了區塊鏈技術，但作為法定貨幣，數字人民幣具有中心化的特徵。歐洲主要中央銀行的高管表示，發行央行數字貨幣其實並不需要使用區塊鏈技術。數字人民幣系統框架的核心要素為「一幣，兩庫，三中心」，在使用過程所採用的技術有NFC與分布式賬本技術。

數字人民幣行業相關上市公司：廣電運通、長亮科技、拉卡拉、數字認證等

本文核心數據：數字人民幣系統框架核心要素

1、區塊鏈的特徵為分布式、去中心化

數字人民幣經常會被使用區塊鏈技術對的加密貨幣比特幣、以太坊等相比較。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、我國數字人民幣僅借鑒了區塊鏈技術

數字人民幣具有可追溯性、不可篡改性這些與區塊鏈技術相同的特徵，但數字人民幣僅是借鑒了區塊鏈技術。作為法定貨幣，數字人民幣的主要特徵之一為中心化的管理模式，而區塊鏈的核心特徵之一為去中心化。

此前，發行了依託於區塊鏈技術的數字貨幣國家有伊朗、厄瓜多、烏拉圭、塞內加爾、等，但這些數字貨幣沒有流行起來。2020年9月，歐洲主要中央銀行的高管表示，全球范圍內的中央銀行如果想要發行央行數字貨幣，其實並不需要使用區塊鏈技術，在央行數字貨幣情況下，中央銀行提供了「信任」，因此當中央銀行介入之後就沒有使用區塊鏈技術的必要了。

在金融領域，目前區塊鏈技術在數字貨幣、支付清算、數字票據、銀行徵信管理等方面得到了實驗性或小范圍應用:


3、數字人民幣系統框架的核心要素為「一幣，兩庫，三中心」

根據《中國法定數字貨幣原型構想》的闡述，數字人民幣系統框架的核心要素為「一幣，兩庫，三中心」。其中，「一幣」指央行數字貨幣;「兩庫」指的是數字貨幣發行庫(存放央行數字貨幣發行基金的資料庫)和數字貨幣銀行庫(商業銀行存放央行數字貨幣的資料庫);「三中心」指的是認證中心(負責身份信息管理)、登記中心(負責數字貨幣權屬登記)與大數據發行中心(負責對反洗錢、支付行為等分析)。


4、數字人民幣使用過程所採用的技術

數字人民幣的使用涉及到貨幣發行、存儲、支付、對交易進行記錄等多個環節。

在數字人民幣支付環節，由於NFC技術的使用，數字人民幣的支付介質除手機外，還包括「數字貨幣晶元卡」，晶元卡的推行方便了老年人群的使用。「數字貨幣晶元卡」具體包括可視藍牙IC卡、IC卡、手機eSE卡、手機SD卡、手機SIM卡等5種形態。除使用NFC 技術外，一些數字貨幣晶元卡通過藍牙技術與智能手機進行交互，實現查詢和賬戶信息同步。

在數字人民幣交易記錄環節，通過分布式賬本技術，央行和商業銀行構建CBDC分布式確權賬本，提供可供外部通過互聯網來進行CBDC確權查詢的網站，實驗網上驗鈔機功能。

10. 區塊鏈的核心技術是什麼

簡單來說，區塊鏈是一個提供了拜占庭容錯、並保證了最終一致性的分布式資料庫；從數據結構上看，它是基於時間序列的鏈式數據塊結構；從節點拓撲上看，它所有的節點互為冗餘備份；從操作上看，它提供了基於密碼學的公私鑰管理體系來管理賬戶。
或許以上概念過於抽象，我來舉個例子，你就好理解了。
你可以想像有 100 台計算機分布在世界各地，這 100 台機器之間的網路是廣域網，並且，這 100 台機器的擁有者互相不信任。
那麼，我們採用什麼樣的演算法（共識機制）才能夠為它提供一個可信任的環境，並且使得：
節點之間的數據交換過程不可篡改，並且已生成的歷史記錄不可被篡改；
每個節點的數據會同步到最新數據，並且會驗證最新數據的有效性；
基於少數服從多數的原則，整體節點維護的數據可以客觀反映交換歷史。
區塊鏈就是為了解決上述問題而產生的技術方案。
二、區塊鏈的核心技術組成
無論是公鏈還是聯盟鏈，至少需要四個模塊組成：P2P 網路協議、分布式一致性演算法（共識機制）、加密簽名演算法、賬戶與存儲模型。
1、P2P 網路協議
P2P 網路協議是所有區塊鏈的最底層模塊，負責交易數據的網路傳輸和廣播、節點發現和維護。
通常我們所用的都是比特幣 P2P 網路協議模塊，它遵循一定的交互原則。比如：初次連接到其他節點會被要求按照握手協議來確認狀態，在握手之後開始請求 Peer 節點的地址數據以及區塊數據。
這套 P2P 交互協議也具有自己的指令集合，指令體現在在消息頭（Message Header) 的 命令（command）域中，這些命令為上層提供了節點發現、節點獲取、區塊頭獲取、區塊獲取等功能，這些功能都是非常底層、非常基礎的功能。如果你想要深入了解，可以參考比特幣開發者指南中的 Peer Discovery 的章節。
2、分布式一致性演算法
在經典分布式計算領域，我們有 Raft 和 Paxos 演算法家族代表的非拜占庭容錯演算法，以及具有拜占庭容錯特性的 PBFT 共識演算法。
如果從技術演化的角度來看，我們可以得出一個圖，其中，區塊鏈技術把原來的分布式演算法進行了經濟學上的拓展。
在圖中我們可以看到，計算機應用在最開始多為單點應用，高可用方便採用的是冷災備，後來發展到異地多活，這些異地多活可能採用的是負載均衡和路由技術，隨著分布式系統技術的發展，我們過渡到了 Paxos 和 Raft 為主的分布式系統。
而在區塊鏈領域，多採用 PoW 工作量證明演算法、PoS 權益證明演算法，以及 DPoS 代理權益證明演算法，以上三種是業界主流的共識演算法，這些演算法與經典分布式一致性演算法不同的是，它們融入了經濟學博弈的概念，下面我分別簡單介紹這三種共識演算法。
PoW： 通常是指在給定的約束下，求解一個特定難度的數學問題，誰解的速度快，誰就能獲得記賬權（出塊）權利。這個求解過程往往會轉換成計算問題，所以在比拼速度的情況下，也就變成了誰的計算方法更優，以及誰的設備性能更好。
PoS： 這是一種股權證明機制，它的基本概念是你產生區塊的難度應該與你在網路里所佔的股權（所有權佔比）成比例，它實現的核心思路是：使用你所鎖定代幣的幣齡（CoinAge）以及一個小的工作量證明，去計算一個目標值，當滿足目標值時，你將可能獲取記賬權。
DPoS： 簡單來理解就是將 PoS 共識演算法中的記賬者轉換為指定節點數組成的小圈子，而不是所有人都可以參與記賬。這個圈子可能是 21 個節點，也有可能是 101 個節點，這一點取決於設計，只有這個圈子中的節點才能獲得記賬權。這將會極大地提高系統的吞吐量，因為更少的節點也就意味著網路和節點的可控。
3、加密簽名演算法
在區塊鏈領域，應用得最多的是哈希演算法。哈希演算法具有抗碰撞性、原像不可逆、難題友好性等特徵。
其中，難題友好性正是眾多 PoW 幣種賴以存在的基礎，在比特幣中，SHA256 演算法被用作工作量證明的計算方法，也就是我們所說的挖礦演算法。
而在萊特幣身上，我們也會看到 Scrypt 演算法，該演算法與 SHA256 不同的是，需要大內存支持。而在其他一些幣種身上，我們也能看到基於 SHA3 演算法的挖礦演算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 演算法的改良版本，並命名為 Ethash，這是一個 IO 難解性的演算法。
當然，除了挖礦演算法，我們還會使用到 RIPEMD160 演算法，主要用於生成地址，眾多的比特幣衍生代碼中，絕大部分都採用了比特幣的地址設計。
除了地址，我們還會使用到最核心的，也是區塊鏈 Token 系統的基石：公私鑰密碼演算法。
在比特幣大類的代碼中，基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 與 DSA 的結合，整個簽名過程與 DSA 類似，所不一樣的是簽名中採取的演算法為 ECC（橢圓曲線函數）。
從技術上看，我們先從生成私鑰開始，其次從私鑰生成公鑰，最後從公鑰生成地址，以上每一步都是不可逆過程，也就是說無法從地址推導出公鑰，從公鑰推導到私鑰。
4、賬戶與交易模型
從一開始的定義我們知道，僅從技術角度可以認為區塊鏈是一種分布式資料庫，那麼，多數區塊鏈到底使用了什麼類型的資料庫呢？
我在設計元界區塊鏈時，參考了多種資料庫，有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB，也有一些幣種採用基於 SQL 的 SQLite。這些作為底層的存儲設施，多以輕量級嵌入式資料庫為主，由於並不涉及區塊鏈的賬本特性，這些存儲技術與其他場合下的使用並沒有什麼不同。
區塊鏈的賬本特性，通常分為 UTXO 結構以及基於 Accout-Balance 結構的賬本結構，我們也稱為賬本模型。UTXO 是「unspent transaction input/output」的縮寫，翻譯過來就是指「未花費的交易輸入輸出」。
這個區塊鏈中 Token 轉移的一種記賬模式，每次轉移均以輸入輸出的形式出現；而在 Balance 結構中，是沒有這個模式的。