区块链技术核心解决

1. 区块链有哪四大核心技术

其实十年来区块链在原有基础上已经有了很大的变化和进展，截止现阶段经过丰富之后的区块链的四大核心技术——分布式账本，共识机制，密码学以及智能合约，它们在区块链中分别起到了数据的存储，数据的处理，数据的安全，以及数据的应用作用。总的来说，四大核心技术要区块链中各有各的作用，它们共同构建了区块链的基础。

一，分布式账本——储存作用

首先，分布式账本构建了区块链的框架，它本质是一个分布式数据库，当一笔数据产生后，经大家处理，就会储存在这个数据库里面，所以分布式账本在区块链中起到了数据存储的作用；

区块链由众多节点共同组成一个端到端的网络，不存在中心化的设备和管理机构，节点间数据交换通过数字签名技术进行验证，无需人为式的互相信任，只要按照既定的规则进行。节点间也无法欺骗其他节点。因为整个网络都是去中心化的，每个人都是参与者，每个人都有话语权。

二，共识机制——统筹节点，数据处理

其次，因为分布式账本去中心化的特点，决定了区块链网络是一个分布式的结构，每个人都可以自由的加入其中，共同参与数据的记录，但与此同时，就衍生出来令人头疼的“拜占庭将军”问题，即网络中参与的人数越多，全网就越难以达成统一，于是就需要另一套机制来协调全节点账目保持一致，共识机制就制定了一套规则，明确每个人处理数据的途径，并通过争夺记账权的方式来完成节点间的意见统一，最后谁取得记账权，全网就用谁处理的数据。所以共识机制在区块链中起到了统筹节点的行为，明确数据处理的作用。

任何人都可以参与到区块链网络，每一台设备都能作为一个节点，每个节点都允许获得一个完整的数据库，节点间都有一套共识机制，通过竞争，计算，共同维护整个区块链，任一节点失效，其余节点仍能正常工作。相当于认可你的游戏规则，比特币有比特币的共识机制，全球认可就可以参与比特币挖矿，因为你认可了它的共识机制，也可理解为认可它的游戏规则。比特币的规则就是进行庞大的运算，谁先算出来就给谁奖励POW。

备注：共识机制跟PoW、PoS、DPoS这些相比，优缺点是什么?

PoW即工作量证明，这是一种非常巧妙的方法，它的优点是：

算法简单，容易实现;

节点间无需交换额外的信息即可达成共识;

破坏系统需要投入极大的成本;

它的缺点也非常明显：

浪费能源;

区块的确认时间难以缩短;

新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击;

容易产生分叉，需要等待多个确认;

永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性

PoS即权益证明，它将PoW中的算力改为系统权益，拥有权益越大则成为下一个记账人的概率越大。这种机制的优点是不像Pow那么费电，但是也有不少缺点：

没有专业化，拥有权益的参与者未必希望参与记账;

容易产生分叉，需要等待多个确认;

永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性;

DPoS在PoS的基础上，将记账人的角色专业化，先通过权益来选出记账人，然后记账人之间再轮流记账。这种方式依然没有解决最终性问题。

DBFT(delegated BFT)是一种通用的共识机制模块，提出了一种改进的拜占庭容错算法，使其能够适用于区块链系统。

DBFT是基于区块链技术的一种协议。用户可以将实体世界的资产和权益进行数字化，通过点对点网络进行登记发行、转让交易、清算交割等金融业务的去中心化网络协议。小蚁上可以发行中国《合同法》、《公司法》认可的公司股权，不仅是数字货币圈，还包括主流互联网金融。小蚁可以被用于股权众筹、P2P网贷、数字资产管理、智能合约等。

这种共识机制是在Castro 和 Liskov提出的“实用拜占庭容错算法”(Practical Byzantine Fault Tolerance)的基础上，经过改进后使其能够适用于 区块链系统。拜占庭容错技术被广泛应用在分布式系统中，比如分布式文件系统、分布式协作系统、云计算等。dBFT主要做了以下改进：

将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式;

将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点;

为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点(记账节点);

在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题

为什么最终采用一种这样的方案?

答：区块链作为一种分布式账本系统，其内部的经济模型决定了，每一位参与者都可以无需信任其他的参与者，即所谓的去信任。拜占庭将军问题正是描述了参与者之间如何在去信任的情况下达成共识，而拜占庭容错技术正是解决此类问题的方法。此外，区块链的网络环境非常复杂，会面临网络延迟、传输错误、软件错误、安全漏洞、黑客入侵等问题，还有各式各样的恶意节点，而拜占庭容错技术正是可以容忍这些错误的方案。

dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识，这种方式的优点是：

专业化的记账人;

可以容忍任何类型的错误;

记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉;

算法的可靠性有严格的数学证明

缺点：

当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务;

当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据;

以上总结来说，dBFT机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。比如我们哥伦布的共识机制DPOS+DBFT的共识机制。如果我们整个节点其中一个人或者一个设备关闭了，那么其他节点仍在正常工作，不会影响整个网络体系。但是如果腾讯的服务器关闭了，那所有人的微信打不开的，因为你没有调取数据的地方了，这就是中心化网络服务器与区块链网络服务器的一个区别。

三，密码学——数据的安全，验证了数据的归属，不可篡改可追溯

此外数据进入分布式数据库中，也不是单纯的打包进来就没事了，底层的数据构架则是由区块链密码学来决定的，打包好的数据块，会通过密码学中哈希函数处理成一个链式的结构，后一个区块包含前一个区块的哈希值，因为哈希算法具有单向性，抗篡改等特点，所以只在区块链网络中，数据一旦上链就不可篡改，且可追溯，另外你的账户也会通过非对称加密的方式进行加密，进而保证了数据的安全，验证了数据的归属。

单个或多个数据库的修改无法影响其他数据库了。除了超过整个网络51%的数据同时修改，这几乎不可能发生。区块链中的每一笔交易都通过密码学方式与相邻两个区块串联，因此可以追溯到任何一笔交易的前世今生。这里就是区块链的数据结构，区块头和区块体。密码学 哈希值，时间戳，通过时间戳来决定它的顺序，不会打乱。

这个原理运作到我们的商业体系里边，包括商品体系，我们所说的溯源，可以查询到商品在哪里生产的，生产原材料是什么，从后往前一步一步查找到，因为我们在每做一步动作的同时把信息数据写到区块链的体系里，通过这个体系我就可以查找到是不是使用的这个原材料，是不是用这个工艺生产出来的。通过这样一个数据的结构存储达到我们共同相信它，这商品的确是这样生产出来的，相信这是真的。

另外数据无法修改，如果想要修改要达到51%的人才可以，从股权上理解，拥有公司51%的股权在这个公司就有话语权。这只是一个可能性而已。为什么用区块链技术比互联网技术更历害、更安全呢，因为他分布开了，如果你想要去修改里面的数据，作为黑客要找到所有记这个账的计算机，每台计算机都要修改，也许能很快找到其中一台把它改掉，但很难把所有的改掉。

区块链里所有的交易信息都是公开的，因此每一笔交易都对所有节点可见，由于节点与节点间是去中心化的，所以节点间无需公开身份，每个节点都是匿名的。比如每台算能机启动后，每台算能机谁启动谁没启动，我们相互间是不知道的，你可以在你家里开启，这里有个多劳多得的问题。

四，智能合约——执行 应用

最后，可以在分布式账本的基础上，搭建应用层面的智能合约。当我们想要解决一些信任问题，可以通过智能合约，将用户间的约定用代码的形式，将条件罗列清楚，并通过程序来执行，而区块链中的数据，则可以通过智能合约进行调用，所以智通合约在区块链中起到了数据执行与应用的功能。

智能合约可帮助您以透明、无冲突的方式交换金钱、财产、股份或任何有价值的物品，同时避免中间商的服务，甚至说智能合约将在未来取代律师这个职务。通过智能合约方式，资产或货币被转移到程序中，程序运行此代码，并在某个时间点自动验证一个条件，它会自动确定资产是应该去一个人还是回到另一个人，或者应该立即退还给发送它的人或其组合。(自动强制执行，赖不了账)与此同时，分散账本也是存储和复制文件，使其具有一定的安全性和不变性。

智能合约的特色

自治——取消中间人和第三方，你是达成协议的人; 没有必要依赖经纪人，律师或其他中间人来确认。顺便提一句，这也消除了第三方操纵的危险，因为执行是由网络自动管理的，而不是由一个或多个可能有偏见的个人可能犯错。

信任——您的文件在共享账本上加密。有人无法说他们失去了它。

备份——想象一下，如果你的银行失去了你的储蓄账户。在区块链上，你的每一个朋友都有你的背影。您的文档被重复多次。

安全——密码学，网站加密，保证您的文件安全。没有黑客攻击。事实上，这需要一个非常聪明的黑客来破解代码并渗透。

速度——您通常不得不花费大量的时间和文书工作来手动处理文档。智能合约使用软件代码来自动执行任务，从而缩短了一系列业务流程的时间。

储蓄节省成本——智能合约可以节省您的资金，因为他们淘汰了中间人。举例来说，你必须付公证人见证你的交易。

准确性——自动化合同不仅更快，更便宜，而且还避免了手工填写表格所产生的错误。

描述智能合约的最佳方式是将该技术与自动售货机进行比较。通常，你会去找律师或公证人，付钱给他们，等你拿到文件。通过智能合约，您只需将一个比特币放入自动售货机(例如分类账)，并将您的托管，驾驶执照或任何东西放入您的账户。更重要的是，智能合约不仅以与传统合同相同的方式定义协议的规则和处罚，还自动执行这些义务。

智能合约与区块链

区块链最好的一点是，因为它是一个分散的系统，存在于所有允许的当事方之间，所以不需要支付中间人(中间人)，它可以节省您的时间和冲突。区块链存在问题，但与传统系统相比，它们的评级，无可否认，速度更快，更便宜，更安全，这也是银行和政府转向它们的原因。而利用区块链技术的特性而应用于智能合约，将可以更便捷的提高工作生活中的各种合约。

2. ​区块链的四大核心技术

区块链技术的核心支柱主要体现在四个关键技术上：共识机制、分布式存储、智能合约以及密码学。这些技术共同构建了区块链系统的基石。

首先，共识机制，如挖矿原理，是解决分布式网络中无中央权威问题的关键。它协调参与者达成数据一致，决定谁有权力记录数据，确保数据的维护和完整性，常见的共识机制有工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）和委托权益证明（DPoS）。

其次，分布式存储技术分散存储数据，每个参与者都有平等的存储和访问权限，数据分散在多个节点上，提高了数据安全性和抗攻击性。例如，比特币的交易记录分布在全球各地的矿工电脑上，使得数据完整不可篡改。

智能合约则像自动执行的规则，基于去中心化网络，通过共识机制和激励机制，实现无需第三方的可信交易，保证交易的不可逆性和追踪性，极大地扩展了区块链的应用范围。

最后，密码学作为区块链的安全基石，通过加密和解密技术，如哈希算法、公钥私钥和数字签名，确保数据的安全，验证数据的来源，确保系统的完整性和信任性。

3. 区块链技术的核心是解决信任问题吗

据报道，区块链就是一个可信任、不能篡改、不可抵赖的公共账本，高度透明，因此能完全实现多边共信，解决信任问题，是区块链技术的核心竞争力。

相关部门正在准备在雄安新区用区块链改造房屋租赁产业，“房东的产权证明经过房管局认证后写入区块链，同样租客和房东的合同信息也分享到区块链上，那么虚假房源和黑中介就不能存在，通过监管、房东和房客的协同，现实的租赁事件被可验证地搬到数字世界中”。

分析人士表示，在溯源的下一步，基于区块链的可信数据被当作生产资料，也会随之带来生产关系的改变，区块链就是一个可信任、不能篡改、不可抵赖的公共账本，高度透明，因此能完全实现多边共信。

文章来源：比特110网

4. 区块链技术有哪些区块链核心技术介绍

当下最火热的互联网话题是什么，不用小编说也知道，那就是区块链技术，不过不少朋友只是听说过这个技术，对其并没有过多的深入理解，那么区块链技术有哪些？下面我们将为大家带来区块链核心技术介绍，以作大家参考之用。
区块链技术核心有哪些？
区块链技术可以是一个公开的分类账（任何人都可以看到），也可以是一个受许可的网络（只有那些被授权的人可以看到），它解决了供应链的挑战，因为它是一个不可改变的记录，在网络参与者之间共享并实时更新。
区块链技术----数据层：设计账本的数据结构
核心技术1、区块+链：
从技术上来讲，区块是一种记录交易的数据结构，反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链，所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。
每个区块由区块头和区块体组成，区块体只负责记录前一段时间内的所有交易信息，主要包括交易数量和交易详情；区块头则封装了当前的版本号、前一区块地址、时间戳（记录该区块产生的时间，精确到秒）、随机数（记录解密该区块相关数学题的答案的值）、当前区块的目标哈希值、Merkle数的根值等信息。从结构来看，区块链的大部分功能都由区块头实现。
核心技术2、哈希函数：
哈希函数可将任意长度的资料经由Hash算法转换为一组固定长度的代码，原理是基于一种密码学上的单向哈希函数，这种函数很容易被验证，但是却很难破解。通常业界使用y=hash(x)的方式进行表示，该哈希函数实现对x进行运算计算出一个哈希值y。
常使用的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256算法为例，将任何一串数据输入到SHA256将得到一个256位的Hash值（散列值）。其特点：相同的数据输入将得到相同的结果。输入数据只要稍有变化（比如一个1变成了0）则将得到一个完全不同的结果，且结果无法事先预知。正向计算（由数据计算其对应的Hash值）十分容易。逆向计算（破解）极其困难，在当前科技条件下被视作不可能。
核心技术3、Merkle树：
Merkle树是一种哈希二叉树，使用它可以快速校验大规模数据的完整性。在区块链网络中，Merkle树被用来归纳一个区块中的所有交易信息，最终生成这个区块所有交易信息的一个统一的哈希值，区块中任何一笔交易信息的改变都会使得Merkle树改变。
核心技术4、非对称加密算法：
非对称加密算法是一种密钥的保密方法，需要两个密钥：公钥和私钥。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密，从而获取对应的数据价值；如果用私钥对数据进行签名，那么只有用对应的公钥才能验证签名，验证信息的发出者是私钥持有者。
因为加密和解密使用败裂仿的是两个不同的密钥，所以这种算法叫做非对称加密算法，而对称加密在加密与解密的过程中使用的是同一把密钥。
区块链技术----网络层：实现记账节点的去中心化
核心技术5、P2P网络：
P2P网络（对等网络），又称点对点技术，是没有中心服务器、依靠用户群交换信息的互联网体系。与有中心服务器的中央网络系统不同，对等网络的每个用户端既是一个节点，也有服务器的功能。国内的迅雷软件采用的就是P2P技术。P2P网络其具有去中心化与健壮性等特点。
区块链技术----共识层：调配记账节点的任务负载
核心技术6、共识机制：
共识机制，就是所有记账节点之间如何达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。目前主要有四大类共识机制：PoW、PoS、DPoS和分布式一致性算法。
PoW（ProofofWork，工作量证明）：PoW机制，也就是像比特币的挖矿机制，矿工通过把网络尚未记录的现有交易打包到一个区块，然后不断遍历尝试来寻找一个随机数，使得新区块加上随机数的哈希值满足一定的难度条件。找到满足条件的随机数，就相当于确定了区块链最新的一个区块，也相当于获得了区块链的本轮记账权。矿工把满足挖矿难度条件的区块在源伏网络中广播出去，全网其他节点在验证该区块满足挖矿难度条件，同时区块里的交易数据符合协议规范后，将各自把该区块链接到自己版本的区块链上，从而在全网形成对当前网络状态的共识。
PoS（ProofofStake，权益证明）：PoS机制，要求节点提供拥有一定数量的代币证明来获取竞争区块链记账权的一种分布式共识机制。如果单纯依靠代币余额来决定记账者必然察纤使得富有者胜出，导致记账权的中心化，降低共识的公正性，因此不同的PoS机制在权益证明的基础上，采用不同方式来增加记账权的随机性来避免中心化。例如点点币（PeerCoin）PoS机制中，拥有最多链龄长的比特币获得记账权的几率就越大。NXT和Blackcoin则采用一个公式来预测下一记账的节点。拥有多的代币被选为记账节点的概率就会大。未来以太坊也会从目前的PoW机制转换到PoS机制，从目前看到的资料看，以太坊的PoS机制将采用节点下赌注来赌下一个区块，赌中者有额外以太币奖，赌不中者会被扣以太币的方式来达成下一区块的共识。
DPoS（DelegatedProof-Of-Stake，股份授权证明）：DPoS很容易理解，类似于现代企业董事会制度。比特股采用的DPoS机制是由持股者投票选出一定数量的见证人，每个见证人按序有两秒的权限时间生成区块，若见证人在给定的时间片不能生成区块，区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。持股人可以随时通过投票更换这些见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速，也更加节能。
分布式一致性算法：分布式一致性算法是基于传统的分布式一致性技术。其中有分为解决拜占庭将军问题的拜占庭容错算法，如PBFT（拜占庭容错算法）。另外解决非拜占庭问题的分布式一致性算法（Pasox、Raft），详细算法本文不做说明。该类算法目前是联盟链和私有链场景中常用的共识机制。
综合来看，POW适合应用于公链，如果搭建私链，因为不存在验证节点的信任问题，可以采用POS比较合适；而联盟链由于存在不可信局部节点，采用DPOS比较合适。
区块链技术----激励层：制定记账节点的"薪酬体系"
核心技术7、发行机制和激励机制：
以比特币为例。比特币最开始由系统奖励给那些创建新区块的矿工，该奖励大约每四年减半。刚开始每记录一个新区块，奖励矿工50个比特币，该奖励大约每四年减半。依次类推，到公元2140年左右，新创建区块就没有系统所给予的奖励了。届时比特币全量约为2100万个，这就是比特币的总量，所以不会无限增加下去。
另外一个激励的来源则是交易费。新创建区块没有系统的奖励时，矿工的收益会由系统奖励变为收取交易手续费。例如，你在转账时可以指定其中1%作为手续费支付给记录区块的矿工。如果某笔交易的输出值小于输入值，那么差额就是交易费，该交易费将被增加到该区块的激励中。只要既定数量的电子货币已经进入流通，那么激励机制就可以逐渐转换为完全依靠交易费，那么就不必再发行新的货币。
区块链技术----合约层：赋予账本可编程的特性
核心技术8、智能合约：
智能合约是一组情景应对型的程序化规则和逻辑，是通过部署在区块链上的去中心化、可信共享的脚本代码实现的。通常情况下，智能合约经各方签署后，以程序代码的形式附着在区块链数据上，经P2P网络传播和节点验证后记入区块链的特定区块中。智能合约封装了预定义的若干状态及转换规则、触发合约执行的情景、特定情景下的应对行动等。区块链可实时监控智能合约的状态，并通过核查外部数据源、确认满足特定触发条件后激活并执行合约。
以上就是小编为您带来的区块链技术有哪些？区块链核心技术介绍的全部内容。