区块链数学

『壹』 什么是数据区块链(BlockChain)

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链（Blockchain），是比特币的一个重要概念，

它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。

(1)区块链数学扩展阅读

大多区块链公链受到了扩展性的限制。区块链技术最大的特征就是去中心化，这就要求网络中的所有账本都需要处理记账流程。分布式记账的安全性高，误操作率低，还具有政治中立性和正确性。

但是区块链技术在拥抱了这些特性的同时，牺牲掉了扩展性，无法满足个性化监管，在保护数据隐私方面略显不足。而且，随着的账本数量的增长，交互延迟会呈指数式增长，也就是说区块链网络中的账本越多延迟就会越高。

『贰』 区块链的基本特征是什么

答：区块链的基本特征

一、去中心化。
区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心管制，除了自成一体的区块链本身，通过分布式核算和存储，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。

二、开放性。

区块链技术基础是开源的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明 。

三、独立性。

基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法)，整个区块链系统不依赖其他第三方，所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据，不需要任何人为的干预 。

四、安全性。

只要不能掌控全部数据节点的51%，就无法肆意操控修改网络数据，这使区块链本身变得相对安全，避免了主观人为的数据变更 。

五、匿名性。

除非有法律规范要求，单从技术上来讲，各区块节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行 。

『叁』 区块链的定义

区块链是指一个分布式可共享的、通过共识机制可信的、每个参与者都可以检查的公开账本，但是没有一个中心化的单一用户可以对它进行控制，它只能够按照严格的规则和公开的协议进行修订。

特征：
1、去中心化
在现在的系统设计或者应用开发中，都是考虑中心服务器实现所有的信息交换和数据存储。但在区块链中，通过构建分布式的结构体系和开源协议，让所有的参与者都参与数据的记录和验证，再通过分布式传播发送给各个节点，即使部分节点受到攻击或者损坏，也不会影响整个数据库的完整性和信息更新，相当于每个参与的节点都是“自中心”。

2、去信任
在传统的互联网模式中，是通过可信任的中央节点（比如住房登记系统）或者第三方通道（比如支付宝）进行信息的匹配验证和信任积累，所以其无法实现价值传递的去中心化，能够去中心化的一定是无需信用背书的。

3、时间戳
区块是指对某一段时间内生成的所有信息（包含数据和代码）进行打包而生成的，每下一个区块的页首都包含上一个区块的索引信息，首尾相连便形成了链。所以，区块（完整历史）与链（完整验证）相加便形成了时间戳（可追朔完整历史），其存储了系统中全部的历史数据，可为每一笔数据提供检索和查找功能，并可借助区块链结构追本溯源，逐笔验证。

4、非对称加密
区块链通过数学共识机制是非对称加密算法，即在加密和解密的过程中使用一个“密钥对”，“密钥对”中的两个密钥具有非对称的特点：一是用其中一个密钥加密后，只有另一个密钥才能解开；二是其中一个密钥公开后，根据公开的密钥其他人也无法算出另外一个密钥。

『肆』 如何理解区块链与区块链技术

区块链技术用数学方法实现分布式记账，并解决信任问题，从而完成了去中心化，将在通信、金融、物联网、政府管理等众多领域带来深远的影响。
区块链（Blockchain）是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案，是一种全民参与记账的技术方式。而此前的记账方式都是中心化的，需要中心化的中介，无论这个中介是传统的政府、金融机构、公证机构还是新兴的电商平台、网络支付平台。
经济学假设中，信息是充分的。实际上，正是因为信息不充分，才存在非常庞大的中介机构。而中介机构的存在，增加了交易成本，提高了交易门槛。区块链技术本质上来说是一个大规模协作工具，它首次使用纯技术方式让直接的价值转移成为可能，并延续了互联网去中心化和去中介化的趋势。去中介的区块链技术将极大地颠覆信息中介行业。
区块链技术是构建比特币数据结构与交易信息加密传输的基础技术，该技术实现了比特币的发行与交易。区块链技术的核心是所有当前参与的节点共同维护交易及数据库，使交易基于密码学原理而不基于信任，使得任何达成一致的双方，能够直接进行支付交易，不需第三方的参与。
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。
一个区块包含以下三部分：交易信息、前一个区块形成的哈希散列和随机数。交易信息是区块所承载的任务数据，具体包括交易双方的私钥、交易的数量、电子货币的数字签名等;前一个区块形成的哈希散列用来将区块连接起来，实现过往交易的顺序排列;随机数是交易达成的核心，所有节点竞争计算随机数的答案，最快得到答案的节点生成一个新的区块，并广播到所有节点进行更新，如此完成一笔交易。