ibm区块链架构

A. 区块链是什么

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。

可以用区块链的一些领域可以是：

▪智能合约

▪证券交易

▪电子商务

▪物联网

▪ 社交通讯

▪文件存储

▪存在性证明

▪身份验证

▪股权众筹

我们可以把区块链的发展类比互联网本身的发展，未来会在internet上形成一个比如叫做finance-internet的东西，而这个东西就是基于区块链，它的前驱就是bitcoin，即传统金融从私有链、行业链出发（局域网），bitcoin系列从公有链（广域网）出发，都表达了同一种概念——数字资产（DigitalAsset），最终向一个中间平衡点收敛。

区块链的进化方式是：

▪ 区块链1.0——数字货币

▪ 区块链2.0——数字资产与智能合约

▪ 区块链3.0——各种行业分布式应用落地

B. 什么是数据区块链（BlockChain）怎么解释让人更容易理解

想了解区块链应用，可以多参考很多书籍和观点，有《图说区块链》《区块链：重塑经济与世界》《新经济蓝图与导读》，还有币安社区的文章，包括对币安社区这个平台也详细了解，实力牛X。

一、区块链是什么

区块链（Blockchain），顾名思义，是由区块（Block）和链（chain）组成，它是分布式数据存储、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。是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造、安全可信的分布式账本。

2008年，中本聪发表的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》中第一次提出区块链和加密数字货币的构想。从比特币开始，区块链成为各种各样数字货币的底层技术。

二、区块链的工作原理:

1、基本概念包括：（1）交易（Transaction）：操作一次，会使账本状态改变一次，如添加一条记录；（2）区块（Block）：记录规定时间内发生的交易和状态数据，是对当前账本状态的一次共识和保存；（3）链（Chain）：由一个个区块按照时间顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录。理解了区块链的工作概念也就不难理解其工作原理，假设存在一个分布式的数据记录本，这个记录本只允许添加、不允许删除和更改，其结构是由一个个“区块”串联而成的线性的链（这也是“区块链”名字的来源），新的数据要加入，必须放到一个新的区块中，维护节点可以提议一个新的区块，但是必须经过一定的共识机制来对最终选择的区块达成一致。

2、以比特币为例来看区块链的工作原理。

比特币的区块分为区块头和区块体两部分。

三.区块链的核心优势和特点

1、去中心化区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。2、开放透明系统是开放的，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公开，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。3、安全性区块链采用基于协商一致的规范和协议（比如一套公开透明的算法）使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据，使得对“人”的信任改成了对机器的信任，任何人为的干预不起作用。4、信息不可篡改一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，除非能够同时控制住系统中超过51%（几乎不可能）的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。5、匿名性由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的（区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效），因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任，对信用的累积非常有帮助。

四、区块链的分类

目前来说，区块链最主流的分类是根据参与者的不同，把区块链分为公有链（Public Blockchain）、私有链（Private Blockchain）和联盟链（Consortium Blockchain）。

1、公有链：任何人都可以参与使用和维护，并且能够获得该区块链的有效确认，公有链是最早的区块链，也是目前应用最广泛的区块链，典型的如比特币区块链，信息是完全公开的。

如果引入许可机制，包括私有链和联盟链两种。2、私有链：一个公司或者个人，仅使用区块链的技术，独享该区块链的写入权限，信息不公开。目前保守的巨头（传统金融）都是想实验尝试私有区块链，私链的应用产品还在摸索当中。3、联盟链：是介于公有链和似有链之间，由多个组织共同控制的区块链，该链的使用是有权限的管理，可以受制于管理者，也根据管理者的意愿开放给他人。除此之外，根据区块链使用场景和目的的不同，分为以数字货币为目的的货币链，以记录产权为目的的产权链，以众筹为目的的众筹链等。

五、区块链的具体应用场景分析

1、信息防伪

5月28日，腾讯CEO马化腾在贵阳数博会上就茅台酒打假问题提出了：基于云端的综合区块链技术的防伪方法，其效率将远高于传统防伪方式。未来的防伪验证场景可能只需用户使用手机进行简单的扫描，就可以得到大量的基于不同的维度的完整信息。

以茅台酒为例：

酒厂地址，制作车间，操作员工，检验员，出厂时间，运输车辆信息及驾驶人员信息，

酒的年份原料来源，原料提供商，保存仓库编号，原料运输车辆及驾驶人员信息，

所有的信息都能够精准溯源，被永久记录且不可篡改。

综合以上信息即可轻易验证真伪。

2、食品安全问题

早在去年11月份沃尔玛就已经和IBM进行合作，通过使用区块链技术来追踪食品来源，以此来确保食品的安全性及增加食品的而流通性以降低成本，对于沃尔玛等大型超市来说，以往出现食品安全问题需要几天时间进行问题食品的来源调查，使用了此项技术之后，只需要产品的一项信息就能够做到精准溯源，食品产地、检验者、供应商、物流运输等重要信息，几分钟之内就能快速发现问题。目前来说使用区块链追踪的产品有包括美国的包装产品和中国的猪肉。

3、信息安全

区块链技术正在推动一场信息安全技术变革。中间人攻击、数据篡改、DDoS三大安全威胁

（1）身份保护

PKI是电子邮件、消息应用、网站等各种通讯应用中常见的公钥加密技术。但是由于大多数PKI的实现以来集中式的可信第三方认证机构(CA)来发放、激活和存储用户证书，黑客可攻击PKI假冒用户身份或破解加密信息。

CertCoin是首个区块链PKI实现，来自MIT，去除了中心化的认证中心，以区块链作为于域名和公钥的分布式账本。

Pomcor公司：区块链PKI实现路径：保留认证中心，用区块链存储已经发放和激活的证书的hash值。用户通过去中心化和透明的来源鉴别证书的真实性，同时还能通过本地基于区块链拷贝进行秘钥和签名的认证来提高网络访问性能。

（2）数据完整性保护

GuardTime开发了基于区块链技术的无秘钥签名架构(KSI)，取代基于秘钥的数据认证技术。KSI在区块链上存储原始数据和文件的哈希表，运行哈希算法来验证其他拷贝，将结果与区块链存储的数据对比。任何数据的篡改都会被迅速发现，因为原始哈希表存储在数以百万计的节点。

（3）关键基础设施保护

互联网的“阿喀琉斯之踵”，DDoS进入TB时代，DDoS仍然是黑客低成本搞垮大目标的最简单的武器，DNS服务是黑客进行大规模破坏的首要目标，但区块链技术有望从根本上解决。

区块链的分布式存储，使黑客攻击失去焦点，Nebulis正在开发一种分布式DNS系统，使用以太坊区块链和星际互联文件系统(IPFS，HTTP的分布式替代品)来注册和解析域名。DNS最大弱点是缓存，缓存使DDoS攻击成为可能，也是集权政府审查社交网络，操纵DNS注册的祸根。一个高度透明的、分布式的DNS系统能够有效杜绝任何实体，包括政府恣意操纵记录。

四、金融行业

（1）数字货币：提高货币发行及使用的便利性

如国外的比特币、以太币，我国目前有果仁宝等等。

从使用实物交易,到物理货币和信用货币,再到比特币网络的崛起,让更多的人意识到其背后的分布式账本区块链技术,逐步在数字货币外的许多场景进行应用。

（2）跨境支付与结算：实现点到点交易,减少中间费用

转账与支付。目前，区块链技术最成熟的应用便是支付与转账，区块链技术能够避免繁杂的系统，省却银行间对账和审查的流程，加速结算速度；用虚拟货币无需清算所的介入，减少交易费用。各国家的清算程序不同,单笔汇款需2、3天才到帐,效率低,在途资金占比极大。不再通过第三方,通过区块链技术形成点对点的支付。省去第三方机构的环节,即可全天支付、实时到账、提现快捷及降低隐形成本,有助于规避资金风险。具有及时性便利性。

（3）票据与供应链金融业务：减少人为介入,降低成本及操作风险

点对点之间的价值传递,实物票据或中心系统进行控制验证;中介将被消除,减少人为介入。效率的提升,融资渠道更畅通,风险更低，多方受益。

（4）证券发行与交易：实现准实时资产转移,加速交易清算速度

区块链技术的应用可使证券交易的流程更简洁、透明、快速,减少重复功能的IT系统,提高市场运转的效率。对于股票,区块链可以消除纸笔或电子表格记录,减少交易的人为差错,提高交易平台的透明度和可追踪性。花旗与纳斯达克合作推进区块链应用。

（5）客户征信与反欺诈：降低法律合规成本,防止金融犯罪

记载于区块链中的客户信息与交易纪录有助于银行识别异常交易并有效防止欺诈。区块链的技术特性可以改变现有的征信体系,在银行进行“认识你的客户”(KYC)时,将不良纪录客户的数据储存在区块链中。

股权众筹：建立在区块链技术上的股权众筹可以实现去中心化信任，投资者的回报也得到保证。

5、供应链管理

分布式分类帐系统，参与者全程跟踪资产的所有权，可应用于国家和工厂之间移动时跟踪汽车零件。

丰田为其核心零部件供应链运营，研发区块链技术解决方案的前提。通过大量的数据帮助丰田更高效地确保记录数据准确性，也能帮助管理供应链。同时，区块链供应链能够通过智能合同来控制保修，维修货物相关成本和规格，整个产品生命周期内的交易不可撤销。

航运业的第一个公共解决方案解决方案由海运国际（MTI）部署，使用区块链供应链技术共享运输集装箱的验证总量（VGM）信息。有关集装箱VGM的信息对于确保船舶正确存放，防止在海上和港口事故发生是非常重要的。VGM数据存储在区块链供应链上，为港口官员，运输公司，托运人和货主提供永久记录。这取代了麻烦的日志，电子表格，数据中介和私人数据库。

物流诚信体系 货车帮货车帮推出基于区块链的物流企业金融解决方案，旨在为企业提供可靠的金融服务。不仅能帮助司机解决贷款难的问题，亦能改变行业诚信缺失的现状，助力打造物流诚信体系。帮助构建物流企业身份链，打造物流企业可信数据生态。以透明、可监督、可追溯的算法模型，筛选需要资金支持且可靠的企业，为其提供金融服务。另一方面，在技术层面将各执法部门链接起来，对失信企业进行联合处罚。

6、政务管理

（1）选举

基于区块链技术特征，联想到现在选举技术的弊端，我们将搭建一个开源的、针对选举、投票和彩票的区块链应用，我们称之为选举链（ElectionChain）。我们希望优化选举和投票技术，使得投票更加公开透明，减少人为操控，让选民可验证自己的选举结果。

包括身份认证、多链体系、闪投协议、共识算法EDPOS、隐私保护、选票机制设计、去中心化ELC租借市场、存贮方案、智能合约等。

（2）政务服务

旨在实现基于区块链技术的电子政务数字生态系统，向公民提供政务服务和政府各部门业务的自动化机制，必须将国家政务所有领域结合在一起，形成一个共有的信息空间，包含政府机构、经济数据、金融交易和社会领域。这个生态系统还应包括注册管理部门机构和对应软件，用于构建基于智能合约的政府机构、企业和公共用户的应用程序和平台。

C. 目前国内有哪些区块链技术应用开发平台

所谓区块链技术，简称BT（Blockchain technology），也被称之为分布式账本技术，是一种互联网数据库技术，其特点是去中心化、公开透明，让每个人均可参与数据库记录。

D. 区块链革命来了，对ibm和uber们有什么影响

IBM全球企业咨询服务部银行业总经理赵亮认为在供应链金融、数字票据、P2P理财、电子货币、小额信贷、跨境支付、抵押品管理及合约执行等互联网金融领域，区块链技术都有着广泛的应用前景，可以更好地对接金融机构与非金融企业。
而区块链的原理还能更广泛的应用在其它创新领域。比如区块链有望建立起一个积分交换与交易系统，用于电信话费积分、航空里程积分、酒店住宿积分等各种积分的交换与交易。而在物联网领域，IBM已经与芬兰Kouvola Innovation合作，在区块链与Watson物联网技术上建立了物流全过程的可信货物视图。
实际上，未来几年内物联网将会成为区块链最激动人心、规模最大的应用领域之一。区块链解决了物联网海量设备和节点之间的信任问题及金融交易。基于区块链和电子货币的物联网，能让智能家电自动完成缴纳电费账单等金融交易，而IBM Watson认知技术能通过学习历史数据来自动建议更为合理的电量使用水平，从全社会看则可形成真正的智能电网。
2016年5月，有两家中国区块链企业宣布加盟由IBM和Linux基金会主导的HyperLedger超级账本项目。同样在5月，平安保险集团则宣布加入国际R3联盟，与其它金融机构一起共同开发基于分布式共享账本技术的创新型商务应用。
现在，区块链已经不仅是对互联网技术有影响力那样简单，而是要创造全新的去中心化的下一代商业模式，这才是区块链革命的真正意义。

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资源链接：

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书名：区块链技术指南

作者：邹均

豆瓣评分：6.4

出版社：机械工业出版社

出版年份：2016-11-1

页数：254

内容简介：

第1-2章为基础和入门内容，着重是区块链入门介绍，并讲解区块链的一些基础概念。本书详细、全面地介绍了区块链的基础知识与概念，剖析了区块链的架构、底层实现细节以及加密技术，并配合行业应用案例，常见问题等，全面解读大热的区块链技术实现与应用。第3-10章，着重是区块链架构剖析，并讲解区块链的关键技术，包括密码学和共识算法；提供比特币开发指南以及以太坊智能合同开发指南；同时介绍HyperLedger，讨论区块链的常见问题和典型的解决方案。第11章，从架构变革的角度探讨IT发展的原动力，并提供对区块链对未来IT发展的一些展望。

作者简介：

邹均，中关村区块链产业联盟专家、服务合约（ServiceContract）方向博士，关注与实践区块链技术与应用，现为海纳云CTO。曾任IBM澳洲金融行业首席软件架构师。擅长云计算、大数据、软件定义存储。融智北京高端外国专家，在国际会议期刊发表论文20余篇。

张海宁，VMware中国云原生应用首席架构师，Harbor企业级开源容器Registry项目负责人，CloudFoundry中国社区最早的技术布道师之一，多年软件开发经验。曾任IBM资深软件工程师、Sun公司资深架构师等。目前着重关注容器、云计算和区块链领域的研究和开发。

唐屹，广州大学教授、理学博士，专注于网络信息安全、分布式计算、区块链安全及应用等，为国外知名安全公司开发过椭圆曲线密码软件，获密码科技进步二等奖（省部级）。多次主持或参与完成国家*科技与人才项目基金工作。

李磊，合肥工业大学副教授，Macquarie大学博士。擅长数据挖掘、社会计算、智能计算。多次担任IEEE国际会议程序委员会委员与组织者，在社会计算和区块链等领域发表论文40余篇，被引用350余次。

F. 如何通俗的理解ibm区块链技术hyperledger-fabric中的共识算法pbft

1、区块链的技术是什么? 如果我们把数据库假设成一本账本，读写数据库就可以看做一种记账的行为，区块链技术的原理就是在一段时间内找出记账最快最好的人，由这个人来记账，然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。

G. 区块链如何开发

分享区视网：

区块链技术的应用范围还是很广的，基于去中心化，去信任，集体维护，可靠数据库等特点，其在金融行业的应用是先行一步的。
区块链是比特币的底层技术，区块链在数字货币的应用开发已经是成熟的了。

像英唐众创提供的基于区块链的交易系统开发方案，开发出来的软件系统有很大的安全系数和透明度。

H. 有对IBM Hyperledger fabric架构有更深入了解的吗

Hyperledger fabric和公有链的区别见我在这里的回答。 区块链是什么，如何简单易懂地介绍区块链？ - 知乎 Hyperledger-fabric算是目前在联盟链（私有链）这领域做得最成熟的了。新版本（v1）的整个结构大概是这样： 首先，链上有些chaincode（链码），可以理解为智能合约，总之是已经同意的逻辑。 然后一笔交易可以指向并触发这些合约，然后得到一个输出，这个输出也会被写在交易里。 此外，新版本相比于旧版本的变化是，整个网络的节点被分为两种（client我不认为是网络中的节点，因为不参与共识）。一种叫endorser（批准者），一种就是普通节点（peer）。此外还有某个叫做orderer（排序）的功能模块，有些节点可以身兼orderer，这个模块的主要功能是负责给交易排序和打包成区块。 交易的过程是这样： 1，首先，每个链码都有规定的批准者，假设我们考虑一个用于汽车交易的链码，它规定的批准者有A，B，C三个节点，比如说，这个链码规定了如下逻辑：这个交易生效的前提是A，B，C中的两个批准了这笔交易。 2，这个时候，假设用户小明要买车，他生成一笔交易请求用于触发这个用于交易的链码，他把这个请求发给A，B，C三个节点等待批准。 3，如果请求无误可信，A，B，C三个节点认可了这个请求，他们会直接进行运算生成结果然后写成交易反馈给用户（这个时候并不写入区块链，或者他们管这个叫账本）。 4，用户收到返回的交易之后，如果确认返回的交易结果一致，则把交易发给排序模块，然后排序模块将所有收到的交易根据时间排序，打包形成区块，然后发给所有节点。注意，这里排序模块不对交易进行任何验证，也就是不管他们收到的交易是不是得到了足够的批准，只要格式对，他们都打包进区块。 5，所有节点验证每笔交易是不是得到了足够的批准，如果是，则注明有效交易，否则著名无效交易，但不论结果如何，所有交易都会被写进账本。 6，最后，如果交易成功，节点通知用户交易已经加入账本。 相比于之前的版本，v1多了这些东西： 1，排序模块从逻辑上被拆了出来，然而实际上节点可以兼职排序。 2，多了批准者这个东西，也就是说，只有批准者会知道你的交易的详情，而其他节点在验证的时候只验证是不是得到了规定的批准者的批准。 3，我这里没写，但是多了一个叫通道的东西，不同的通道本质上就是不同的独立的区块链。 注：我不是这个项目的参与者，所以以上的介绍完全基于个人看他们说明文件的理解，他们文档里对于区块链的一个核心问题——存在恶意节点的情况所言甚少，所以我也不清楚他们对于恶意节点有多高的容忍度。 但是，光从这个结构本身看，的确，v1增加了很多功能，结构也很清晰，很灵活，可以支持不同的应用场景。然而，从理论的角度讲，并没有多少创新性可言，区块链技术的目前的两个主要问题——scalability（可扩展性）和私密性，它都没有解决。尽管它号称解决了这两个问题，实际上还是建立在牺牲可靠性和安全性的基础之上的。

I. 看全球十大证券交易所怎么玩区块链

京东旗下的京东万象数据平台（以下简称京东万象）想通过区块链技术（采用以太坊的基层架构），保障数据交易双方的利益，让数据流通起来。简单来说，京东万象利用区块链技术搭建一条联盟链，通过区块链过往数据不可篡改的特性，把数据变成受保护的虚拟资产，确保每笔交易和数据都有确权证书。也就是说，在数据进行交易之前京东万象会先对卖方数据进行确权，明确其归属并将确权证书同步到各个节点上。而未经许可盗卖没有确权证书，或者证书与区块链确权不匹配的数据，数据提供方就可要求法律保护。这样既解决了数据提供方的担忧，也解决了数据需求方找到合规、正版的数据的需求。（搜狐科技）在国内，区块链也受到了国内大多数明星企业的关注，例如，中国邮政和IBM合作开发除了一套区块链资产托管系统；普银集团基于区块链技术推出了茶本位数字货币普银。