区块链日志

1. 区块链分布式存储：生态大数据的存储新模式

区块链，当之无愧的2019最靓的词，在 科技 领域闪闪发亮，在实体行业星光熠熠。

2019年的1024讲话，让区块链这个词焕然一新，以前它总是和传销和诈骗联系在一起，“区块链”这个词总是蒙上一层灰色。但是如今，区块链则是和实体经济融合紧密相连，成为国家的战略技术， 这个词瞬间闪耀着热情的红色和生意盎然的绿色 。

“产业区块链”在这个时代背景下应运而生， 是继“互联网”后的又一大热门词汇，核心就是区块链必须和实体产业融合，脱虚向实，让区块链技术找到更多业务场景才是正道。

区块链的本质就是一个数据库，而且是采用的分布式存储的方式。作为一名区块链从业者，今天就来讲讲 区块链的分布式存储和生态大数据 结合后，碰撞产生的火花。

当前的存储大多为中心化存储，存储在传统的中心化服务器。如果服务器出现宕机或者故障，或者服务器停止运营，则很多数据就会丢失。

比如我们在微信朋友圈发的图片，在抖音上传的视频等等，都是中心化存储。很多朋友会把东西存储在网上，但是某天打开后，网页呈现404，则表示存储的东西已经不见了。

区块链，作为一个分布式的数据库，则能很好解决这方面的问题。这是由区块链的技术特征决定了的。 区块链上的数字记录，不可篡改、不可伪造，智能合约让大家更高效地协同起来，从而建立可信的数字经济秩序，能够提高数据流转效率，打破数据孤岛，打造全新的存储模式。

生态大数据，其实和我们每天的生活息息相关，比如每天的天气预报，所吃的农产品的溯源数据等等，都是生态大数据的一部分。要来谈这个结合，首先咱们来看看生态大数据存储的特点。

伴随着互联网的发展，当前，生态大数据在存储方面有具有如下特点：

从数据规模来看，生态数据体量很大，数据已经从TB级跃升到了PB级别。

随着各类传感器技术、卫星遥感、雷达和视频感知等技术的发展，数据不仅来源于传统人工监测数据，还包括航空、航天和地面数据，他们一起产生了海量生态环境数据。近10年以来，生态数据以每年数百个TB的数据在增长。

生态环境大数据需要动态新数据和 历史 数据相结合来处理，实时连续观测尤为重要。只有实时处理分析这些动态新数据，并与已有 历史 数据结合起来分析，才能挖掘出有用信息，为解决有关生态环境问题提供科学决策。

比如在当前城市建设中，提倡的生态环境修复、生态模型建设中，需要大量调用生态大数据进行分析、建模和制定方案。但是目前很多 历史 数据因为存储不当而消失，造成了数据的价值的流失。

既然生态大数据有这些特点，那么它有哪些存储需求呢？

当前，生态大数据面临严重安全隐患，强安全的存储对于生态大数据而言势在必行。

大数据的安全主要包括大数据自身安全和大数据技术安全，比如在大数据的数据存储中，由于黑客外部网络攻击和人为操作不当造成数据信息泄露。外部攻击包括对静态数据和动态数据的数据传输攻击、数据内容攻击、数据管理和网络物理攻击等。

例如，很多野外生态环境监测的海量数据需要网络传输，这就加大了网络攻击的风险。如果涉及到军用的一些生态环境数据，如果被黑客获得这些数据，就可能推测到我国军方的一些信息，或者获取敏感的生态环境数据，后果不堪设想。

生态大数据的商业化应用需要整合集成政府、企业、科研院所等 社会 多来源的数据。只有不同类型的生态环境大数据相互连接、碰撞和共享，才能释放生态环境大数据的价值。

以当前的智慧城市建设为例，很多城市都在全方位、多维度建立知识产权、种质资源、农资、农产品、病虫害疫情等农业信息大数据中心，为农业产供销提供全程信息服务。建设此类大数据中心，离不开各部门生态大数据的共享。

但是，生态大数据共享面临着巨大挑战。首先，我国生态环境大数据包括气象、水利、生态、国土、农业、林业、交通、 社会 经济等其他部门的大数据，涉及多领域多部门和多源数据。虽然目前这些部门已经建立了自己的数据平台，但这些平台之间互不连通，只是一个个的数据孤岛。

其次，相关部门因为无法追踪数据的轨迹，担心数据的利益归属问题，便无法实现数据的共享。因此，要想挖掘隐藏在生态大数据背后的潜在价值，实现安全的数据共享是关键，也是生态大数据产生价值的前提和基础。

生态大数据来之不易，是研究院所、企业、个人等 社会 来源的集体智慧。

其中，很多生态大数据涉及到了知识产权的保护。但是目前的中心化存储无法保证知识产权的保护，无法对数据的使用进行溯源管理，容易造成知识产权的侵犯和隐私数据的泄露。

这些就是生态大数据在存储方面的需求。在当前产业区块链快速发展的今天，区块链的分布式存储是可以为生态大数据存储提供全新的存储方式的。 这个核心前提就是区块链的分布式存储、不可篡改和数据追踪特性 。

把区块链作为底层技术，搭建此类平台，专门存储生态大数据，可以设置节点管理、存储管理、用户管理、许可管理、业务通道管理等。针对上层业务应用提供高可用和动态扩展的区块链网络底层服务的实现。在这个平台的应用层，可以搭建API接口，让整个平台的使用灵活可扩展。区块链分布式存储有如下特点：

利用区块链的分布式存储，能够实现真正的生态大数据安全存储。

首先，数据永不丢失。这点对于生态大数据的 历史 数据特别友好，方便新老数据的调用和对比。

其次，数据不易被泄露或者攻击。因为数据采取的是分布式存储，如果遭遇攻击，也只能得到存储在部分节点里的数据碎片，无法完全获得完整的数据信息或者数据段。

区块链能够实现生态数据的存储即确权，这样就能够避免知识产权被侵害，实现安全共享。毕竟生态大数据的获取，是需要生态工作者常年在野外驻守，提取数据的。

生态大数据来之不易，是很多生态工作者的工作心血和结晶，需要得到产权的保护，让数据体现出应用价值和商业价值，保护生态工作者的工作动力，让他们能够深入一线，采集出更多优质的大数据。

同时，利用区块链的数据安全共享机制，也能够打破气象、林业、湿地等部门的数据壁垒，构建安全可靠的数据共享机制，让数据流转更具价值。

现在有部分生态工作者，为了牟取私利，会将生态数据篡改。如果利用区块链技术，则没有那么容易了。

利用加密技术，把存储的数据放在分布式存储平台进行加密处理。如果生态大数据发生变更，平台就可以记录其不同版本，便于事后追溯和核查。

这个保护机制主要是利用了数据的不可篡改，满足在使用生态大数据的各类业务过程中对数据的安全性的要求。

区块链能够对数据提供安全监控，记录应用系统的操作日志、数据库的操作日志数据，并加密存储在系统上，提供日志预警功能，对于异常情况通过区块链浏览器展示出来，便于及时发现违规的操作和提供证据。

以上就是区块链的分布式存储能够在生态大数据方面所起的作用。未来，肯定会出现很多针对生态大数据存储的平台诞生。

生态大数据是智慧城市建设的重要基础资料 ，引用区块链技术，打造相关的生态大数据存储和管理平台，能够保证生态大数据的安全存储和有效共享，为智慧城市建设添砖加瓦，推动产业区块链的发展。

作者：Justina，微信公众号：妙译生花，从事于区块链运营，擅长内容运营、海外媒体运营。

题图来自Unsplash, 基于CC0协议。

2. 谁能给我详细解释一下什么叫区块链

区块链这个名词来源于比特币，同时也是比特币的底层技术，简单说就是一个有激励制度的账本，在一个公开的交易中，每个人都可以根据算力来记账保持账本的更新和交易的进行，成功记账的人会获得奖励(比特币) ，通过这样自激励不依托任何一家公司或者组织的运营机制叫做区块链

3. 新世界的崛起和意义——区块链定义的虚拟世界

我们有幸身处两个平行世界将要交相辉映的 历史 性时刻，一个是我们熟悉的物理世界，它不会消亡也不会萎缩；另一个是混沌初起的虚拟世界，它向我们走来，但还模模糊糊。如果你愿意，可以拒绝进入虚拟世界，但你的生活会有许多不方便；2025后出生的人，会觉得虚拟世界的一切是那么自然和熟悉。

区块链的意义

任泽平在《于无声处听惊雷——从2018年统计公报看中国未来》（2019年3月3日）一文提到，“据IMF估计，2018年全球GDP总量达84.8万亿美元，其中，中国和美国占全球GDP比重分别为16.1%和24.2%”。中国2018年GDP相当于90万亿元人民币。

根据非小号截至2019年3月3日19:33统计的数据，数字货币总市值约为1364亿美元，其中比特币约674.27亿美元，以太坊141.38亿美元。也就是说，数字货币总市值仅占全球GDP（84.8万亿美元）的1.6‰。

我认为，物理世界的资产会逐步映射到虚拟世界。2018年8月，我觉得将来可能会有多达50% 60%的映射，这样，数字货币仍将有超过二三百倍的增长。

实际上，满足衣食住行的生理需求，在现代 社会 是比较容易达到的，而且消费相对较低。当温饱之类的生理需求满足后，人们自然而然就会有安全、 情感 、被尊重、自我实现等心理和精神需求，而且这部分的消费会逐渐增加。

《于无声处听惊雷——从2018年统计公报看中国未来》的统计数据正体现这种变化，文中提到“服务业对GDP增长贡献创新高，消费主导经济增长”：“经济结构继续优化，三产对经济的贡献率创 历史 新高，消费的贡献大幅提高。从产业看，第一、二、三产业占GDP的比重分别为7.2%、40.7%和52.2%，对GDP增长的贡献率分别为4.0%、35.8%和60.1%，较上年变化-0.9、-0.5和1.3个百分点，其中第三产业的贡献率创 历史 新高。”

虽然服务业不能完全与广义虚拟经济这个新世界一一对应，但重合度很高。2019年春节期间，影片《流浪地球》非常红火，至今票房已破45亿元人民币，如果从劳动创造财富的角度来看，摄制组创造的财富相比他们投入的劳动，在逐日增加。

在林左鸣《广义虚拟经济学》里，还提出生活创造财富、财富是文化的载体等观点，我也非常认同。生活的范围远远大于劳动；当基本的温饱问题解决后，人们愿意花费在满足心理和精神需求方面的开支也将远远大于温饱方面的开支。类似影视、书籍、音乐、教育、 游戏 等优质的数字内容可以很容易地被复制利用，而成本却不会成百上千地增加。

因此，我改变了自己的观点（原来我的观点是：物理世界的资产会逐步映射到虚拟世界，但不会是100%，可能最多达50% 60%），相信未来虚拟世界的资产（如牛顿先生提出的比特资产，林左鸣提出的虚拟经济）会远远大于实体世界的资产（如牛顿先生的原子资产，林左鸣的实体经济）。

数字化是无可阻挡的趋势。虽然当下每个人的生理信息、行为数据、心理信息，数字化的比率还很低，但随着软件定义世界的逐步深入，因为需要便利的生活，低成本高效率的利用信息，我们将主动拥抱，或者被动接受，使得每个个体的数字化比率逐年攀升。在互联网大规模普及之前出生的人们可能感受不到，但那些诞生之时，互联网、移动互联网、区块链价值网就已经普及的新生代们，数字化生活反而成为一种常态，为了和他们交互，年长的人也会或多或少地提高自己的数字化生活比率。

在数字化征程中，个体信息的隐私保护、数字资产的安全和转移将变得越来越重要，由区块链搭建的可信基础设施（可信计算、可信存储）将成为必须。 因为，区块链世界里每一个比特都同时被存储记录在各个节点上，无法随意增删或修改，极大增强了确定性。

王嘉平在《区块链到底有什么了不起》中说：“区块链将冯·诺依曼架构的计算机构架进一步拓展，使其同特定的物理计算设备分离，才能从根本上避免计算过程被单一的控制方掌控，让所有的人都可以信赖这个计算系统。”这让我想起我组织撰写的《软件定义存储》提到的，受VMware首倡的软件定义的数据中心（Software Defined Data Center）分成了三个阶段：

1.抽象（解耦或标准化）

2.池化（虚拟化）

3.自动化（策略驱动）

之前我在《变化即挖矿——从FCoin交易所、麦当劳发行MacCoin代币引发的思考》中提到：“区块链就是全网同步的分布式日志集或记录集”。以区块链1.0也即比特币为例，它包含记账或者记日志这类的指令，以及账本或日志这类的数据。指令和数据形成一个逻辑的计算系统。早期的计算机，它的软件系统和数据都是紧密耦合在物理计算机里的，这台计算机容易被损坏，指令和数据也都容易被篡改；后来出现了高可用集群，物理上的安全性有所保障；虚拟化和云计算出现后，软件系统和物理硬件进行了解耦。但是，无论软件系统漂移到哪个物理硬件上，该物理硬件的所有权都属于同一个个体或者组织。因此，有可能因为对外界防范不严密（如黑客攻击），或者内部的误操作，甚至是恶意操作，导致指令或数据被篡改。

然而，采用区块链使得软件系统运行在成千上万个节点上，而且大家做的都是同一件事情：记账或者记日志。这成千上万个节点的物理硬件的所有权归于不同个体或组织，而且他们之间还相互不认识，因此，这个软件系统不仅从物理位置上实现了解耦（架构的去中心化），还实现了使用权和所有权的解耦（组织的去中心化）。实际上，整条公链的各个节点，是基于共识（公开的规则），由许许多多相互不认识的个体或组织，以自组织的方式构建而成，本质上没有任何个体或组织拥有所有权，因此也就没有单一的控制方能掌控，或者篡改上面的指令或数据。这是一种非常彻底的解耦。

需要注意的是，在比特币系统里，并没有实现共享计算，而只是完成了共享账本，大家在做同样的计算。然而就是这个共享的账本处理，掀开IT 历史 的新篇章。因为，这个处理过程被所有节点参与方认可，是可信基础设施的基石。

#比特币[超话]# #欧易OKEx# #数字货币#

4. 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。

5. 什么是区块链技术区块链到底是什么什么叫区块链

狭义来讲，区块链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的分布式账本。

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

【基础架构】

一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。 其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点 。

拓展资料：

【区块链核心技术】

区块链主要解决的交易的信任和安全问题，因此它针对这个问题提出了四个技术创新：

1.分布式账本，就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。

区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据，传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。

没有任何一个节点可以单独记录账本数据，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。

2.非对称加密和授权技术，存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

3.共识机制，就是所有记账节点之间怎么达成共识，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。区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。

区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点，其中“少数服从多数”并不完全指节点个数，也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时，所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。

4.智能合约，智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例，如果说每个人的信息（包括医疗信息和风险发生的信息）都是真实可信的，那就很容易的在一些标准化的保险产品中，去进行自动化的理赔。

在保险公司的日常业务中，虽然交易不像银行和证券行业那样频繁，但是对可信数据的依赖是有增无减。因此，笔者认为利用区块链技术，从数据管理的角度切入，能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。

区块链-网络

6. 区块链技术是什么意思

区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式，用区块链技术所串接的分布式账本能让两方有效纪录交易，且可永久查验此交易。
拓展资料
区块链的基本原理理解起来并不难。基本概念包括：
交易（Transaction）：一次操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条记录；
区块（Block）：记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识；
链（Chain）：由一个个区块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录。
如果把区块链作为一个状态机，则每次交易就是试图改变一次状态，而每次共识生成的区块，就是参与者对于区块中所有交易内容导致状态改变的结果进行确认。
用通俗的话阐述：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。
这也就相当于改变数据库所有的记录，发给全网的其他每个节点，所以区块链技术也称为分布式账本。
目前区块链的应用，主要有两种模式：
1）原生型的区块链应用：直接基于去中心化的区块链技术，实现价值传递和交易等应用，例如数字货币；
2）“区块链+”模式：将传统的场景和区块链底层协议相结合，以便提高效率，降低成本。预计区块链在各行业的应用，将以第二种模式为主。
区块链具有五大核心属性，即：交易属性（价值属性)、存证属性、信任属性、智能属性、 溯源属性。如上核心属性与行业的需求相结合，解决行业痛点问题，成为了区块链在各行业 应用的商业模式。
作为一种基础性技术，区块链在众多具有分布式处理、点对点交易、快速建立信任关系等需求的行业领域具有极大的应用价值，其核心是解决了信用的问题,实现了价值的点到点传递。因此被认为是未来价值互联网的基石。
区块链商业模式的核心在于，利用区块链引入的创新属性，与传统行业应用相结合，实现商业逻辑的重构，以便创造新的应用场景，或提升效率，降低成本。

7. 区块链 --- 共识算法

PoW算法是一种防止分布式服务资源被滥用、拒绝服务攻击的机制。它要求节点进行适量消耗时间和资源的复杂运算，并且其运算结果能被其他节点快速验算，以耗用时间、能源做担保，以确保服务与资源被真正的需求所使用。

PoW算法中最基本的技术原理是使用哈希算法。假设求哈希值Hash(r)，若原始数据为r（raw），则运算结果为R（Result）。

R = Hash(r)

哈希函数Hash()的特性是，对于任意输入值r，得出结果R，并且无法从R反推回r。当输入的原始数据r变动1比特时，其结果R值完全改变。在比特币的PoW算法中，引入算法难度d和随机值n，得到以下公式：

Rd = Hash(r+n)

该公式要求在填入随机值n的情况下，计算结果Rd的前d字节必须为0。由于哈希函数结果的未知性，每个矿工都要做大量运算之后，才能得出正确结果，而算出结果广播给全网之后，其他节点只需要进行一次哈希运算即可校验。PoW算法就是采用这种方式让计算消耗资源，而校验仅需一次。

 

PoS算法要求节点验证者必须质押一定的资金才有挖矿打包资格，并且区域链系统在选定打包节点时使用随机的方式，当节点质押的资金越多时，其被选定打包区块的概率越大。

POS模式下，每个币每天产生1币龄，比如你持有100个币，总共持有了30天，那么，此时你的币龄就为3000。这个时候，如果你验证了一个POS区块，你的币龄就会被清空为0，同时从区块中获得相对应的数字货币利息。

节点通过PoS算法出块的过程如下：普通的节点要成为出块节点，首先要进行资产的质押，当轮到自己出块时，打包区块，然后向全网广播，其他验证节点将会校验区块的合法性。

 

DPoS算法和PoS算法相似，也采用股份和权益质押。

但不同的是，DPoS算法采用委托质押的方式，类似于用全民选举代表的方式选出N个超级节点记账出块。

选民把自己的选票投给某个节点，如果某个节点当选记账节点，那么该记账节点往往在获取出块奖励后，可以采用任意方式来回报自己的选民。

这N个记账节点将轮流出块，并且节点之间相互监督，如果其作恶，那么会被扣除质押金。

通过信任少量的诚信节点，可以去除区块签名过程中不必要的步骤，提高了交易的速度。
 

拜占庭问题：

拜占庭是古代东罗马帝国的首都，为了防御在每块封地都驻扎一支由单个将军带领的军队，将军之间只能靠信差传递消息。在战争时，所有将军必须达成共识，决定是否共同开战。

但是，在军队内可能有叛徒，这些人将影响将军们达成共识。拜占庭将军问题是指在已知有将军是叛徒的情况下，剩余的将军如何达成一致决策的问题。

BFT：

BFT即拜占庭容错，拜占庭容错技术是一类分布式计算领域的容错技术。拜占庭假设是对现实世界的模型化，由于硬件错误、网络拥塞或中断以及遭到恶意攻击等原因，计算机和网络可能出现不可预料的行为。拜占庭容错技术被设计用来处理这些异常行为，并满足所要解决的问题的规范要求。

拜占庭容错系统 ：

发生故障的节点被称为 拜占庭节点 ，而正常的节点即为 非拜占庭节点 。

假设分布式系统拥有n台节点，并假设整个系统拜占庭节点不超过m台（n ≥ 3m + 1），拜占庭容错系统需要满足如下两个条件：

另外，拜占庭容错系统需要达成如下两个指标：

PBFT即实用拜占庭容错算法，解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题，算法的时间复杂度是O(n^2)，使得在实际系统应用中可以解决拜占庭容错问题
 

PBFT是一种状态机副本复制算法，所有的副本在一个视图（view）轮换的过程中操作，主节点通过视图编号以及节点数集合来确定，即：主节点 p = v mod |R|。v：视图编号，|R|节点个数，p：主节点编号。

PBFT算法的共识过程如下：客户端（Client）发起消息请求（request），并广播转发至每一个副本节点（Replica），由其中一个主节点（Leader）发起提案消息pre-prepare，并广播。其他节点获取原始消息，在校验完成后发送prepare消息。每个节点收到2f+1个prepare消息，即认为已经准备完毕，并发送commit消息。当节点收到2f+1个commit消息，客户端收到f+1个相同的reply消息时，说明客户端发起的请求已经达成全网共识。

具体流程如下 ：

客户端c向主节点p发送<REQUEST, o, t, c>请求。o: 请求的具体操作，t: 请求时客户端追加的时间戳，c：客户端标识。REQUEST: 包含消息内容m，以及消息摘要d(m)。客户端对请求进行签名。

主节点收到客户端的请求，需要进行以下交验：

a. 客户端请求消息签名是否正确。

非法请求丢弃。正确请求，分配一个编号n，编号n主要用于对客户端的请求进行排序。然后广播一条<<PRE-PREPARE, v, n, d>, m>消息给其他副本节点。v：视图编号，d客户端消息摘要，m消息内容。<PRE-PREPARE, v, n, d>进行主节点签名。n是要在某一个范围区间内的[h, H]，具体原因参见 垃圾回收 章节。

副本节点i收到主节点的PRE-PREPARE消息，需要进行以下交验：

a. 主节点PRE-PREPARE消息签名是否正确。

b. 当前副本节点是否已经收到了一条在同一v下并且编号也是n，但是签名不同的PRE-PREPARE信息。

c. d与m的摘要是否一致。

d. n是否在区间[h, H]内。

非法请求丢弃。正确请求，副本节点i向其他节点包括主节点发送一条<PREPARE, v, n, d, i>消息, v, n, d, m与上述PRE-PREPARE消息内容相同，i是当前副本节点编号。<PREPARE, v, n, d, i>进行副本节点i的签名。记录PRE-PREPARE和PREPARE消息到log中，用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。

主节点和副本节点收到PREPARE消息，需要进行以下交验：

a. 副本节点PREPARE消息签名是否正确。

b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。

c. n是否在区间[h, H]内。

d. d是否和当前已收到PRE-PPREPARE中的d相同

非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f+1个验证通过的PREPARE消息，则向其他节点包括主节点发送一条<COMMIT, v, n, d, i>消息，v, n, d, i与上述PREPARE消息内容相同。<COMMIT, v, n, d, i>进行副本节点i的签名。记录COMMIT消息到日志中，用于View Change过程中恢复未完成的请求操作。记录其他副本节点发送的PREPARE消息到log中。

主节点和副本节点收到COMMIT消息，需要进行以下交验：

a. 副本节点COMMIT消息签名是否正确。

b. 当前副本节点是否已经收到了同一视图v下的n。

c. d与m的摘要是否一致。

d. n是否在区间[h, H]内。

非法请求丢弃。如果副本节点i收到了2f+1个验证通过的COMMIT消息，说明当前网络中的大部分节点已经达成共识，运行客户端的请求操作o，并返回<REPLY, v, t, c, i, r>给客户端，r：是请求操作结果，客户端如果收到f+1个相同的REPLY消息，说明客户端发起的请求已经达成全网共识，否则客户端需要判断是否重新发送请求给主节点。记录其他副本节点发送的COMMIT消息到log中。
 

如果主节点作恶，它可能会给不同的请求编上相同的序号，或者不去分配序号，或者让相邻的序号不连续。备份节点应当有职责来主动检查这些序号的合法性。

如果主节点掉线或者作恶不广播客户端的请求，客户端设置超时机制，超时的话，向所有副本节点广播请求消息。副本节点检测出主节点作恶或者下线，发起View Change协议。

View Change协议 ：

副本节点向其他节点广播<VIEW-CHANGE, v+1, n, C , P , i>消息。n是最新的stable checkpoint的编号， C 是 2f+1验证过的CheckPoint消息集合， P 是当前副本节点未完成的请求的PRE-PREPARE和PREPARE消息集合。

当主节点p = v + 1 mod |R|收到 2f 个有效的VIEW-CHANGE消息后，向其他节点广播<NEW-VIEW, v+1, V , O >消息。 V 是有效的VIEW-CHANGE消息集合。 O 是主节点重新发起的未经完成的PRE-PREPARE消息集合。PRE-PREPARE消息集合的选取规则：

副本节点收到主节点的NEW-VIEW消息，验证有效性，有效的话，进入v+1状态，并且开始 O 中的PRE-PREPARE消息处理流程。
 

在上述算法流程中，为了确保在View Change的过程中，能够恢复先前的请求，每一个副本节点都记录一些消息到本地的log中，当执行请求后副本节点需要把之前该请求的记录消息清除掉。

最简单的做法是在Reply消息后，再执行一次当前状态的共识同步，这样做的成本比较高，因此可以在执行完多条请求K（例如：100条）后执行一次状态同步。这个状态同步消息就是CheckPoint消息。

副本节点i发送<CheckPoint, n, d, i>给其他节点，n是当前节点所保留的最后一个视图请求编号，d是对当前状态的一个摘要，该CheckPoint消息记录到log中。如果副本节点i收到了2f+1个验证过的CheckPoint消息，则清除先前日志中的消息，并以n作为当前一个stable checkpoint。

这是理想情况，实际上当副本节点i向其他节点发出CheckPoint消息后，其他节点还没有完成K条请求，所以不会立即对i的请求作出响应，它还会按照自己的节奏，向前行进，但此时发出的CheckPoint并未形成stable。

为了防止i的处理请求过快，设置一个上文提到的 高低水位区间[h, H] 来解决这个问题。低水位h等于上一个stable checkpoint的编号，高水位H = h + L，其中L是我们指定的数值，等于checkpoint周期处理请求数K的整数倍，可以设置为L = 2K。当副本节点i处理请求超过高水位H时，此时就会停止脚步，等待stable checkpoint发生变化，再继续前进。
 

在区块链场景中，一般适合于对强一致性有要求的私有链和联盟链场景。例如，在IBM主导的区块链超级账本项目中，PBFT是一个可选的共识协议。在Hyperledger的Fabric项目中，共识模块被设计成可插拔的模块，支持像PBFT、Raft等共识算法。
 

 

Raft基于领导者驱动的共识模型，其中将选举一位杰出的领导者(Leader)，而该Leader将完全负责管理集群，Leader负责管理Raft集群的所有节点之间的复制日志。
 

下图中，将在启动过程中选择集群的Leader（S1），并为来自客户端的所有命令/请求提供服务。 Raft集群中的所有节点都维护一个分布式日志（复制日志）以存储和提交由客户端发出的命令（日志条目）。 Leader接受来自客户端的日志条目，并在Raft集群中的所有关注者（S2，S3，S4，S5）之间复制它们。

在Raft集群中，需要满足最少数量的节点才能提供预期的级别共识保证， 这也称为法定人数。 在Raft集群中执行操作所需的最少投票数为 (N / 2 +1) ，其中N是组中成员总数，即 投票至少超过一半 ，这也就是为什么集群节点通常为奇数的原因。 因此，在上面的示例中，我们至少需要3个节点才能具有共识保证。

如果法定仲裁节点由于任何原因不可用，也就是投票没有超过半数，则此次协商没有达成一致，并且无法提交新日志。

 

数据存储：Tidb/TiKV

日志：阿里巴巴的 DLedger

服务发现：Consul& etcd

集群调度：HashiCorp Nomad
 

只能容纳故障节点(CFT)，不容纳作恶节点

顺序投票，只能串行apply，因此高并发场景下性能差
 

Raft通过解决围绕Leader选举的三个主要子问题，管理分布式日志和算法的安全性功能来解决分布式共识问题。

当我们启动一个新的Raft集群或某个领导者不可用时，将通过集群中所有成员节点之间协商来选举一个新的领导者。 因此，在给定的实例中，Raft集群的节点可以处于以下任何状态: 追随者(Follower)，候选人(Candidate)或领导者(Leader)。

系统刚开始启动的时候，所有节点都是follower，在一段时间内如果它们没有收到Leader的心跳信号，follower就会转化为Candidate；

如果某个Candidate节点收到大多数节点的票，则这个Candidate就可以转化为Leader，其余的Candidate节点都会回到Follower状态；

一旦一个Leader发现系统中存在一个Leader节点比自己拥有更高的任期(Term)，它就会转换为Follower。

Raft使用基于心跳的RPC机制来检测何时开始新的选举。 在正常期间， Leader 会定期向所有可用的 Follower 发送心跳消息（实际中可能把日志和心跳一起发过去）。 因此，其他节点以 Follower 状态启动，只要它从当前 Leader 那里收到周期性的心跳，就一直保持在 Follower 状态。

当 Follower 达到其超时时间时，它将通过以下方式启动选举程序：

根据 Candidate 从集群中其他节点收到的响应，可以得出选举的三个结果。

共识算法的实现一般是基于复制状态机（Replicated state machines），何为 复制状态机 ：

简单来说： 相同的初识状态 + 相同的输入 = 相同的结束状态 。不同节点要以相同且确定性的函数来处理输入，而不要引入一下不确定的值，比如本地时间等。使用replicated log是一个很不错的注意，log具有持久化、保序的特点，是大多数分布式系统的基石。

有了Leader之后，客户端所有并发的请求可以在Leader这边形成一个有序的日志（状态）序列，以此来表示这些请求的先后处理顺序。Leader然后将自己的日志序列发送Follower，保持整个系统的全局一致性。注意并不是强一致性，而是 最终一致性 。

日志由有序编号（log index）的日志条目组成。每个日志条目包含它被创建时的任期号（term），和日志中包含的数据组成，日志包含的数据可以为任何类型，从简单类型到区块链的区块。每个日志条目可以用[ term, index, data]序列对表示，其中term表示任期， index表示索引号，data表示日志数据。

Leader 尝试在集群中的大多数节点上执行复制命令。 如果复制成功，则将命令提交给集群，并将响应发送回客户端。类似两阶段提交(2PC)，不过与2PC的区别在于，leader只需要超过一半节点同意（处于工作状态）即可。

leader 、 follower 都可能crash，那么 follower 维护的日志与 leader 相比可能出现以下情况

当出现了leader与follower不一致的情况，leader强制follower复制自己的log， Leader会从后往前试 ，每次AppendEntries失败后尝试前一个日志条目（递减nextIndex值）， 直到成功找到每个Follower的日志一致位置点（基于上述的两条保证），然后向后逐条覆盖Followers在该位置之后的条目 。所以丢失的或者多出来的条目可能会持续多个任期。
 

要求候选人的日志至少与其他节点一样最新。如果不是，则跟随者节点将不投票给候选者。

意味着每个提交的条目都必须存在于这些服务器中的至少一个中。如果候选人的日志至少与该多数日志中的其他日志一样最新，则它将保存所有已提交的条目，避免了日志回滚事件的发生。

即任一任期内最多一个leader被选出。这一点非常重要，在一个复制集中任何时刻只能有一个leader。系统中同时有多余一个leader，被称之为脑裂（brain split），这是非常严重的问题，会导致数据的覆盖丢失。在raft中，两点保证了这个属性：

因此， 某一任期内一定只有一个leader 。
 

当集群中节点的状态发生变化（集群配置发生变化）时，系统容易受到系统故障。 因此，为防止这种情况，Raft使用了一种称为两阶段的方法来更改集群成员身份。 因此，在这种方法中，集群在实现新的成员身份配置之前首先更改为中间状态（称为联合共识）。 联合共识使系统即使在配置之间进行转换时也可用于响应客户端请求，它的主要目的是提升分布式系统的可用性。

8. 区块链为什么叫区块链

区块链是一个可以共同记账的数字账本，会记录所有曾经发生并经过系统一致认可的交易。相当于全家总动员的方式记账，你在记账，你爸爸和妈妈也在记账，他们都能看到总账，但是已经被保存的信息就无法再被篡改。

2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念。随后区块链成为了电子货币比特币的核心组成部分，是作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器，区块链数据库能够进行自主管理。

(8)区块链日志扩展阅读：

区块链的类型

1、公有区块链

世界上任何个体或者团体都可以发送交易，且交易能够获得该区块链的有效确认，任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链，也是应用最广泛的区块链，各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链，世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。

2、联合（行业）区块链

行业区块链（Consortium Block Chains)：由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定（预选节点参与共识过程），其他接入节点可以参与交易，但不过问记账过程(本质上还是托管记账，只是变成分布式记账，预选节点的多少，如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点），其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

3、私有区块链

仅仅使用区块链的总账技术进行记账，可以是一个公司，也可以是个人，独享该区块链的写入权限，本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。

9. 区块链技术通俗讲解 本质是分布式账本

什么是区块链技术？简单解释一下区块链是什么。2019年伊始，一种新的货币开始进入数字货币的行列，并逐渐吸引了众多数字货币玩家的目光，那就是区块链科技。但是有人发现网上关于它的消息真的少得可怜，这不仅引起了很多人的疑惑，这是什么，为什么这么神秘？区块链是比特币最早的基础技术，目前全世界都在研究，可以广泛应用于金融等各个领域。

基本原理编辑

区块链的基本原理不难理解。基本概念包括：

交易：导致账簿状态发生变化的操作，如增加一条记录；

区块：记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账簿状态的共识；

链式：由块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录。

如果把区块链看成一个状态机，每一次事务都是一次改变状态的尝试，而每次协商一致产生的块就是参与者。

阐述编辑

用通俗的话来阐述：如果我们假设数据库是一本账本，那么读写数据库就可以看作是一种记账的行为。区块链技术的原理是在一段时间内找出最快最好的记账人，这个人来记账，然后把账本上的这一页信息发给整个系统的其他所有人。这相当于将数据库中的所有记录都进行了更改，并发送到整个网络中的每一个其他节点，因此区块链技术也称为分布式账本。