区块链

1、什么是区块链？

区块链（Blockchain）是一个节点参与的分布式数据库系统。 它的特性是不可更改和不可伪造的。 也可以理解为账本系统。 它是比特币的一个重要概念，是完整的比特币区块链的副本，记录着其代币（token）的每一笔交易。 有了这些信息，我们就可以找出每个地址在其历史上任何时候的价值。

区块链是由密码学方法生成的一系列数据块组成的。 每个区块都包含前一个区块的哈希值（hash），并从创世区块连接到当前区块。 块组成区块链。 每个区块保证按时间顺序在前一个区块之后生成，否则前一个区块的哈希值未知。 这些特性使得比特币的双花非常困难。 区块链是比特币的核心创新。

区块链概念的出现最早是在中本聪的比特币白皮书中提到的，但它是以工作量证明链的形式存在的。 以下是中本聪对区块链概念的介绍：

时间戳服务器通过对一组数据以块的形式实现随机散列来添加时间戳，并广播随机散列，就像在新闻或全球新闻组网络（Usenet）中发帖一样。 显然，时间戳可以证明特定数据一定在某个时刻存在，因为只有在那个时刻存在，才能得到对应的随机哈希值。 每个时间戳都应该将之前的时间戳合并到它的随机散列值中，之后的每个时间戳都应该加强之前的时间戳，从而形成一条链。

节点总是将最长的链视为正确的链，并继续工作并扩展它。 如果两个节点同时广播不同版本的新区块，其他节点收到区块的时间就会有差异。 在这种情况下，他们将在最先收到的区块的基础上工作，但也会保留另一条链，以防后者成为最长的链。 僵局（tie）的打破会等到下一个工作量证明被发现，并且其中一条链被确认为较长的那条，那么工作在另一条支链上的节点就会切换阵营，开始在较长的那条链上工作链。 在链上工作。

比特币钱包的功能取决于与区块链的确认，有效的检查称为确认。 通常一笔交易需要多次确认才能进行。 轻量级（SPV）比特币钱包，其客户端只需要在本地保存与用户一次性交易相关的数据，而不需要存储完整的区块链。

区块链技术是很多加密数字货币的核心BTC区块结构，包括比特币、以太坊、莱特币、狗狗币等。有工作量证明、权益证明等来维护区块链。

2. 区块链系统的核心优势

区块链架构的核心优势包括：

任何节点都可以创建一笔交易，经过一段时间的确认后BTC区块结构，可以合理确认交易是否有效，区块链可以有效防止双花问题的发生。 尝试重写或修改交易记录是非常昂贵的。 区块链实现两种类型的记录：交易和区块。 交易是存储在区块链上的实际数据，而区块是确认某些交易何时以及以何种顺序成为区块链数据库一部分的记录。 交易是由参与者在正常过程中使用系统创建的（在加密货币示例中，交易是由 bob 向 alice 发送代币创建的），而区块是由我们称为矿工的单位负责创建的。 3. 区块链的工作原理 3.1 什么是区块？

数据通过称为块的文件永久记录在数字货币网络上。 它们就像一个股票交易分类账。 新块被添加到记录（区块链）的末尾，一旦写入就很难修改或删除。

3.2. 块结构大小字段说明

4字节

块大小

此字段后的块大小（以字节为单位）

80字节

块头

组成区块头的几个字段

1-9（可变整数）

交易柜台

交易次数

多变的

贸易

区块中记录的交易信息

3.3 区块头

区块头由三组区块元数据组成。 第一个是引用父块哈希的一组数据。 这组元数据用于将这个块连接到区块链中的前一个块。 第二组元数据，难度、时间戳和随机数，与挖矿竞争有关。 第三组元数据是默克尔树根（一种用于有效汇总区块中所有交易的数据结构）。

3.4 区块头结构

尺码字段说明

4字节

版本

版本号，用于跟踪软件/协议更新

32字节

父块哈希

指区块链中父区块的哈希值

32字节

默克尔根

此区块中交易的 merkle 根的哈希值

4字节

时间戳

该块生成的大概时间（精确到秒的Unix时间戳）

4字节

难度目标

该块的工作量证明算法的难度目标

4字节

随机数

工作量证明算法的计数器

3.4 创世块

比特币区块链的第一个区块创建于 2009 年，称为创世区块。 它是比特币区块链中所有区块的共同祖先，这意味着如果你从任何一个区块开始追溯，最终都会到达创世区块。

每个节点都“知道”创世块的哈希值、其结构、创建时间以及其中的交易。 因此，每个节点都将这个区块作为区块链的第一个区块，从而构建一个安全可信的区块链根。

在 chainparams.cpp 中，您可以看到创世块被编程到比特币核心客户端中。

创世块的哈希值为：

0000000000 19d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f

你可以在任何区块浏览网站上搜索这个区块哈希，比如区块元（blockmeta），你会找到一个描述这个区块内容的页面，上面有一个包含这个哈希的链接：

从命令行使用比特币核心客户端：

$ bitcoindgetblock 000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f{    "hash":"000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f",    "confirmations":308321,    "size":285,    "height":0,    "version":1,    "merkleroot":"4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b",    "tx":["4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b"],    "time":1231006505,    "nonce":2083236893,    "bits":"1d00ffff",    "difficulty":1.00000000,    "nextblockhash":"00000000839a8e6886ab5951d76f411475428afc90947ee320161bbf18eb6048"}

创世块包含一条隐藏消息。在其Coinbase交易的输入中包含这样一句话

“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on through the second bailout for banks”

“财政大臣站在第二次银行救助的边缘”

这句话是当天《泰晤士报》头版文章的标题。 引用这句话既是对区块产生时间的解释，也是半开玩笑的提醒独立货币体系的重要性，同时告诉人们随着比特币的发展，一种史无前例的世界性货币革命将会发生。 该消息由比特币创造者中本聪嵌入到创世块中。

4.区块链分叉

诚实的矿工只会在最长的有效链上创建最新的区块。 “长度”是指区块链的累计计算难度，而不是区块的数量。 当链中包含的所有区块和交易都是有效的，并且该链从创世块开始时，它就是我们认可的有效区块链。

对于区块链中的任何区块，只有一条通往创世区块的路径。 但是，从创世块开始，就会有分叉。 当创建的两个块之间的时间差只有几秒钟时，通常会创建一个分叉块。 发生这种情况时，节点会在它们首先收到的区块之上创建区块。 无论哪个区块包含在下一个区块中，它都会成为主链的一部分，因为这条链更长。

短链（无效链）中的块没有效果。 当比特币客户端切换到另一个更长的区块链时，短链中的所有有效交易区块都会重新加入到顺序交易池中，并会被包含在下一个区块中。 短链中的区块奖励不会出现在最长的链中，因此实际上它们是有损的，这就是为什么生成需要 100 个区块的网络强制成熟时间才能存在的原因。

短链中的区块通常被称为“孤儿”。 这是因为，在长链中，这个生成的交易没有父块，因为这些生成的交易在交易 PRC 列表中显示为孤儿。 一些矿池误解了这些信息，声称他们的区块是“孤儿”。 事实上，这些块有父母，甚至可能有孩子。

5. 区块链的衍生概念 5.1 公共区块链（public blockchain）

公链是指全球任何人都可以读取和发送交易并获得有效确认的共识区块链。 公链的安全性通过工作量证明机制（pow）或权益证明机制（pos）来维护。 它们以经济奖励和加密数字验证相结合的形式存在，并遵循一般原则：每个人能从中获得的经济奖励与其对共识过程的贡献成正比。 这些区块链通常被认为是“完全去中心化”的。

5.2 社区链：（联盟链）

社区区块链是指共识过程由预选节点控制的区块链； 例如，有15家金融机构组成一个社区，每家运行一个节点，并从10家机构获得其中一份Confirmation。 区块链可能允许所有人阅读，或者仅限于参与者，或者走混合路线，比如将区块的根哈希及其API（应用程序编程接口）公开，而API可以让外人来做一个有限数量的查询并获取有关区块链状态的信息。 这些区块链可以被认为是“部分分散的”。

5.3 私有区块链，又称Token-less区块链

完全私有的区块链是其写入权限仅掌握在一个组织手中的区块链。 读取权限要么向公众开放，要么任意限制。 相关应用包括数据库管理、审计，甚至公司，但在很多情况下，公共可读性并不是必需的。

一个没有原生代币的系统是否可以称为区块链仍然存在很大争议。 一些人认为，没有令牌的区块链可以以分布式多版本并发控制 (MVCC) 数据库的形式存在。 多版本并发控制防止两个事务修改数据库中的单个列，而区块链防止两个事务从区块链中的单个输出。

六、公链和私链的特点

社区区块链结合了公链的“低信任”和私有链的“单一高信任”，提供了一种混合模型，而私有链更准确的描述是具有一定的数字加密性和可管理性（许可）传统的集中式系统。

公链的特点：

中立、开放、去中心化； 不可逆转的，不可逆转的； 具有网络效应。 高度抵抗审查；

私链特点：

规则易于修改（交易、余额等）； 交易成本低（交易只需经过少数可信节点的验证）； 读取权限有限； 七、区块链开发与应用

区块链技术作为数字货币的底层技术，受到了金融界的高度关注，包括高盛、摩根大通、汇丰银行、花旗银行、纽约梅隆银行、巴克莱银行、瑞银集团（UBS）、苏格兰皇家银行等多家金融机构包括摩根士丹利在内的机构与区块链公司合作，研究区块链技术在金融市场的应用。 世界经济论坛甚至大胆预测，到2027年，全球10%的GDP将存储在区块链网络上。

目前，与区块链相关的应用和企业包括但不限于：

公证防伪：factom、Monegraph、Stampery、Bitproof、Uproov、Chronicled、Blockai；

智能合约：coloredcoin、闪电网络、侧链、Tendermint、Chronicled、SuperNET、Blocknet、Tezos、Openchain、Crypti、Rubix、MultiChain、hyperledger、The DAO（the-dao）、WAVES、Synereo、WINGS；

物联网：ADEPT、Filament、Tilepay、Slock.it (slock-it)；

身份验证：BlockScore、Shocard、LaunchKey、BitNation；

预测市场：Augur、Truthcoin、Futarchy；

资产交易：OpenLedger、Medici、SETL、Symbiont、DAH、SETL、蚂蚁（antshares）、SWARM、Koinify、Lighthouse、Safe Cash（安全现金）、tØ（t0）、Linq、Colu、metaverse、Reitschain Finance（reitschain） ;

电子商务：OpenBazaar、Eris、BitXBay、Bitmarkets、Skuchain、Purse；

社交通讯：Gems、Codius、bitmessage、Twister、Clucker、Diaspora；

文件存储：MaidSafe、Enigma、Filecoin、factom、Storj、Tau、BitCloud、IPFS、Mediachain；

数据API：Coinalytics、Blocktrail、BlockCypher、TradeBlock、Scorechain、Gem；

其他：Tierion、Safe Cash（安全现金）、bitwage、Crypti、IPFS、DECENT、ebookchain；

银行结算：R3CEV；

注释（↵ 返回文本）区块链英语维基百科：（数据库）中本聪比特币白皮书：SPV、SPV 节点和 SPV 钱包：掌握比特币：没有代币的区块链是否一文不值：世界经济论坛预测区块链：