區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)是哪些技術(shù)

2018年將永遠(yuǎn)被人們銘記，因為比特幣、Ethereum和其他加密貨幣行業(yè)已經(jīng)成為主流生活的一部分。這一年，世界的注意力和想象力終于被這個行業(yè)捕捉到了，因為它的高速增長和它為現(xiàn)代生活提供的看似無限的可能性。

這是一個在商業(yè)和投資歷史上從未見過的行業(yè)。盡管唱反調(diào)的人不停地叫嚷著，但它卻一直在飛速發(fā)展。

然而，加密貨幣只是這個迷人行業(yè)真實表現(xiàn)的一小部分，因為在不久的將來，幾乎沒有一個行業(yè)或整個行業(yè)不會受到它的影響。從醫(yī)療保健、保險、選舉和自動駕駛汽車，每個已知的生命領(lǐng)域都能從這個行業(yè)承諾的迅速崛起和無窮無盡的解決方案中受益。

在所有的浮華、魅力和不可阻擋的浪潮背后，是一個溫柔的巨人，它能駕馭一切。無論是加密貨幣，還是其他形式的生活服務(wù)，這個行業(yè)的一切都源于人類迄今為止最偉大的成就——區(qū)塊鏈技術(shù)。

這是新崛起的全新產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式的核心，這就是像比特幣這樣的偉大力量的力量，并承諾在每一個行業(yè)中徹底顛覆世界壟斷，并將控制權(quán)交還到目前仍處于觀望狀態(tài)的用戶。

什么是區(qū)塊鏈技術(shù)？

區(qū)塊鏈技術(shù)可以簡單地解釋為一種分散的開放分類系統(tǒng)，它可以通過透明、高效和不可逆的方式添加、驗證和記錄對等點之間的交易。區(qū)塊鏈技術(shù)是第一個已知的人造造物，一旦投入使用，它就不可能被任何其他人類或單一實體妥協(xié)、破壞或改變。

區(qū)塊鏈技術(shù)是在2009年由一位化名中本聰（Satoshi Nakamoto，音譯）的人或團(tuán)體開創(chuàng)的，當(dāng)時他/他們發(fā)布了比特幣區(qū)塊鏈。這是一種開放的分類系統(tǒng)，任何有價值的交易，無論是貨幣還是傳統(tǒng)的非流動資產(chǎn)，都可以在個人之間以非?？焖?、高效和完全不限制的方式記錄下來。

區(qū)塊鏈技術(shù)堅持沒有邊界或官僚主義的繁瑣手續(xù)，因為它可以用來在直接不使用任何中間人的情況下直接向個人發(fā)送付款或任何其他價值的東西，而且不涉及任何邊界或國家規(guī)定。

區(qū)塊鏈技術(shù)沒有單一的起點或終點，因為參與的節(jié)點或計算機(jī)在全世界范圍內(nèi)傳播，因此迄今為止，它一直試圖破壞來自不良網(wǎng)絡(luò)犯罪分子和世界各國政府關(guān)閉的企圖。

區(qū)塊鏈核心關(guān)鍵技術(shù)

從技術(shù)角度來講，區(qū)塊鏈并不是一個全新的技術(shù)，而是集成了多種現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行的組合式創(chuàng)新，涉及到以下幾個方面：

（1） 共識機(jī)制：常用的共識機(jī)制主要有 PoW、PoS、DPoS、PBFT、PAXOS等。由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)中沒有一個中心，因此需要有一個預(yù)設(shè)的規(guī)則來指導(dǎo)各方節(jié)點在數(shù)據(jù)處理上達(dá)成一致，所有的數(shù)據(jù)交互都要按照嚴(yán)格的規(guī)則和共識進(jìn)行；

（2） 密碼學(xué)技術(shù)：密碼學(xué)技術(shù)是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一，目前的區(qū)塊鏈應(yīng)用中采用了很多現(xiàn)代密碼學(xué)的經(jīng)典算法，主要包括：哈希算法、對稱加密、非對稱加密、數(shù)字簽名等。

HASH 摘要算法：HASH 算法的目的是針對不同輸入，產(chǎn)生一個唯一的固定長度的輸出。HASH 算法有 3 個特點：一是不同的輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)必定不同；二是輸入數(shù)據(jù)的微小變動會導(dǎo)致輸出的較大不同；三是給定已知輸出數(shù)據(jù)，無法還原出原始的輸入數(shù)據(jù)。常用的 SHA-256 算法就是針對任意長的數(shù)據(jù)數(shù)列輸出 256 位數(shù)據(jù)，實際使用中 SHA256 用于對區(qū)塊鏈的每個區(qū)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行 HASH 摘要后防止篡改， 同時結(jié)合 Merkle Tree 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)部分區(qū)塊數(shù)據(jù)的 HASH 值驗

證。

對稱加密算法：對稱加密算法利用加密密鑰對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，然后將加密后的密文發(fā)送給接收者，接收者利用同一密鑰及相同算法的逆算法對密文進(jìn)行解密，才能使其恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)。在對稱加密算法中，使用的密鑰只有一個，發(fā)收信雙方都使用這個密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。區(qū)塊鏈技術(shù)中常用的對稱加密算法有 AES。

非對稱加密算法：非對稱加密算法需要兩個密鑰：公開密鑰（Public Key）和私有密鑰（Private Key）。公開密鑰與私有密鑰是一對，如果用公開密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對應(yīng)的私有密鑰才能解密；如果用私有密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，那么只有用對應(yīng)的公開密鑰才能解密。其實現(xiàn)機(jī)密信息交換的基本過程是：甲方生成一對密鑰并將其中的一把作為公用密鑰向其它方公開；得到該公用密鑰的乙方使用該密鑰對機(jī)密信息進(jìn)行加密后再發(fā)送給甲方；甲方再用自己保存的另一把專用密鑰對加密后的信息進(jìn)行解密。

數(shù)字簽名算法： 區(qū)塊鏈技術(shù)中使用到的數(shù)字簽名技術(shù)用于驗證信息的完整性和真實性，基本流程如下：發(fā)送者將需要簽名的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行 HASH 摘要，然后對摘要信息用私鑰加密后與原始數(shù)據(jù)一起傳送給接收者。接收者只有用發(fā)送者的公鑰才能解密被加密的外匯返傭http://www.fx61.com/摘要信息，然后用同樣 HASH 函數(shù)對收到的原文產(chǎn)生一個摘要信息，如果與解密的摘要信息對比相同則說明收到的信息是完整的，在傳輸過程中沒有被修改，否則說明信息被修改過，因此數(shù)字簽名能夠驗證信息的完整性。此外，信息發(fā)送者擁有私鑰且不公開，因此只有發(fā)送者本人才能構(gòu)造基于其私鑰的簽名信息，可以確保簽名真實性。ECDSA 是區(qū)塊鏈技術(shù)中常用的數(shù)字簽名技術(shù)。

（3） 分布式存儲：區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N點對點網(wǎng)絡(luò)上的分布賬本，每個參與的節(jié)點都將獨立完整地存儲寫入?yún)^(qū)塊數(shù)據(jù)信息。分布式存儲區(qū)別于傳統(tǒng)中心化存儲的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：

每個節(jié)點上備份數(shù)據(jù)信息，避免了由于單點故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。

每個節(jié)點上的數(shù)據(jù)都獨立存儲，有效規(guī)避了惡意篡改歷史數(shù)據(jù)。

（4） 智能合約：智能合約允許在沒有第三方的情況下進(jìn)行可信交易，只要一方達(dá)成了協(xié)議預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，合約將會自動執(zhí)行交易，這些交易可追蹤且不可逆轉(zhuǎn)。具有透明可信、自動執(zhí)行、強(qiáng)制履約的優(yōu)點。區(qū)塊鏈技術(shù)有許多獨特的特點，使它成為一項獨特的發(fā)明，并賦予它無限的視野去探索。其中一些最重要的功能包括：

分散化：

這可能是區(qū)塊鏈技術(shù)的第一個也是最重要的特征，因為它代表了它的核心思想。區(qū)塊鏈技術(shù)在所有各方面都產(chǎn)生了最終目標(biāo)，即從服務(wù)行業(yè)提供商那里奪取終極權(quán)力，這些供應(yīng)商已將整個行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楹笈_，并將這種力量無限地重新分配給人們，這樣，沒有人可以絕對控制任何建立在它上面的服務(wù)的命運。區(qū)塊鏈技術(shù)是一個開放式分類賬，用于接受，驗證和添加交易，而沒有其基礎(chǔ)設(shè)施所在的中央核心或建筑物。這項技術(shù)使每個用戶都能夠訪問計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)連接，并參與并成為任何服務(wù)或行業(yè)中的積極利益相關(guān)者。這種設(shè)計的創(chuàng)建方式是，對于任何重大變更的批準(zhǔn)，上述網(wǎng)絡(luò)的每個成員，盡管其規(guī)?；虻乩砦恢茫急仨毦退嶙h的變更方向達(dá)成共識。這種服務(wù)提供新模式的天才在于，它天生就是民主的，并始終保護(hù)大多數(shù)人的利益。

不變性：

區(qū)塊鏈技術(shù)的另一個關(guān)鍵特性是它的設(shè)計是完全不可變的。這僅僅意味著，一旦一個事務(wù)被接受、驗證并存儲在任何區(qū)塊鏈中，它就不能被任何實體撤銷，即使是區(qū)塊鏈的創(chuàng)建者也不能更改此類事務(wù)的值和固有數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈的不變性的關(guān)鍵原因之一是保持最高度知名的技術(shù)之一，盡管它不出具任何政府或中央權(quán)威，其用戶感到輕松的使用它來分配和資產(chǎn)價值，因為他們放心交易不能操縱任何偏見方一旦完成。區(qū)塊鏈技術(shù)的這種不可改變性是導(dǎo)致其廣泛采用的明星吸引力，這是歷史上第一次，人類創(chuàng)造了一些東西，一旦它被創(chuàng)造出來并投入使用，就不會被仿造出來。

安全性：

讓區(qū)塊鏈技術(shù)在屋頂上流行的另一個關(guān)鍵因素是，它附帶了一種自然安全機(jī)制，不能在集中式系統(tǒng)中復(fù)制。從大型零售連鎖店到云計算服務(wù)的服務(wù)提供商常常會遭受極其痛苦的攻擊，他們的設(shè)備經(jīng)常會看到用戶被黑客竊取的高度敏感信息。這是因為集中式的系統(tǒng)給這些網(wǎng)絡(luò)罪犯一個單一的點來繼續(xù)攻擊和完善他們的黑客武器，直到他們最終突破防火墻。使用區(qū)塊鏈技術(shù)，它是一種沒有任何故障點的無限制的技術(shù)，這就意味著黑客的無能，無論如何巧妙地注入任何惡意軟件，都不會立即被根除。

巨大的計算能力：

區(qū)塊鏈技術(shù)代表了世界計算能力在21世紀(jì)部署的很大一部分。像比特幣或以太網(wǎng)這樣的區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绱司薮蟮挠嬎隳芰?，在地球上沒有任何一個實體，無論是政府還是公司在其權(quán)限下都擁有類似的純粹的哈希權(quán)力。其結(jié)果是，區(qū)塊鏈技術(shù)完全不受世界上任何監(jiān)管實體試圖關(guān)閉它的任何企圖的影響。數(shù)以百萬計的計算機(jī)分散在世界各地，把它們的計算能力和資源集中到一個單一的網(wǎng)絡(luò)中，使它比任何東西都有優(yōu)勢。這些區(qū)塊鏈，例如Ethereum區(qū)塊鏈，是如此巨大，以至于它能夠為其他加密貨幣提供基礎(chǔ)設(shè)施，比如比特幣或其他應(yīng)用程序。

區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。

沒有任何一項技術(shù)是值得的，除非它具有真正實用的用途，使其對用戶有意義。區(qū)塊鏈技術(shù)的一些明顯和最重要的應(yīng)用包括：

金融：

區(qū)塊鏈技術(shù)的首次亮相是在金融領(lǐng)域，在那里誕生了第一個無狀態(tài)的、無邊界的、完全自我維持的對等虛擬貨幣——比特幣的形狀。世界上的傳統(tǒng)金融行業(yè)一開始就認(rèn)為這是一個極客的想法，只會飛這么遠(yuǎn)，而這是一種注定要失敗的運動。大約9年后，所有這些假設(shè)都被拋棄了，因為這個行業(yè)已經(jīng)從恥辱變成了數(shù)千億美元。隨著加密貨幣或另類金融行業(yè)快速增長，金融行業(yè)正受到充分關(guān)注。這是因為它為人們自己創(chuàng)造價值提供了公平的參與。它為他們提供了一種無麻煩、安全、且非常經(jīng)濟(jì)的方式，在不需要任何中間人的情況下，將價值轉(zhuǎn)移到自己身上，也不需要遵守阻礙商業(yè)發(fā)展的國家規(guī)定。這一領(lǐng)域的主要參與者包括上述的比特幣、Litecoin、Monero、Ripple Zcash以及其他一些公司。

電子商務(wù)：

這是現(xiàn)代生活中另一個至關(guān)重要的領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)試圖制造一種不安。目前的電子商務(wù)集團(tuán)公司正面臨著一系列問題，從他們有限的服務(wù)到地球上的某些地區(qū)，到他們所面臨的不斷的安全風(fēng)險，他們經(jīng)?？吹剿麄兊挠脩舻闹匾膫€人和付款信息被網(wǎng)絡(luò)罪犯竊取。區(qū)塊鏈技術(shù)尋求建立一個完全分散的電子商務(wù)平臺，它處理目前的壟斷企業(yè)一直在努力解決的每一個問題。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的使用，中間商被排除在任何使其更便宜的交易的等式中。它還為用戶提供了在不刷信用卡或借記卡的情況下進(jìn)行支付的選擇，這些信用卡或借記卡可以增強(qiáng)對其身份和支付的保護(hù)。

能源：

在過去的幾年里，無論是在家里還是在我們的工廠里，我們消耗能源的方式都受到了嚴(yán)格的審查，這是由于人們越來越意識到氣候變化對我們親愛的星球造成的危害。碳足跡監(jiān)測一直受到許多丑聞和國家間數(shù)據(jù)竄改的指控，而在國內(nèi)，我們也不得不努力手動調(diào)整電力和能源消耗，以適應(yīng)目前的環(huán)境敏感性。隨著基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用，困擾現(xiàn)代能源消耗和碳足跡監(jiān)測機(jī)制的所有噩夢和爭論都將得到解決。由于各國現(xiàn)在都有了一種公正的、實時的相互監(jiān)督的方式，而國內(nèi)的能源用戶現(xiàn)在有了智能能源優(yōu)化工具，自動調(diào)整我們的能源使用，使我們的賬單減少，我們的消費對環(huán)境更友好。這個領(lǐng)域的一個例子就是網(wǎng)格，它促進(jìn)了現(xiàn)代家庭中智能電網(wǎng)的使用。

區(qū)塊鏈技術(shù)的未來。

區(qū)塊鏈技術(shù)確實是一個啟示，它將改變我們生活在我們親愛的星球上的生活方式。在不到十年的時間里，它從默默無聞上升到名氣和影響力，自互聯(lián)網(wǎng)崛起以來，這種影響力一直沒有出現(xiàn)過。區(qū)塊鏈技術(shù)的“大屬”讓人們對不可能的東西感到敏感，這與之前的任何技術(shù)都是不一樣的，因為它為用戶提供了像你這樣的用戶，讓我看到了迄今為止在谷歌、Facebook和亞馬遜（Amazon）等大型壟斷企業(yè)的獨家壟斷地位。這一技術(shù)非常明顯，已經(jīng)開始塑造我們所知道的生活，而且在可預(yù)見的將來還會繼續(xù)這樣做。有如此之多的弊病困擾著幾乎所有的商業(yè)部門，以至于用戶不得不如此長久地默默地接受，而區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)是民主的本質(zhì)，正是為了糾正這些錯誤。盡管它的反對者說，區(qū)塊鏈技術(shù)由于其多方面和非常強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)而擁有所有四個王牌，這意味著世界各地的政府和其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)是否喜歡它，它是在這里與我們保持聯(lián)系，因為沒有可行的方法來回滾或關(guān)閉它。

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