区块链用了哪些技术,区块链使用的技术

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。

区块链是一个公开的数据列表，其中的每一份记录被称作一个区块。这些区块像链条一样连成一串，形成了区块链。就像成语接龙一样，相邻的词语之间必然存在某种联系才能形成词语链条。区块链也是如此，只不过区块与区块之间的联系要复杂得多。

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扩展资料

区块链技术创新不等于炒作虚拟货币，应防止那种利用区块链发行虚拟货币、炒作空气币等行为。同时还要看到，区块链目前尚处于早期发展阶段，在安全、标准、监管等方面都需要进一步发展完善。

大方向没有错，但是要避免一哄而上、重复建设，能够在有序竞争中打开区块链的想象空间。中国在区块链领域拥有良好基础，一些大型互联网公司早有布局，人才储备相对充足，应用场景比较丰富，完全有条件在这个新赛道取得领先地位。

从更大的视野来看，人类能够发展出文明，是因为实现了大规模人群之间的有效合作。亚当·斯密所阐释的“看不见的手”，也是通过市场机制实现了人类社会的分工协作。

由此观之，区块链极大拓展了人类信任协作的广度和深度。也许，区块链不只是下一代互联网技术，更是下一代合作机制和组织形式。

参考资料来源：/baike.baidu.com/item/%E5%8C%BA%E5%9D%97%E9%93%BE/13465666?fr=aladdin"target="_blank"title="百度百科-区块链"百度百科-区块链

简单来说，区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库；从数据结构上看，它是基于时间序列的链式数据块结构；从节点拓扑上看，它所有的节点互为冗余备份；从操作上看，它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。

或许以上概念过于抽象，我来举个例子，你就好理解了。

你可以想象有100台计算机分布在世界各地，这100台机器之间的网络是广域网，并且，这100台机器的拥有者互相不信任。

那么，我们采用什么样的算法（共识机制）才能够为它提供一个可信任的环境，并且使得：

节点之间的数据交换过程不可篡改，并且已生成的历史记录不可被篡改；

每个节点的数据会同步到最新数据，并且会验证最新数据的有效性；

基于少数服从多数的原则，整体节点维护的数据可以客观反映交换历史。

区块链就是为了解决上述问题而产生的技术方案。

二、区块链的核心技术组成

无论是公链还是联盟链，至少需要四个模块组成：P2P网络协议、分布式一致性算法（共识机制）、加密签名算法、账户与存储模型。

1、P2P网络协议

P2P网络协议是所有区块链的最底层模块，负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。

通常我们所用的都是比特币P2P网络协议模块，它遵循一定的交互原则。比如：初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态，在握手之后开始请求Peer节点的地址数据以及区块数据。

这套P2P交互协议也具有自己的指令集合，指令体现在在消息头（MessageHeader)的命令（command）域中，这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能，这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解，可以参考比特币开发者指南中的PeerDiscovery的章节。

2、分布式一致性算法

在经典分布式计算领域，我们有Raft和Paxos算法家族代表的非拜占庭容错算法，以及具有拜占庭容错特性的PBFT共识算法。

如果从技术演化的角度来看，我们可以得出一个图，其中，区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。

在图中我们可以看到，计算机应用在最开始多为单点应用，高可用方便采用的是冷灾备，后来发展到异地多活，这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术，随着分布式系统技术的发展，我们过渡到了Paxos和Raft为主的分布式系统。

而在区块链领域，多采用PoW工作量证明算法、PoS权益证明算法，以及DPoS代理权益证明算法，以上三种是业界主流的共识算法，这些算法与经典分布式一致性算法不同的是，它们融入了经济学博弈的概念，下面我分别简单介绍这三种共识算法。

PoW：通常是指在给定的约束下，求解一个特定难度的数学问题，谁解的速度快，谁就能获得记账权（出块）权利。这个求解过程往往会转换成计算问题，所以在比拼速度的情况下，也就变成了谁的计算方法更优，以及谁的设备性能更好。

PoS：这是一种股权证明机制，它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权（所有权占比）成比例，它实现的核心思路是：使用你所锁定代币的币龄（CoinAge）以及一个小的工作量证明，去计算一个目标值，当满足目标值时，你将可能获取记账权。

DPoS：简单来理解就是将PoS共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子，而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是21个节点，也有可能是101个节点，这一点取决于设计，只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量，因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。

3、加密签名算法

在区块链领域，应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。

其中，难题友好性正是众多PoW币种赖以存在的基础，在比特币中，SHA256算法被用作工作量证明的计算方法，也就是我们所说的挖矿算法。

而在莱特币身上，我们也会看到Scrypt算法，该算法与SHA256不同的是，需要大内存支持。而在其他一些币种身上，我们也能看到基于SHA3算法的挖矿算法。以太坊使用了Dagger-Hashimoto算法的改良版本，并命名为Ethash，这是一个IO难解性的算法。

当然，除了挖矿算法，我们还会使用到RIPEMD160算法，主要用于生成地址，众多的比特币衍生代码中，绝大部分都采用了比特币的地址设计。

除了地址，我们还会使用到最核心的，也是区块链Token系统的基石：公私钥密码算法。

在比特币大类的代码中，基本上使用的都是ECDSA。ECDSA是ECC与DSA的结合，整个签名过程与DSA类似，所不一样的是签名中采取的算法为ECC（椭圆曲线函数）。

从技术上看，我们先从生成私钥开始，其次从私钥生成公钥，最后从公钥生成地址，以上每一步都是不可逆过程，也就是说无法从地址推导出公钥，从公钥推导到私钥。

4、账户与交易模型

从一开始的定义我们知道，仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库，那么，多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢？

我在设计元界区块链时，参考了多种数据库，有NoSQL的BerkelyDB、LevelDB，也有一些币种采用基于SQL的SQLite。这些作为底层的存储设施，多以轻量级嵌入式数据库为主，由于并不涉及区块链的账本特性，这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。

区块链的账本特性，通常分为UTXO结构以及基于Accout-Balance结构的账本结构，我们也称为账本模型。UTXO是“unspenttransactioninput/output”的缩写，翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。

这个区块链中Token转移的一种记账模式，每次转移均以输入输出的形式出现；而在Balance结构中，是没有这个模式的。

一、区块链系统

作为比特币的底层技术，区块链系统一般由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。

1.数据层

数据层封装了底层数据区块及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法，主要描述区块链的物理形式，是区块链上从创世区块起始的链式结构。它包含了区块链的区块数据、链式结构，以及区块上的随机数、时间戳、公私钥数据等，是整个区块链技术中底层的数据结构。

2.网络层

网络层主要通过P2P技术实现分布式网络机制，包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制。因此，从本质上来说，区块链是一个P2P网络，具备自动组网的机制，节点之间通过维护一个共同区块链结构来保持通信。

3.共识层

共识层包括共识算法、共识机制。共识层能让高度分散的节点在去中心化的区块链网络中高效地针对区块数据的有效性达成共识，是区块链的核心技术之一，也是区块链社群的治理机制。目前共识机制算法有数十种，包括工作量证明、权益证明、权益授权证明、燃烧证明、重要性证明等。

4.激励层

激励层主要包括经济激励的发行制度和分配制度，其功能是提供一定的激励措施，鼓励节点参与区块链中安全验证工作，并将经济因素纳入区块链技术体系中，激励遵守规则参与记账的节点，惩罚不遵守规则的节点。

5.合约层

合约层主要包括脚本、代码、算法机制和智能合约，是区块链可编程的基础。它将代码嵌入区块链或令牌中，可以实现自定义的智能合约，在达到某个确定的约束条件的情况下，不用经由第三方就能自动执行，是区块链去信任的基础。

6.应用层

应用层封装了各种应用场景和案例，类似于计算机操作系统上的应用程序、互联网浏览器上的门户网站、搜索引擎、电子商城或是手机端上的APP。它将区块链技术应用部署在以太坊、EOS、QTUM等上，并在现实生活场景中落地。未来，可编程金融和可编程社会会搭建在应用层上。

数据层、网络层、共识层是构建区块链技术的必要元素，缺少任何一层都不能称之为真正意义上的区块链技术；激励层、合约层和应用层不是每个区块链应用的必要因素，一些区块链应用并不完整地包含此三层结构。

从商业的角度来讲，区块链技术有它自身的一个特点，就是足够数字化，它是跨境的，是跨时空的，是跨组织的。数据的流动是没有边界的，所以区块链同时是分布式的，它是自组织的和去中心化的。

所以区块链的由来，任何新的颠覆式技术的应用，历来就有两条路线，或者说两种方法。一种方法，是把它视为一种工具，用它来改善传统的商业模式，得到一种边际效益上的提升。另外一种是把它当作一套制度，用来重构商业的底层逻辑。

这两种应用方法，在过去几年就有一个很好的案例。当互联网公司在推广“互联网+”的时候，我们也看到很多传统的商业机构说，不是“互联网+”，而是“+互联网”。那么现在那些喊“+互联网”的人到哪去了？有人认为，互联网只是用来改善的一项技术，传统的东西可以加上一些互联网技术，好比把互联网当电子邮件使用，你弄了一套电子邮件系统，就以为是互联网了。但是有人却把互联网当作制度，从底层重构了商业，最后你会发现你失业了。

第二是去中心化的。为什么要去中心？商业上的区域中心技术带来了商业的去中心化，这个是历史的必然趋势。这个趋势在哪里？我觉得是两点，一个是经济全球化，进入2.0版本。现在通过互联网，已经不是公司在全球化，不是公司把自己变成跨国公司，而是任何一个个人互联网都赋能给它，让它可以在一个中国的小县城，通过互联网把它的产品卖给全世界。经济全球化发展到个人全球化的时候，解决点对点的交易，点对点的服务，成为一个突出的问题。那么区块链技术所带来的实时清算结算，点对点交易交收这些特点，正好可以帮助个人商业活动的全球化。

第三是经济的数字化。当数据集合到一定程度之后，它的流通基本上是跨时空的，商业活动对金融支付的需求，是随时随地随身的，而做不到随时随地随身随需提供场景化、虚拟化的支付清算服务，终究会被技术和市场所淘汰。

#比特币[超话]##数字货币##欧易OKEx#

1.公链，无官方机构，无管理机构，无中心服务器。参与节点按照系统的规则自由接入网络，没有控制，节点间基于共识机制工作。(颠覆性:绝对可信和公开)

典型案例:数字货币代表比特币。

2.私链是在一个群体内部建立起来的。系统的运行规则根据小组的要求设定，在保留区块链的真实性和部分去中心化的同时，一定程度上限制了修改或读取权限。(相对可信和公开)

典型案例:R3

3.联盟链，由几个机构共同发起，介于公链和私链之间，具有部分去中心化的特点。该区域快速链上的读取权限可能是开放的，也可能是部分开放的，也就是说，通过内部指定多个预选节点为记账方，预选者争夺记账权限，其他访问节点可以参与交易，但不询问记账过程。预选者的能力不应参差不齐。？

(相对可信和公开)

现有案例:超级分类帐

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