區塊鏈共識演算法和密碼

『壹』 區塊鏈技術是什麼意思 代表什麼

1、狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構， 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

2、廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

『貳』 一文讀懂，XFS中你必須掌握的密碼與區塊鏈理論術語

人們對於事物的深刻認知，不是像「如何將大象放進冰箱？」那般，只回答「打開冰箱，把大象放進去，關上冰箱」那麼簡單。 任何事物都需要一個抽絲剝繭，化整為零的認知過程。 特別是一個新興的概念和事物，更需要更加細致的了解。

XFS系統是一個分布式文件系統，但它並不是一個單一的框架結構，他 是密碼學、區塊鏈、互聯網等多種技術手段結合的一個有機整體 ，因此，想要更詳細的了解它，我們必須知道一些專業術語的概念。

1.加密網路

加密網路簡單來說就是一個公共區塊鏈。在區塊鏈技術誕生之前，互聯網網路中的數據傳輸其實是沒有任何加密手段的，黑客一旦截取的其中的數據，那麼除非那段數據本身就是密文，否則那些數據就直白地暴露在黑客眼前。

加密網路便是通過區塊鏈技術，由區塊鏈各個節點維護，任何人都可以無需許可加入，更重要的是，整個網路中運轉的數據是加密的。XFS系統便是一個典型的加密網路。

2.哈希演算法

哈希演算法是區塊鏈中用以確保數據完整性和安全性的一個特殊程序。哈希演算法採用的是名為「哈希函數」數學關系，結果輸出被稱為「加密摘要」。加密摘要的特點是任意長度的數據輸入後，返回的都是一個唯一且固定長度的值。

哈希函數具備：

基於這些特性，它在保證加密安全時也被用於防篡改，因為即使對散列函數的數據輸入進行微小更改也會導致完全不同的輸出。這也成為了現代密碼學和區塊鏈的主力。

3.分布式賬本

區塊鏈就是一個分布式賬本，但這個賬本不僅僅可以記錄交易信息，還可以記錄任何數據交互。每個分類帳交易都是一個加密摘要，因此無法在不被檢測到的情況下更改條目。這樣使得區塊鏈使參與者能夠以一種去中心化的方式相互審計。

4.私鑰和公鑰

私鑰和公鑰是區塊鏈通過哈希演算法形成加密後生成的一組用於解密的「鑰匙」。通過對私鑰加密，形成公鑰，此時，原始信息只能通過私鑰進行查看，由用戶自己保存，公鑰就如同一個房屋地址，用於進行數據交互，是可以公開的。反之，如果對公鑰加密，形成私鑰，那麼就會形成不可篡改的數字簽名，因為這個公鑰上的簽名只有私鑰擁有者才能進行創建。

1.節點

節點是一個區塊鏈網路的最基礎建設，也是區塊鏈網路和現實連接的物理設備。單個節點擁有許多的功能，例如緩存數據、驗證信息或將消息轉發到其他節點等。

2.點對點（P2P）網路

區塊鏈所構建的便是去中心化後節點與節點之間的數據交互。傳統的互聯網數據傳輸是一種客戶端—伺服器—客戶端的中心輻射模式。點對點網路則更符合「網」這個詞，在這個網路中，每個節點都在單一通信協議下運行，以在它們之間傳輸數據，避免了因為伺服器單點故障而引發的網路崩潰。

3.共識驗證

區塊鏈的共識驗證解決了大量分散的節點意見不統一的問題，以「少數服從多數」的哲學依據，在區塊鏈網路中，更多的節點認可便意味著「共識」，通常而言，區塊鏈網路中超過51%的節點認可的便會被採用和認可。

4.復制證明和時空證明

這兩個證明在XFS系統中都可以總稱為存儲證明。XFS系統的核心功能之一是數據存儲，因此，為了證明存儲的有效性，便通過復制證明驗證數據是否存在節點存儲空間中，並通過時空證明驗證時間上的持續性。存儲提供方如果在儲存有效期內能持續提交存儲證明，那麼他便會獲得由XFS系統提供的獎勵。

5.冗餘策略和糾刪碼

這是XFS用來平衡數據存儲量的兩個方式。冗餘策略將數據通過多副本的方式備份，確保數據在損壞或丟失後能找回。

糾刪碼則是確保數據在復制、傳輸時不會產生過多備份，節省存儲空間、提高傳輸效率。

6.文件分片協議

XFS將文件切分為N個細小的碎片存儲在節點當中，這些碎片只要有任意 M個碎片即可恢復出數據，這樣只要不同時有 N-M+1 個節點失效就能保證數據完整不丟失。

7.智能合約

XFS中的智能合約是一段程序代碼，由於是基於區塊鏈生成的，因此同樣繼承了區塊鏈不可篡改、可追溯等特點，它能保證雙方執行結果的確定性，這也使得XFS網路中的數據交互變得更加可信。

8.Dapp

即去中心化APP，同普通的APP一樣具備更加方便快捷的網路接入埠，唯一不同的便是它拋棄了傳統APP中心化的特點，這使得Dapp中的數據是歸屬於用戶自身，不用擔心隱私泄露、大數據殺熟等問題。

XFS系統是一個開放性平台，用戶可以自由的在其中使用、設計、創作各種Dapp。

結語

關於XFS中的理論術語基於篇幅原因是很難詳細展開細講的，這其中涉及到了更多的互聯網和區塊鏈專業知識。但通過上面這些簡單的解釋，相信大家對XFS系統也有了一個比較立體的認知，那麼，我們便期待打破傳統中心化存儲弊端，開船全新存儲時代的XFS新一代分布式文件系統吧。

『叄』 區塊鏈是何物

樓主首先要搞清楚2個邏輯。

一個是區塊鏈技術，一個是區塊鏈投資（魚龍混雜，需要辨別）。

區塊鏈， 本質上是一個去中心化的分布式賬本資料庫。P大點事，鏈上的每個節點都會同步復制並記賬，信息透明難以篡改。好比你說要給女朋友買個包，結果她發了個朋友圈，大家都知道了並記在小本上，你就不能抵賴，只好乖乖掏錢了。不過，有對象是第一步！

區塊鏈技術的核心價值有3個

1、去中心化

2、可追溯

3、不可篡改

正式因為它的這些價值，可以很好的解決我們日常生活中的很多信任問題，比如食品安全，證據保存等。

區塊鏈在當今 社會 中的運用可以說越來越廣泛，但是也不乏對區塊鏈還不多了解的人群，那麼區塊鏈究竟是何物呢？我來談談自身的體會！

在區塊鏈分散的儲存上，區塊鏈可以說就相當於一個分布式的賬本，利用時間的順序將每個區塊的記憶排列串聯形成一個廣泛的鏈，並且這種結合的鏈是無法被第三方隨意篡改和偽造的，非常有力的保障了數據結合形成鏈的安全性！

並且區塊鏈的特點也完全合乎了現代企業的業務需求，足夠的去中心化和去信任化的區塊鏈也會在時間的延續中被更多人所接納，相信區塊鏈在未來的發展中也是不可估量的。

那麼，究竟區塊鏈具體都能夠運用在哪些地方呢？相信這也是很多人關心的問題。就好比說由點點星光研發的星光鏈，作為同區塊鏈擁有同樣特點的星光鏈，更為真實的分布式儲存和雲端計算，都將被廣泛運用在我們的生活服務和物聯網當中！

在商業存儲中，星光鏈也將起到至關重要的作用，如分布式酒店或者是智能生活計算都離不開星光鏈的存儲、計算以及處理工作。

話說星光鏈即將上線，如果想要擁有星光鏈的親，就要及時做好准備啦！不過還有一點就想要將星光鏈作為己有，就要進行挖礦或者交易等獲得，如果不了解的親就要做好事前了解，知己知彼百戰不殆才能選擇適合自己的東西嘛！

區塊鏈是什麼？知道的都有一點了解，有自己的看法。

區塊鏈的官方定義是：區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

在區塊鏈技術中單獨提到的是「去中心化」，也就是網上買賣中去掉了支付寶這樣的中轉，直接由買方和賣相互聯系，並且完全不用擔心被騙，相互之間信譽度不用再考慮。

類似於現實中實體店裡的買賣，你給他錢，他給你東西。他能看到你的錢來歷，以前都誰用了，持有者是誰，而你可以看到東西的原料，產地在哪，具體的製造過程，這樣說是不是很牛。

區塊鏈，我們都作為了鏈中的一環，前後相鏈，成鏈成環成網，每個人都是一份子，每個人都是別人的上個信息來源和下個信息的接受著。

不管掙不掙錢，早早的參與總是可以有更多的機會。

一句話概括，如果互聯網技術解決的是通訊問題的話，區塊鏈技術解決的是信任問題。

所謂區塊鏈是一種分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。用通俗點的語言講，區塊鏈（Blockchain）是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠資料庫的技術方案。 再講明白點，區塊鏈就類似一種全民參與記賬的方式。所有的系統背後都有一個資料庫，你可以把資料庫看成是就是一個大賬本。那麼誰來記這個賬本就變得很重要。

目前就是誰的系統誰來記賬，微信的賬本就是騰訊在記，淘寶的賬本就是阿里在記。但現在區塊鏈系統中，系統中的每個人都可以有機會參與記賬。在一定時間段內如果有任何數據變化，系統中每個人都可以來進行記賬，系統會評判這段時間內記賬最快最好的人，把他記錄的內容寫到賬本，並將這段時間內賬本內容發給系統內所有的其他人進行備份。 這樣系統中的每個人都了一本完整的賬本。這種方式，我們就稱它為區塊鏈技術。

何物？不知道啊……

對於如何利用？最典型的應該就是比特幣的指數爆發式的增長所帶來的經濟利潤了吧。而現在也是各大平台都推出自己的區塊鏈，都希望能夠分一杯羹。

現在最火的網易星球，通過每天的簽到賺取原力，通過邀請好友賺取原力，而原力的多少直接影響了你挖的黑鑽的多少，到現在為止，最多的大哥應該是才挖到七十個左右的黑鑽，而我也才3個左右。

目前網易提供的消息是在三月中旬出進行黑鑽買賣，那個時候應該能體現出這個黑鑽究竟有沒有價值。而且相比較其他的區塊鏈項目，網易星球必須要有邀請人的邀請碼才能夠注冊。

第二個就是布洛克城了，也是比較火的這個平台，就通過我現在的狀況來看，這個平台所挖到的種類比較多，不是說像黑鑽一樣只有一種東西，而且相比較而言，挖的數量是真心不多，到目前為止，都是以0.00幾的產量來計算。

第三個就是這個inurswallet了。這個我也不大懂，和其他兩個差不多，但是產量比較大

第四個就是這個網路萊茨狗啦，這個和其他幾個有點不同，可以通過簽到領取微積分，或者通過邀請好友賺取微積分，還可以通過萊茨狗的買賣來賺取微積分，很多人覺得養了狗沒什麼動靜了，因為不和其他的平台一樣需要一直領取，所以顯得有點無聊，現在的萊茨狗只是第0代，而且後期可能會出現繁殖功能會出第1代，第二代等等。

區塊鏈是一種技術，通過這種技術能讓互聯網上的數據變得安全可靠，不可復制。並且，不需要一個機構或者組織去看管。

目前，區塊鏈技術還不成熟，因為確實有技術瓶頸，導致了區塊鏈對數據的處理速度不盡人意。區塊鏈之所以火爆，與人們火熱的期待離不開。不過區塊鏈確實是一個顛覆性的技術，相信會有突破技術瓶頸的一天，真正出現好的應用。

1和N，公和私，高效與低效

（一）新零售和區塊鏈有啥區別？

很多人第一印象都認為兩者沒啥本質區別！

事實果真如此嗎？

持股新零售，人民自由准入，資本受限，渠道唯一，終點指向 社會 主義全民所有制。區塊鏈，資本自由准入，人民受限，渠道與平台無限多（N），渠道成本不斷推高，始終指向資本主義私有制。一個是1，一個是N；一個渠道成本遞減，一個渠道成本遞增；一個指向 社會 主義全民所有制，一個指向資本主義私有制。

（二）新零售與傳統網路有啥區別？

很多人的感覺就是新零售未來幫大家賺錢，其他與傳統網路無差別。

事實果真如此嗎？

消費者主導的新零售，消費者和生產者自由准入，資本受限，渠道唯一，終點指向邊際成本為零與系統高度安全與穩定。反觀現在的傳統網路，資本自由准入，渠道數量和成本不斷增加，每個平台都可能見不到明年的太陽，平台在邏輯上不安全、不穩定。一個是1，一個是N；一個是成本遞減，一個是成本遞增；一個是利實體，一個是坑實體；一個走向穩定和統一，一個走向分裂和沖突；一個指向共同富裕，一個指向兩極分化。

（三）新零售和美聯儲主導的商業銀行體系有啥區別？

消費者主導新零售，渠道唯一，消費者與實體企業自由准入，終點指向最低成本渠道，指向 社會 主義公有制。商業銀行，資本自由准入，終點指向渠道成本不斷推升，不但擠壓實體利潤，指向債務和經濟危機。一個是1，一個是N；一個是人民自由准入，一個是資本自由准入；一個是渠道成本清零，指向幸福，一個是渠道成本逐漸提升，經濟靠投資拉動，最終引發不可逆的環境危機。

（四）大道至簡，萬法歸一

渠道不直接創造價值！

渠道越少，效率越高。新零售通過人民自由准入，守住唯一，就是守住最低成本，就是守住未來大道！

反觀區塊鏈、傳統網路和商業銀行系統，它們起點是N，越折騰，越多，對它們依存的實體傷害越大，它們越接近死亡。

——何為 社會 主義公有制？

所有企業都被一個新零售鏈接成一家超級企業，這家超級企業只承擔生產和運輸成本兩項成本。 社會 的富裕程度由生產能力決定，而不是由資本和金融演算法決定。強大到過剩的生產能力決定共同富裕是一種必然。

——何為資本主義私有制？

資本自由准入，可以瞎折騰，渠道與平台數量不斷增加，渠道成本指數增長，擠壓實體利潤，抑制實體企業為人民服務。這里的渠道包括區塊鏈、傳統網路和商業銀行網路等等。私有制的本質是守N，渾水摸魚。

區塊鏈是個什麼東西，這個詞似乎成為了2018年，對互聯網稍微有點研究的人都會提問的詞了。

區塊鏈作為一個新概念詞的出現，很多人一開始沒有辦法理解，我們以點點星光的星光鏈，代碼：STA為案例。

星光鏈就是基於區塊鏈而出現的，擁有去中心化、去信任等區塊鏈的特點，所謂去中心化和去信任，就是說以後可以點對點傳輸，而星光鏈就可以實現這個。具體如下：

基於區塊鏈的去中心化、分布式、點對點傳輸、不可篡改等特性，上傳的數據將進行分片式存儲和多次備份並加密保存，任何人獲得任何一片或多片都不能組成完整的數據，當部分存儲的數據丟失或損毀後，以保證數據的安全和隨時下載，系統將自動產生新的備份，只有通過私鑰才能進行下載、更改或刪除。

區塊鏈是用來共同記錄公共數據的，或者更狹義的說，用來記賬的。

你說記賬用電腦自己記就可以啊，為什麼要區塊鏈記呢？

因為你自己記的賬別人不信。你誰啊？憑什麼你記的別人就信？

比如，你在你的電腦里記了張三欠你1萬塊錢，張三說我電腦里還記了你欠我100萬呢。那怎麼辦？

以前這么解決：找一個公證人，你倆的賬都記在公證人這里，出現糾紛以公證人的賬本為准。比如銀行就是干這個的。你倆的錢都存他那裡，轉賬、借款都有記錄。

區塊鏈這么解決：你在自己的電腦里記賬的時候，張三也在自己電腦里記一下同樣的數據，記好之後，你倆互相檢查一下，都認可了，這賬就算正式記下了。中間不需要第三方或者所謂「權威機構」、「認證機構」的參與。

大家共同記賬的方式，也被稱為「分布式」或「去中心化」，因為人人都記賬，且賬本的准確性由程式演算法決定，而非某個權威機構。

這就是區塊鏈，核心講完了，區塊鏈就這么簡單，一個共同記賬的賬本。

區塊鏈是何物？

首先我們擺正一下概念，區塊鏈是一門綜合了多門學科的計算機技術，它和互聯網一樣，是處理信息數據的電子平台。

區塊鏈不等於數字貨幣。數字貨幣只是應用了區塊鏈技術，增加了它的唯一性和安全性，讓它難以偽造。這些數字貨幣實際上也是一串串的數字信息代碼。

然後回答兩個子問題：

（1）區塊鏈技術如何利用

要弄清楚如何利用區塊鏈，就要先弄清楚它的運行原理，以及優缺點在哪裡。

簡單地說，在區塊鏈平台上，數據會經過處理打包成固定大小，然後經過加密生成唯一的驗證信息，並使用驗證信息完成數據的前後串聯。中間的信息區塊會包含前面區塊的驗證信息，並生成新的唯一信息，供後面的區塊使用。因為生成的驗證信息是唯一的，所以改動其中任何的內容都會產生另一條不一樣的驗證信息。所以區塊鏈以此來保障數據的安全性。

在這一基礎上，區塊鏈用分布式存儲的方式將數據副本分別保存在每一個參與區塊鏈的人手中，大家對照一致的數據信息才是受認可的信息。如果有不一樣的副本和大多數人不一樣，那麼它的數據就是篡改過的，也就是偽造的。

區塊鏈還有其他特點，例如即使廣播、狀態同步，以及智能合約、自動運行，還有公開共享等特點。

我們在利用區塊鏈技術的時候，要想好用這一技術解決實際的什麼問題，這些問題有沒有其它的替代解決方案。如果用區塊鏈技術的成本更低，那麼就可以採用它。

例如將公司的財務信息應用區塊鏈技術來保存，每一筆財務都會得到安全的加密整理，並且分布到公司多台電腦上保存副本。那麼這些存儲的數據就是足夠安全的，沒有人可以單方面篡改賬目，如果有人的賬目副本和其他人的不一樣，那麼它就是篡改的。

這樣的應用就可以節省很多的財務數據審核成本，為企業創造效益。

（2）區塊鏈何時成熟？

區塊鏈明天就成熟。

哈哈，這當然是不可能的。要說技術什麼時候成熟，需要考慮將技術用在什麼地方，是商用還是民用，還是簡單的數據應用。你要把技術用到什麼程度。

打個比方，互聯網技術什麼時候成熟？現在就能說成熟嗎？成熟的標準是什麼？對於民用來說，互聯網技術是相對成熟的，因為它已經能夠滿足人們的日常信息處理需求。但是對於商用來說，互聯網技術還不夠成熟，因為它仍存在一些技術瓶頸。這就是為什麼阿里巴巴每年電商節的時候都會搞一個什麼成交量數據，要知道，在那麼短的一兩個小時內，涌進來上億計的信息量，該怎麼處理？優先處理誰的？數據中斷怎麼辦？這些都是逐步涌現出來的問題。

回到區塊鏈，區塊鏈技術現在還只是原始模型的狀態，還處於非常初步的階段，沒有人設想過它最終能給 社會 帶來什麼樣的具體變化，一切都是空中樓閣。甚至連當前的區塊鏈 社會 基礎都還十分薄弱。在這樣的基礎上又怎能推斷它成熟的時間。

如果非要說一個時間，我說是明天。為什麼是明天？因為技術在發展，明天的進步肯定比今天更完善。

感謝閱讀。

『肆』 區塊鏈是什麼如何簡單易懂地介紹區塊鏈

很多人不知道區塊鏈是什麼，這邊給大家詳細的介紹一下，區塊鏈就是顛覆舊模式的新技術，就像人們容易忽視看不見卻不可或缺的氧氣一樣，人們往往忽視了市場經濟中至關重要的東西，那就是信任。沒有信任，任何交易都無法成立。

此外不同的種族、民族、文化、宗教信仰等，會形成信任鴻溝。由於陌生人之間缺乏相互理解和必要的信任，交易很難發生。市場經濟在陌生人中大量出現。市場經濟的產生和發展在於一種新機制的誕生，它解決了陌生人之間的信任問題。

區塊鏈的概念最早是在2008年由比特幣創始人中本聰撰寫的論文中提出的，區塊鏈可以理解為一種公共會計的技術方案，所有數據都將公開透明，不需要中央伺服器作為信任中介，從而在技術層面上保證信息的真實性、不變性和可信度，數據的不變性非常重要。

由於區塊鏈具有大規模擴展、數據公開透明的技術特點，並且由於每個客戶端的數據都是一致的，即使部分客戶端被破壞，也不會影響數據安全的可靠性，尤其是可以有效解決陌生人之間的信任問題，因此這項技術可以擴展到所有可以數字化的領域，如數字貨幣、支付清算、數字票據、權益證明、徵信、政務服務、病歷等，如果區塊鏈技術發達了，未來將與大家息息相關。

『伍』 區塊鏈共識演算法——（四）PoA共識（Proof of Activity）

PoA共識（Proof of Activity）也稱為活動證明，其結合了PoW工作量證明與PoS權益證明的特點並進行了相應擴展，PoA共識具有更為復雜的記賬節點選取，同時有更為公平的獎勵機制。

PoA活動證明，主要的優勢是利用公平的激勵措施保證節點保持在線狀態，調動節點積極性，線上礦工即使不挖礦也有一定的概率獲取收益。大大提高了全網維護質量。

step1：每個礦工先利用自身算力通過工作量證明機制後得出nonce並生成一個空區塊頭，這個區塊頭除了沒有交易信息數據外其他數據與正常區塊一致。

step2：最先生成空區塊的節點廣播全網節點，全網節點接收到消息後，將此區塊的hash值與上一區塊的hash值進行拼接，然後加上n個固定後綴值進行再hash，最後得出n個值作為輸入，進入follow-the-satoshi程序，然後可輸出n個隨機權益持有者。

step3：前n-1個隨機權益持有者對空區塊進行簽名，第n個隨機權益持有者即為獲取到記賬權的節點，他將在空區塊的基礎上添加交易數據與簽名。

step4：第n個隨機權益持有者將打包好的區塊廣播全網，全網節點接收到區塊後進行驗證，驗證成功後上鏈。

step5：產生空區塊的礦工與第n個隨機權益持有者以及前n-1個已簽名的隨機權益持有者共享交易費獎勵。

『陸』 區塊鏈是什麼

區塊鏈是一種全新的計算範式和分布基礎架構，利用快鏈式數據結構、分布式節點共識演算法、密碼學方式和基於自動化腳本代碼的智能合約來生產、驗證、存儲和傳輸數據。也可以說區塊鏈是一種分布式的賬本技術，能夠在非信任環境中提供去中心化信任機制，從而讓多方參與者在沒有中介機構的情況下進行安全的信任化交易。
區塊鏈技術的核心優勢是去中心化，能夠通過運用數據加密、時間戳、分布式共識和經濟激勵等手段，在節點無需互相信任的分布式系統中實現基於去中心化信用的點對點交易、協調與協作，從而為解決中心化機構普遍存在的高成本、低效率和數據存儲不安全等問題提供了解決方案。
區塊鏈的應用領域有數字貨幣、通證、金融、防偽溯源、隱私保護、供應鏈、娛樂等等，區塊鏈、比特幣的火爆，不少相關的top域名都被注冊，對域名行業產生了比較大的影響。

『柒』 請問游戲區塊鏈是指什麼

游戲區塊鏈意思是一套以數字形式定義的承諾。區塊鏈採用P2P技術、密碼學和共識演算法等技術，具有數據不可篡改、系統集體維護、信息公開透明等特性。提供一種在不可信環境中，進行信息與價值傳遞交換的機制，是構建未來價值互聯網的基石。目前，世界各國政府、產業界和學術界都高度關注區塊鏈的應用發展，相關的技術創新和模式創新不斷涌現。
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『捌』 區塊鏈技術是什麼意思

區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算範式，用區塊鏈技術所串接的分布式賬本能讓兩方有效紀錄交易，且可永久查驗此交易。
拓展資料
區塊鏈的基本原理理解起來並不難。基本概念包括：
交易（Transaction）：一次操作，導致賬本狀態的一次改變，如添加一條記錄；
區塊（Block）：記錄一段時間內發生的交易和狀態結果，是對當前賬本狀態的一次共識；
鏈（Chain）：由一個個區塊按照發生順序串聯而成，是整個狀態變化的日誌記錄。
如果把區塊鏈作為一個狀態機，則每次交易就是試圖改變一次狀態，而每次共識生成的區塊，就是參與者對於區塊中所有交易內容導致狀態改變的結果進行確認。
用通俗的話闡述：如果我們把資料庫假設成一本賬本，讀寫資料庫就可以看做一種記賬的行為，區塊鏈技術的原理就是在一段時間內找出記賬最快最好的人，由這個人來記賬，然後將賬本的這一頁信息發給整個系統里的其他所有人。
這也就相當於改變資料庫所有的記錄，發給全網的其他每個節點，所以區塊鏈技術也稱為分布式賬本。
目前區塊鏈的應用，主要有兩種模式：
1）原生型的區塊鏈應用：直接基於去中心化的區塊鏈技術，實現價值傳遞和交易等應用，例如數字貨幣；
2）「區塊鏈+」模式：將傳統的場景和區塊鏈底層協議相結合，以便提高效率，降低成本。預計區塊鏈在各行業的應用，將以第二種模式為主。
區塊鏈具有五大核心屬性，即：交易屬性（價值屬性)、存證屬性、信任屬性、智能屬性、 溯源屬性。如上核心屬性與行業的需求相結合，解決行業痛點問題，成為了區塊鏈在各行業 應用的商業模式。
作為一種基礎性技術，區塊鏈在眾多具有分布式處理、點對點交易、快速建立信任關系等需求的行業領域具有極大的應用價值，其核心是解決了信用的問題,實現了價值的點到點傳遞。因此被認為是未來價值互聯網的基石。
區塊鏈商業模式的核心在於，利用區塊鏈引入的創新屬性，與傳統行業應用相結合，實現商業邏輯的重構，以便創造新的應用場景，或提升效率，降低成本。

『玖』 深入了解區塊鏈的共識機制及演算法原理

所謂「共識機制」，是通過特殊節點的投票，在很短的時間內完成對交易的驗證和確認；對一筆交易，如果利益不相乾的若干個節點能夠達成共識，我們就可以認為全網對此也能夠達成共識。再通俗一點來講，如果中國一名微博大V、美國一名虛擬幣玩家、一名非洲留學生和一名歐洲旅行者互不相識，但他們都一致認為你是個好人，那麼基本上就可以斷定你這人還不壞。

要想整個區塊鏈網路節點維持一份相同的數據，同時保證每個參與者的公平性，整個體系的所有參與者必須要有統一的協議，也就是我們這里要將的共識演算法。比特幣所有的節點都遵循統一的協議規范。協議規范（共識演算法）由相關的共識規則組成，這些規則可以分為兩個大的核心：工作量證明與最長鏈機制。所有規則（共識）的最終體現就是比特幣的最長鏈。共識演算法的目的就是保證比特幣不停地在最長鏈條上運轉，從而保證整個記賬系統的一致性和可靠性。

區塊鏈中的用戶進行交易時不需要考慮對方的信用、不需要信任對方，也無需一個可信的中介機構或中央機構，只需要依據區塊鏈協議即可實現交易。這種不需要可信第三方中介就可以順利交易的前提是區塊鏈的共識機制，即在互不了解、信任的市場環境中，參與交易的各節點出於對自身利益考慮，沒有任何違規作弊的動機、行為，因此各節點會主動自覺遵守預先設定的規則，來判斷每一筆交易的真實性和可靠性，並將檢驗通過的記錄寫入到區塊鏈中。各節點的利益各不相同，邏輯上將它們沒有合謀欺騙作弊的動機產生，而當網路中有的節點擁有公共信譽時，這一點尤為明顯。區塊鏈技術運用基於數學原理的共識演算法，在節點之間建立「信任」網路，利用技術手段從而實現一種創新式的信用網路。

目前區款連行業內主流的共識演算法機制包含：工作量證明機制、權益證明機制、股份授權證明機制和Pool驗證池這四大類。

工作量證明機制即對於工作量的證明，是生成要加入到區塊鏈中的一筆新的交易信息(即新區塊)時必須滿足的要求。在基於工作量證明機制構建的區塊鏈網路中，節點通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權，求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。工作量證明機制具有完全去中心化的優點，在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中，節點可以自由進出。大家所熟知的比特幣網路就應用工作量證明機制來生產新的貨幣。然而，由於工作量證明機制在比特幣網路中的應用已經吸引了全球計算機大部分的算力，其他想嘗試使用該機制的區塊鏈應用很難獲得同樣規模的算力來維持自身的安全。同時，基於工作量證明機制的挖礦行為還造成了大量的資源浪費，達成共識所需要的周期也較長，因此該機制並不適合商業應用。

2012年，化名Sunny King的網友推出了Peercoin，該加密電子貨幣採用工作量證明機制發行新幣，採用權益證明機制維護網路安全，這是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次應用。與要求證明人執行一定量的計算工作不同，權益證明要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權即可。權益證明機制的運作方式是，當創造一個新區塊時，礦工需要創建一個「幣權」交易，交易會按照預先設定的比例把一些幣發送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間，依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度，從而加快了尋找隨機數的速度。這種共識機制可以縮短達成共識所需的時間，但本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算。因此，PoS機制並沒有從根本上解決PoW機制難以應用於商業領域的問題。

股份授權證明機制是一種新的保障網路安全的共識機制。它在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時，還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。

股份授權證明機制與董事會投票類似，該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統，就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會，所有股東都在這里投票決定公司決策。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表，而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中，全體節點投票選舉出一定數量的節點代表，由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。同時，區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要，全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格，重新選舉新的代表，實現實時的民主。

股份授權證明機制可以大大縮小參與驗證和記賬節點的數量，從而達到秒級的共識驗證。然而，該共識機制仍然不能完美解決區塊鏈在商業中的應用問題，因為該共識機制無法擺脫對於代幣的依賴，而在很多商業應用中並不需要代幣的存在。

Pool驗證池基於傳統的分布式一致性技術建立，並輔之以數據驗證機制，是目前區塊鏈中廣泛使用的一種共識機制。

Pool驗證池不需要依賴代幣就可以工作，在成熟的分布式一致性演算法(Pasox、Raft)基礎之上，可以實現秒級共識驗證，更適合有多方參與的多中心商業模式。不過，Pool驗證池也存在一些不足，例如該共識機制能夠實現的分布式程度不如PoW機制等

這里主要講解區塊鏈工作量證明機制的一些演算法原理以及比特幣網路是如何證明自己的工作量的，希望大家能夠對共識演算法有一個基本的認識。

工作量證明系統的主要特徵是客戶端要做一定難度的工作來得到一個結果，驗證方則很容易通過結果來檢查客戶端是不是做了相應的工作。這種方案的一個核心特徵是不對稱性：工作對於請求方是適中中的，對於驗證方是易於驗證的。它與驗證碼不同，驗證碼是易於被人類解決而不是易於被計算機解決。

下圖所示的為工作量證明流程。

舉個例子，給個一個基本的字元創「hello，world！」，我們給出的工作量要求是，可以在這個字元創後面添加一個叫做nonce（隨機數）的整數值，對變更後（添加nonce）的字元創進行SHA-256運算，如果得到的結果（一十六進制的形式表示）以「0000」開頭的，則驗證通過。為了達到這個工作量證明的目標，需要不停地遞增nonce值，對得到的字元創進行SHA-256哈希運算。按照這個規則，需要經過4251次運算，才能找到前導為4個0的哈希散列。

通過這個示例我們對工作量證明機制有了一個初步的理解。有人或許認為如果工作量證明只是這樣一個過程，那是不是只要記住nonce為4521使計算能通過驗證就行了，當然不是了，這只是一個例子。

下面我們將輸入簡單的變更為」Hello,World!+整數值」，整數值取1~1000，也就是說將輸入變成一個1~1000的數組：Hello,World!1；Hello,World!2；...；Hello,World!1000。然後對數組中的每一個輸入依次進行上面的工作量證明—找到前導為4個0的哈希散列。

由於哈希值偽隨機的特性，根據概率論的相關知識容易計算出，預計要進行2的16次方次數的嘗試，才能得到前導為4個0的哈希散列。而統計一下剛剛進行的1000次計算的實際結果會發現，進行計算的平均次數為66958次，十分接近2的16次方（65536）。在這個例子中，數學期望的計算次數實際就是要求的「工作量」，重復進行多次的工作量證明會是一個符合統計學規律的概率事件。

統計輸入的字元創與得到對應目標結果實際使用的計算次數如下：

對於比特幣網路中的任何節點，如果想生成一個新的區塊加入到區塊鏈中，則必須解決出比特幣網路出的這道謎題。這道題的關鍵要素是工作量證明函數、區塊及難度值。工作量證明函數是這道題的計算方法，區塊是這道題的輸入數據，難度值決定了解這道題的所需要的計算量。

比特幣網路中使用的工作量證明函數正是上文提及的SHA-256。區塊其實就是在工作量證明環節產生的。曠工通過不停地構造區塊數據，檢驗每次計算出的結果是否滿足要求的工作量，從而判斷該區塊是不是符合網路難度。區塊頭即比特幣工作量證明函數的輸入數據。

難度值是礦工們挖掘的重要參考指標，它決定了曠工需要經過多少次哈希運算才能產生一個合法的區塊。比特幣網路大約每10分鍾生成一個區塊，如果在不同的全網算力條件下，新區塊的產生基本都保持這個速度，難度值必須根據全網算力的變化進行調整。總的原則即為無論挖礦能力如何，使得網路始終保持10分鍾產生一個新區塊。

難度值的調整是在每個完整節點中獨立自動發生的。每隔2016個區塊，所有節點都會按照統一的格式自動調整難度值，這個公式是由最新產生的2016個區塊的花費時長與期望時長（按每10分鍾產生一個取款，則期望時長為20160分鍾）比較得出來的，根據實際時長一期望時長的比值進行調整。也就是說，如果區塊產生的速度比10分鍾快，則增加難度值；反正，則降低難度值。用公式來表達如下：

新難度值=舊難度值*（20160分鍾/過去2016個區塊花費時長）。

工作量證明需要有一個目標值。比特幣工作量證明的目標值（Target）的計算公式如下：

目標值=最大目標值/難度值，其中最大目標值為一個恆定值

目標值的大小與難度值成反比，比特幣工作量證明的達成就是礦中計算出來的區塊哈希值必須小於目標值。

我們也可以將比特幣工作量的過程簡單的理解成，通過不停變更區塊頭（即嘗試不同nonce值）並將其作為輸入，進行SHA-256哈希運算，找出一個有特定格式哈希值的過程（即要求有一定數量的前導0），而要求的前導0個數越多，難度越大。

可以把比特幣將這道工作量證明謎題的步驟大致歸納如下：

該過程可以用下圖表示：

比特幣的工作量證明，就是我們俗稱「挖礦」所做的主要工作。理解工作量證明機制，將為我們進一步理解比特幣區塊鏈的共識機制奠定基礎。