区块链技术原理

区块链---上海云虎软件有限公司定义：•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。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。特征：•去中心化•开放性•自治性•信息不可篡•匿名性去中心化由于使用分布式核算和存储，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。开放性•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。自治性•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。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%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。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。应用•艺术行业•Ascribe让艺术家们可以在使用区块链技术来声明所有权，发行可编号，限量版的作品，可以针对任何类型艺术品的数字形式。它甚至还包括了一个交易市场，艺术家们可以通过他们的网站进行买卖，而无需任何中介服务。法律行业•BitProof是目前近些年来涌现的众多文档时间戳应用中最为先进的，将会让传统的公证方式成为过去。相对于包括Blocksgin和OriginStaemp这样的免费版本，BitProof提供更多的服务，包括有一个是针对知识产权的。有趣的是，BitProof最近和一家旧金山的IT学校进行合作，把他们学生的学历证书都放在区块链上，完全重新定义了如何让文凭和学生证书的处理和使用方式。开发行业•Colu是首个允许其它企业发行数字资产的企业，他们可以将各种资产来“代币化”让许多人影响深刻。尽管免费的比特币钱包Counerparty也允许发行简单的代币，并且在其他钱包持有者之间进行交易，Colu的代币可以设置有各种状态和类型，能够脱离或者重新回到这个系统，并且当在区块链上存储数据过大的时候能够将数据存储在BitTorrent的网络上。•房地产行业•他们计划能够让整个产业链流程变得更加现代化，解决每个人在参与房地产面临的各种问题，包括命名过程，土地登记，代理中介等。保险行业•在过去两年里，说起科技领域最炙手可热话题的必然离不开区块链技术。这一脱胎于比特币的底层技术，以7年多的稳定运行证明了其高度安全可靠的架构和算法设计，同时凭借分布式账本和智能合约等创新性的技术，为多个行业的产业升级打开了巨大的想象空间。甚至有业内专家预言区块链技术将掀起第二次互联网革命。核心技术简介•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：分布式账本•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。不同于传统的中心化记账方案，没有任何一个节点可以单独记录账目，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。另一方面，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。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。共识机制•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。以比特币为例，采用的是工作量证明，只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下，才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候，这基本上不可能，从而杜绝了造假的可能。智能合约•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。•金融角度看待区块链•货币的本质：货币只是一种广泛价值共识，本身不具有价值沉淀。•资产与货币的关系：货币描述资产。•什么是数字资产：资产数字化，可细分，可交易，价格由供需市场决定，而不是价值中介——货币决定。•使用了具有“哈希链”(下文有解释)形式的数据结构保存基础数据（不可篡改性的原理）•有多个结点参与系统运行（分布式）•通过一定的协议或算法对于基础数据的一致性达成共识（共识协议/算法）。Hash链的产生原理–密码学Hash()函数的单向性：Hash(x)=y，通过y很难找到x–哈希链：假如现在有顺序产生的数据块A,B,C。那么我们可以这样计算一个hash。注意“||”表示拼接•h0=Hash(A)h1=Hash(B||h0)h2=Hash(C||h1)••h2是我们计算的hash头部，现在来看，为什么我们管这个东西叫Hash链，因为h2的值依赖于之前一系列数据的内容和计算顺序。假如说现在你知道了h2，别人拿着A，B，C，他不管是修改A，B,C的任一点内容还是A，B，C的出现顺序，你都无法再次计算出正确的h2••区块链这个词是英文BlockChain的翻译，如果从字面上理解，数据块组成的链条就足以阐释它的基本内涵了。比特币区块链其实就是哈希链的一个变种(注意，下文描述的这种添加随机数以及对随机数有特殊要求的规则是比特币为了实现工作量证明ProofofWork的共识机制而添加的，并不是区块链的一个必要特征)。怎么变？添加一个随机数（Nonce）–假如现在有顺序产生的数据块A,B,C。我们来这样计算hash头。注意“||”表示拼接•h0=Hash(A||Nonce0)h1=Hash(B||h0||Nonce1)h2=Hash(C||h1||Nonce2)••