区块链核心技术概览_区块链采购技术概览

第二章 核心技术概览
定义：
1.交易–账本的一次操作
2.区块–记录一段时间内发生的所有交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识
3.链–由区块按照顺序串联而成，是整个账本状态变化的日志记录。
原理：
如果把区块链作为一个状态机，则每次交易就是试图改变一次交易，而每次共识生成的区块，就是参与者对于区块中交易导致状态改变的结果进行确认。
分布式数据记录账本，这个账本只允许添加不允许删除，账本底层的基本结构是一个线性的链表，链表由一个个区块串联而成，后继区块记录前导区块的hash值，新的数据要加入，必须要放到新的区块中，而这个块是否合法，可以通过计算hash的方式快速检验出来。任意维护节点都可以提议一个新的合法区块，然而必须经过一定的共识机制来对最终选择区块达成一致。

比特币例子：
比特币客户端发起一项交易，广播到比特币网络中并等待确认。网络中的节点会将一些收到的等待确认的交易记录打包在一起（此外还要包括前一个区块头部的hash值等信息），组成一个候选区块–>找到一个nonce串（随机串）放到区块中，使得候选区块的hash满足一定的条件。一旦节点算出来满足条件的nonce串，这个区块在格式上就认为“合法”了，就可以尝试在网络中将它广播出去。–>其他节点收到候选区，进行验证，发现确实符合约定条件，就承认这个区块是一个合法的新区块，并维护到自己的区块链中–>当大多数的节点都将区块添加到自己维护的区块链结构上时，该区块链被网络接收，区块中所包括的交易也就得到确认。

关键点：比特币的这种基于算力寻找nonce串的共识机制被称为工作量证明。采用的是尝试性暴力计算。尝试的次数越多，算出来的概率越大。

参与者不同分为：公有链、联盟链、私有链
使用目的和场景不同：货币链、产权链、众筹链、通用链

组成部分：网络层、共识层、智能合约、应用层、权限管理机制。

涉及的领域：分布式系统、存储、密码学、心理学、经济论、博弈论、控制论、网络协议等。

关键问题：
1.防止交易记录被篡改：
2.证明交易双方的身份：
3.保护交易双方的隐私：
传统方案：hash算法、加解密算法、数字证书和签名（盲签名和环签名）
但是量子计算等新技术的出现，RSA等目前商用的加密技术，在未来可能无法提供足够的安全性。

经典的技术难题：如何让大多数节点承认，同时这个信息是被确认的、不可推翻的。
公开匿名场景下：基于概率的算法
带权限管理的场景下：确定性算法

区块链不适用于高频交易的场景，如何提高区块链系统的交易吞吐量，降低交易的确认。
目前公开的区块链只能支持每秒7笔，而对于大额交易来说，交易确认时间为一小时左右，以太坊的区块链的吞吐量略高一些，但交易性能也被认为是较大的瓶颈。
方案是将高频的交易放到链外来，只用区块链记录最终交易信息。

核心是解决多方的互信问题。
可以使用以太坊、超级账本快速设计复杂的分布式账本应用。