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363050.com发布时间：2025-07-06 14:31:59 点击量：
区块链技术最初源自于中本聪（SatoshiNakamoto）2008年提出的比特币
被认为是继大型机、个人电脑、互联网、移动/社交网络之后计算范式的第五次颠覆式
被誉为人类信用进化史上继血亲信用、贵金属信用、纸币信用之后的第四个信用里程碑。
早在20世纪80年代，人们就已经开始了“数字货币”的探索。但是直到比特币出现，
在2008年11月，一个化名为中本聪的人在一篇“比特币：一种点对点的电子现金系统”论文中，描述了一种如何建立一套全新的、去中心化的点到点交易系统的方法，并将他在论文中提出的理念付诸实践，开始研发比特币相关的功能
2009年1月3日，比特币系统正式开始运行，比特币的第一个区块（也称“创世区
2009年1月12日，中本聪通过比特币系统发送了10个比特币给密码学家哈尔•芬尼
本质：是一个去中心化的数据库，它是比特币的核心技术与基础架构，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。
狭义定义：区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链
广义定义：区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
从技术层面杜绝了非法篡改数据的可能性，从而取代了传统应用中保证信任和交易安全
的第三方中介机构，降低了为维护信用而造成的时间成本、人力成本和资源耗用。
区块链系统利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全。存储在区块链上的交易信息是公开的，但账户的身份信息是高度加密的。区块链系统集成了对称加密、非对称加密及哈希算法的优点，并使用数字签名技术来保证交易的安全。
交易（Transaction）：区块链上每一次导致区块状态变化的操作都称为交易，每一次交易对应唯一的交易哈希值，一段时间后便会对交易进行打包。
区块（Block）：打包记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本的一次共识。每个区块以一个相对平稳的时间间隔加入到链上，在企业级区块链平台中，共识时间可以动态设置。
链（Chain）：区块按照时间顺序串联起来，通过每个区块记录上一个区块的哈希值关联，是整个状态改变的日志记录。
共识机制是区块链系统中各个节点达成一致的策略和方法。区块链的共识机制替代了传统应用中保证信任和交易安全的第三方中心机构，能够降低由于各方不信任而产生的第三方信用成本、时间成本和资本耗用。
智能合约是可以自动化执行预先定义规则的一段计算机程序代码，它自己就是一个系统参与者。它能够实现价值的存储、传递、控制和管理，为基于区块链的应用提供了创新性的解决方案。
在公有链中，每个节点都可以自由加入或者退出网络，参与链上数据的读写、执行交易，还可以参与网络识达成的过程，即决定哪个区块可以添加到主链上并记录当前的网络状态。
公有链是完全意义上的去中心化区块链，它借助密码学的加密算法保证链上交易安全。
在采取共识算法达成共识时，公有链主要采取工作量证明（PoW，ProofofWork）机制、权益证明（PoS，ProofofStake）机制和股份授权证明（DPoS，DelegatedProofofStake）机制等共识算法，将经济奖励和加密数字验证结合起来，来达到去中心化和全网达成共识的目的。
其完全去中心化和面向大众的特性，公有链通常适用于“虚拟加密货币”和面向大众
联盟链不是完全去中心化的，而是一种多中心化或者部分去中心化的区块链。在区块
联盟链账本上的数据与公有链的完全公开是不同的，只有联盟成员节点才可以访问， 并且链上的读写权限、参与记账规则等操作也需要由联盟成员节点共同决定。由于联 盟链场景中的参与者组成一个联盟， 参与共识的节点相对公有链而言会少很多，并且 一般是针对某个商业场景，所以共识协议一般不采用与工作量证明类似的挖矿机制， 同时也不一定需要代币作为激励机制，而是采用PBFT、RAFT这类适用于多中心化且 效率较高的共识算法。
同时，联盟链对交易的时间、状态、每秒交易数等与公有链有很大区别，所以它比公
联盟链属于一种许可链，意味着不是任何人都能自由加入网络中，而是需要一定的权限 许可，才可以作为一个新的节点加入。当前联盟链典型的代表有Linux基金会支持的超级 账本（Hyperledger）项目、R3区块链联盟开发的Corda，以及趣链科技推出的 Hyperchain平台等。
私有链，是指整个区块链上的所有写入权限仅仅掌握在一个组织手里，而读取权限可 以根据情况对外开放或者任意进行限制。
相比于公有链和联盟链，私有链的价值主要体现在它可以提供一个安全、可追溯、不
与联盟链一样，私有链也属于一种许可链，不过它的许可权掌握在单一节点中，在有 些场景中，私有链还被称为专有链。
当下私有链的应用不是很多，开创者都在努力探索之中。当前已经存在的应用主要有 英国币科学公司（Coin Sciences Ltd.）推出的多链（Multichain）平台，这个平台的 宗旨是希望能帮助各企业快速地部署私链环境，提供良好的隐私保护和权限控制。
比特币是中本聪站在巨人的肩膀上，基于前人的各种相关技术和算法，结合自己独特的 创造性思维而设计出来的。
区块链利用工作量证明（Proof of Work，PoW）这种共识机制来实现交易更新和共 享，解决了Leslie Lamport等人在1982年提出的拜占庭将军问题（Byzantine Generals Problem），这是一个非常著名的、具有容错性的分布式计算领域问题，即 在一个存在故障节点和错误信息的分布式系统中保证正常节点达到共识，保证信息传 输的一致性。1990年，Leslie Lamport提出了 Paxos算法， Paxos共识算法能在分布 式系统中达成高容错性的全网一致性。但是Paxos共识算法不考虑拜占庭将军问题， Barbara Liskov在1999年提出的拜占庭容错算法（Practical Byzantine fault tolerance，PBFT），改进了Paxos算法，使其可以处理拜占庭将军问题。
源于Cynthia Dwork在1993年提出的工作量证明思想，最初被广泛应用于过滤垃圾邮件。
1997年，Adam Back发明了Hashcash，一种工作量证明算法，利用成本函数的不可逆性， 具有难于破解却易于验证的特点。其算法设计理念被中本聪改进之后，成为比特币区块链 节点达成共识的核心技术之一，达到防止伪造交易的目的，是比特币的基石。
1998年，Wei Dai再一次使用PoW机制提出了匿名的分布式电子货币系统B-money，该系 统在没有第三发帮助下实现点对点交易，并且不可篡改，这也使得B-money成为第一个去 中心化的电子加密货币。比特币区块链的许多思想就是借鉴B-money。
2008年，中本聪在一个隐秘的密码学论坛组发表了一篇关于比特币的论文，提出了利用 PoW和时间戳机制构造出链式交易区块，实现了一种去中心化的匿名支付方式。而时间戳机 制最早由Stuart Haber与W. Scott Stornetta提出，用来确保电子文件安全，中本聪在比特 币中采用了这一技术，对账本中的交易进行追本溯源。
1985年，Neal Koblitz和Victor Miller两人最先将椭圆曲线用于密码学中，独立提出椭圆曲 线密码学（Elliptic Curve Cryptography，ECC）。ECDSA正是在ECC的基础上提出的。 ECC与之前的RSA同为建立公开密钥加密算法，但是ECC可用简短且快速的密钥达到与RSA相 同的安全强度，且更加难以攻破。ECC逐渐成为保障网络安全与隐私的首选之策。
在安全隐私方面，比特币很多设计与创新借鉴了密码学匿名现金系统eCash，这是 David Chaum在1990年针对自己在1982提出的不可追踪密码学网络支付系统理念开创的。虽然 eCash不是一个去中心化的系统，但它足以成为数字货币历史上重要的里程碑。
在2009年比特币上线之后，由于比特币区块链解决了“双花问题”和“拜占庭将军问 题”，真正扫清了“数字货币”流通的障碍。
区块链层作为这些“数字货币”系统的底层技术，是最核心部分，系统的共识过程、 消息传递等核心功能都是通过区块链达成的。
因为比特币和其他山寨币存在资源消耗严重、无法处理复杂逻辑等严重问题，业界将 注意力逐渐转移到更有价值的区块链技术上，产生了运行在区块链上的模块化、可重 用、自动执行脚本，即智能合约。
在这一阶段，区块链技术开始脱离“数字货币”领域的创新，其应用范围延伸到金融 交易、证券清算结算、身份认证等商业领域。
以太坊是这一阶段的代表性平台，它是一个区块链基础开发平台，提供了图灵完备的 智能合约系统。通过以太坊，用户可以自己编写智能合约，构建去中心化的DAPP。基 于以太坊智能合约图灵完备的性质，开发者可以编程任何去中心化应用。
在区块链2.0阶段，以智能合约为主导，越来越多的金融机构、初创公司和研究团体加 入了区块链技术的探索队列，推动了区块链技术的迅猛发展。
随着区块链的继续发展，我们可以大胆构想，区块链技术或许将广泛而深刻地改变人 们的生活方式，并重构整个社会，重铸信用价值。
将来当区块链技术发展到一定程度时，整个社会进入区块链时代，每一个个体都可作 为区块链网络中的一个节点。社会资源的分配使用去中心化技术，区块链或将成为一 个促进社会经济发展的理想框架。
激励层将经济因素引入到区块链技术体系之中，主要包括经济因素的发行机制和分配
数据层是区块链的核心部分，区块链本质上是一种数据库技术和分布式共享账本，是
该层涉及的技术主要包括：区块结构、Merkle树、非对称加密、时间戳、数字签名和 哈希函数。时间戳和哈希函数相对比较简单，这里重点介绍一下区块结构、Merkle树、 非对称加密和数字签名。
以比特币为例，在比特币网络中，Merkle树被用来归纳一个区块中的所有交易，同时 生成整个交易集合的数字指纹即Merkle树根，且提供了一种校验区块是否存在某交易 的高效途径。
生成一棵Merkle树需要递归地对每两个哈希节点进行哈希得到一个新的哈希值，并将 新的哈希值存入Merkle树中，直到两两结合最终只有一个哈希值时，这个哈希值就是 这一区块所有交易的Merkle根，存储到上面介绍的区块头结构中。
第一步，需要使用两次SHA256算法对每笔交易数据进行哈希运算，得到每笔交易的哈希 值，这里可以得到HA、HB、HC、HD这4个哈希值，也就是这棵Merkle树的叶子节点。
第二步，对两个叶子节点HA、HB的哈希值同样使用两次SHA256进行组合哈希运算，将 会得到一个新的哈希值HAB，对HC、HD进行同样的操作将获得另一个哈希值HCD。
第三步，对现有的两个哈希值HAB、HCD进行第二步中的组合运算，最后将得到一个新的 哈希值HABCD，此时我们已经没有了其他同高度节点，所以最后的HABCD就是这一棵 Merkle树的Merkle根。之后将这个节点的32字节哈希值写入到区块头部Merkle根字段中。 Merkle树的整个形成过程结束。
因为Merkle树是一棵二叉树，所以它需要偶数个叶子节点，也就是偶数笔交易。
若出现奇数笔交易，Merkle树的解决方案是将最后一笔交易进行一次复制，以此构造成偶 数个叶子节点，这种偶数个叶子节点的二叉树也称为平衡树。
当需要证明交易列表中的某笔交易存在时，一个节点只需计算log2N个32字节的哈希值，
就可以形成一条从Merkle树根到特定交易的路径，Merkle树的效率如表1.2所示。
非对称加密是区块链技术中用于安全性需求和所有权认证时采用的加密技术，常见的非 对称加密算法有RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法） 和ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）等等，基于非对称加密算法可使通信双方在不安全 的媒体上交换信息，安全地达成信息的一致。
与对称加密算法不同的是，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（public key）和 私有密钥（private key）。
公开密钥是对外公开的，而私有密钥是保密的，其他人不能通过公钥推算出对应的私 钥。每一个公开密钥都有其相对应的私有密钥，如果我们使用公开密钥对信息进行了 加密，那么则必须有对应的私有密钥才能对加密后的信息进行解密；
信息发送者A需要发送一个信息给信息接收者B，需要先使用B的公钥对信息进行加密，B 收到后，使用自己的私钥就可以对这一信息进行解密，而其他人没有私钥，是没办法对 这个加密信息进行解密的。
而在数字签名场景中，如图1.8所示，发送者A先用哈希函数对原文生成一个摘要
（Digest），然后使用私钥对摘要进行加密，生成数字签名（Signature），之后将数字
签名与原文一起发送给接收者B；B收到信息后使用A的公钥对数字签名进行解密得到摘 要，由此确保信息是A发出的，然后再对收到的原文使用哈希函数产生摘要，并与解密得 到的摘要进行对比，如果相同，则说明收到的信息在传输过程中没有被修改过。
网络层是区块链平台信息传输的基础，通过P2P的组网方式、特定的信息传播协议和数据
采用的是基于互联网的P2P（peer-to-peer）架构，在P2P网络中，每台计算机每个节点 都是对等的，每台主机都可以作为服务端响应请求，也可以作为客户端使用其他节点所 提供的服务。（去中心化、开放）
P2P通信不需要从其他实体或CA获取地址验证，因此有效地消除了篡改的可能性和第三 方欺骗。
在新的区块数据生成后，生成该数据的节点会将其广播到全网的其他节点以供验证。
以太坊区块链集成了所谓的“幽灵协议”，以解决因区块数据确认速度快而导致的高
只有包含在区块中的所有交易都有效且之前未存在过，其他节点才认同该区块的有效性；
其他节点接收该数据区块，并在该区块的末尾制造新的区块以延长链，而将被接收的区块的
如果交易的相关节点是一个未与其他节点相连接的新节点，比特币系统通常会将一组长期稳定运行 的“种子节点”推荐给新节点以建立连接，或者推荐至少一个节点连接新节点。
此外，进行广播的交易数据并不需要全部节点都接收到，只要有足够多的节点做出响应，交易数据 便可整合到区块链账本中。而未接收到完整交易数据的节点可以向临近节点请求下载缺失的交易数 据。
在区块链网络中，所有的节点都会时刻监听网络中广播的交易数据和新产生的区块。
验证交易数据：在接收到相邻节点发来的数据后，会首先验证该数据的有效性，若数据有效则按 接收顺序为新数据建立存储池来暂存这些数据，并且继续向临近节点转发；若数据无效则立即废 弃该数据，从而保证无效数据不会在区块链网络中继续传播。
区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念，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。区块链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。现在区块链技术开拓金融方面的很多应用，本专题主要追踪收集区块链技术在金融方面的应用。
