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1.概述

区块链技术是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术，包含“区块+链”的数据结构，分布式存储，加密算法，共识机制四大核心技术。

通俗来讲，区块链相当于一个“串珠”的过程，就像向一条基于时间的射线上不断追加新的珠子，在链上不断新增新的区块；“链”是基于密码学以及时间戳的原理在时间上凸显先后次序的数据机制，而“区块”就是拥有存储信息能力的网络事务数据包，数据包内可以包含转账交易数据、智能合约代码或执行数据等信息。

“分布式存储”则是指串珠并非仅仅由个人完成，而是一个公开的、透明的、无中心程序，由一个称作“共识机制”的方式决定“谁”有权力在线上“串珠”，也就是说，通过在区块链网上依据共识机制争夺记账权，成功的节点将得到记账权以及伴生的记账奖励和交易费用。

中心时代的缺点：

所有的操作都是基于对中心结构或中介机构的信任，因为中介机构在事务处理中拥有管理员权限，技术上可以修改用户的数据。即便中介机构不作恶，其中心化处理模式仍然会存在单点故障风险，如果被黑客控制将会产生严重后果。

去中心时代的优点：

以转账为例，当发生对方没有向你汇款却声称已经汇款等意外情况时，在没有中介机构的情况下，你需要获得“串珠网络”中大多数人的认可保证这些信息是合法有效的，这就是“分布式存储结构”的好处。分布式存储结构允许所有节点都拥有一个总账本，避免“串珠网络”中某一个人随意对总账本进行改动，在无法信任他人的情况下，通过大多数人的共同利益确保任何交易节点的交易是合法的。

区块链的密码机制：

为了保证在交易过程中，交易的货币不会在途中某个地方被别人修改或是拦截，因此需要一个无法破解的密码机制：一般有两个密码：一个放钱用（公钥、地址）、一个收钱、支付用（私钥、密码）；任何人都可以通过公钥向密码箱放代币，但是只有私钥能够取走代币。私钥只有你自己拥有，这就是“非对称加密”；但是私钥非常难记，用户为了方便会通过钱包对私钥再次进行加密，并通过用户名密码来登录钱包获得私钥的支配使用权。从本质上来说，公钥和私钥是非对称加密算法的产物，除了钱之外也可以用来传递信息，比如用自己私钥加密的信息传播出去，别人可以用你的公钥进行验证，从而确认这个信息是由你发出的。因此，在一个大家一起建设并建立游戏规则的“串珠网络”，你只要有一个钥匙、一个密码柜就可以参加了。

2.概念

区块链/ Blockchain区块链技术是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。块链式数据结构/ Chained-Block Data Structure一段时间内发生的事务处理以区块为单位进行存储，并以密码学算法将区块按时间先后顺序连接成链条的一种数据结构。去信任/ Trustless去信任表示用户不需要相信任何第三方。用户使用去信任的系统或技术处理交易时非常安全和顺畅，交易双方都可以安全地交易，而不需要依赖信任的第三方。点对点/ Peer-to-Peer / P2P通过允许单个节点与其他节点直接交互，无需通过中介机构，从而实现整个系统像有组织的集体一样运作的系统。去中心化/ Decentralized去中心化是区块链最基本的特征，指区块链不依赖于中心的管理节点，能够实现数据的分布式记录、存储和更新。

3.特性

匿名性/ Anonymous由于区块链各节点之间的数据交换遵循固定且预知的算法，因此区块链网络是无须信任的，可以基于地址而非个人身份进行数据交换。自治性/ Autonomous区块链采用基于协商一致的机制，使整个系统中的所有节点能在去信任的环境自由安全地交换数据、记录数据、更新数据，任何人为的干预都不起作用。开放性/ Openness区块链系统是开放的，任何节点都能够拥有全网的总账本，除了数据直接相关各方的私有信息通过非对称加密技术被加密外，区块链的数据对所有节点公开，因此整个系统信息高度透明。可编程/ Programmable分布式账本的数字性质意味着区块链交易可以关联到计算逻辑，并且本质上是可编程的。因此，用户可以设置自动触发节点之间交易的算法和规则。可追溯/ Traceability区块链通过区块数据结构存储了创世区块后的所有历史数据，区块链上的任一一条数据皆可通过链式结构追溯其本源。不可篡改/ Tamper Proof区块链的信息通过共识并添加至区块链后，就被所有节点共同记录，并通过密码学保证前后互相关联，篡改的难度与成本非常高。4.基本技术

区块/ Block区块是在区块链网络上承载交易数据的数据包，是一种被标记上时间戳和之前一个区块的哈希值的数据结构，区块经过网络的共识机制验证并确认区块中的交易。父块/ Parent Block父块是指区块的前一个区块，区块链通过在区块头记录区块以及父块的哈希值来在时间上排序。区块头/ Block Header记录当前区块的元信息，包含当前版本号、上一区块的哈希值、时间戳、随机数、Merkle Root 的哈希值等数据。此外，区块体的数据记录通过 Merkle Tree 的哈希过程生成唯一的 Merkle Root 记录于区块头。区块体/ Block Body记录一定时间内所生成的详细数据，包括当前区块经过验证的、区块创建过程中生成的所有交易记录或是其他信息，可以理解为账本的一种表现形式。哈希值/ 散列值/ Hash Values / Hash Codes / Hash Sums / Hashes哈希值通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串来代表，是一组任意长度的输入信息通过哈希算法得到的“数据指纹”。因为计算机在底层机器码是采用二进制的模式，因此通过哈希算法得到的任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，即哈希值。此外，哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式，如果通过哈希一段明文得到哈希值，哪怕只更改该段明文中的任意一个字母，随后得到的哈希值都将不同。时间戳/ Timestamp时间戳从区块生成的那一刻起就存在于区块之中，是用于标识交易时间的字符序列，具备唯一性，时间戳用以记录并表明存在的、完整的、可验证的数据，是每一次交易记录的认证。随机数

/ 一次性的随机数/ NonceNonce 是指“只使用一次的随机数”，在挖矿中是一种用于挖掘加密货币的自动生成的、毫无意义的随机数，在解决数学难题的问题中被使用一次之后，如果不能解决该难题则该随机数就会被拒绝，而一个新的 Nonce 也会被测试出来并且直到问题解决，当问题解决时矿工就会得到加密货币作为奖励。在区块结构中，Nonce 是基于工作量证明所设计的随机数字，通过难度调整来增加或减少其计算时间；在信息安全中，Nonce 是一个在加密通信只能使用一次的数字；在认证协议中，Nonce 是一个随机或伪随机数，以避免重放攻击。梅克尔树/ Merkle Tree梅克尔树（又叫哈希树）是一种二叉树，是一种高效和安全的组织数据的方法，被用来快速查询验证特定交易是否存在，由一个根节点、一组中间节点和一组叶节点组成。它使用哈希算法将大量的书面信息转换成一串独立的字母或数字。最底层的叶节点包含存储数据或其哈希值，每个中间节点是它的两个子节点内容的哈希值，根节点也是由它的两个子节点内容的哈希值组成。区块容量/ Block Size区块链的每个区块，都是用来承载某个时间段内的数据的，每个区块通过时间的先后顺序，使用密码学技术将其串联起来，形成一个完整的分布式数据库，区块容量代表了一个区块能容纳多少数据的能力。未花费的交易输出/ Unspent Transaction Output / UTXO未花费的交易输出是一个包含交易数据和执行代码的数据结构，可以理解为收到的但尚未花费的加密货币清单。比特币和其他加密货币在其区块链技术中使用 UTXO，以验证一个人是否拥有未使用的加密货币可用于是否拥有未使用的加密货币可用于支出。