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区块链
数据结构
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、利用密码学的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方式。
定义

区块链起源于比特币,2008年中本聪(Satoshi Nakamoto)发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》,阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等电子现金系统的构架理念,这标志着比特币的诞生,同时也提出了区块链概念。比特币只是初始的一种应用,之后区块链技术不断演进和应用,因其可信任性、安全性和防篡改能力而得到广泛应用,尤其为数据开放利用提供了安全保障,释放了大数据的价值。

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、利用密码学的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方式。

一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点  。

区块链具有去中心化、开放性、独立性、安全性、匿名性等特征。其中,去中心化是区块链最突出和最本质的特征。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,除了自成一体的区块链本身,通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。

区块链主要解决的交易的信任和安全问题,它针对这个问题提出了四个技术创新:(1)区块链的分布式存储(又称分布式账本)。区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,而且每个节点存储都是独立的和地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。没有任何一个节点可以单独记录账本数据,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。也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。

(2)非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。

(3)共识机制。即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,具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。

(4)智能合约,智能合约是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。

现在很多云服务开始应用区块链等技术,支持数据资源开放应用,成为解决数据存储和流通安全问题的基础设施。


参考资料
基本信息
  • 区块链
  • Blockchain
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  • 最近更新
    2020年09月28日