區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)是哪些技術(shù)

2018年將永遠(yuǎn)被人們銘記，因?yàn)?u>比特幣、Ethereum和其他加密貨幣行業(yè)已經(jīng)成為主流生活的一部分。這一年，世界的注意力和想象力終于被這個(gè)行業(yè)捕捉到了，因?yàn)樗母咚僭鲩L(zhǎng)和它為現(xiàn)代生活提供的看似無(wú)限的可能性。

這是一個(gè)在商業(yè)和投資歷史上從未見(jiàn)過(guò)的行業(yè)。盡管唱反調(diào)的人不停地叫嚷著，但它卻一直在飛速發(fā)展。

然而，加密貨幣只是這個(gè)迷人行業(yè)真實(shí)表現(xiàn)的一小部分，因?yàn)樵诓痪玫膶?lái)，幾乎沒(méi)有一個(gè)行業(yè)或整個(gè)行業(yè)不會(huì)受到它的影響。從醫(yī)療保健、保險(xiǎn)、選舉和自動(dòng)駕駛汽車，每個(gè)已知的生命領(lǐng)域都能從這個(gè)行業(yè)承諾的迅速崛起和無(wú)窮無(wú)盡的解決方案中受益。

在所有的浮華、魅力和不可阻擋的浪潮背后，是一個(gè)溫柔的巨人，它能駕馭一切。無(wú)論是加密貨幣，還是其他形式的生活服務(wù)，這個(gè)行業(yè)的一切都源于人類迄今為止最偉大的成就——區(qū)塊鏈技術(shù)。

這是新崛起的全新產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式的核心，這就是像比特幣這樣的偉大力量的力量，并承諾在每一個(gè)行業(yè)中徹底顛覆世界壟斷，并將控制權(quán)交還到目前仍處于觀望狀態(tài)的用戶。

什么是區(qū)塊鏈技術(shù)？

區(qū)塊鏈技術(shù)可以簡(jiǎn)單地解釋為一種分散的開(kāi)放分類系統(tǒng)，它可以通過(guò)透明、高效和不可逆的方式添加、驗(yàn)證和記錄對(duì)等點(diǎn)之間的交易。區(qū)塊鏈技術(shù)是第一個(gè)已知的人造造物，一旦投入使用，它就不可能被任何其他人類或單一實(shí)體妥協(xié)、破壞或改變。

區(qū)塊鏈技術(shù)是在2009年由一位化名中本聰（Satoshi Nakamoto，音譯）的人或團(tuán)體開(kāi)創(chuàng)的，當(dāng)時(shí)他/他們發(fā)布了比特幣區(qū)塊鏈。這是一種開(kāi)放的分類系統(tǒng)，任何有價(jià)值的交易，無(wú)論是貨幣還是傳統(tǒng)的非流動(dòng)資產(chǎn)，都可以在個(gè)人之間以非?？焖佟⒏咝Ш屯耆幌拗频姆绞接涗浵聛?lái)。

區(qū)塊鏈技術(shù)堅(jiān)持沒(méi)有邊界或官僚主義的繁瑣手續(xù)，因?yàn)樗梢杂脕?lái)在直接不使用任何中間人的情況下直接向個(gè)人發(fā)送付款或任何其他價(jià)值的東西，而且不涉及任何邊界或國(guó)家規(guī)定。

區(qū)塊鏈技術(shù)沒(méi)有單一的起點(diǎn)或終點(diǎn)，因?yàn)閰⑴c的節(jié)點(diǎn)或計(jì)算機(jī)在全世界范圍內(nèi)傳播，因此迄今為止，它一直試圖破壞來(lái)自不良網(wǎng)絡(luò)犯罪分子和世界各國(guó)政府關(guān)閉的企圖。

區(qū)塊鏈核心關(guān)鍵技術(shù)

從技術(shù)角度來(lái)講，區(qū)塊鏈并不是一個(gè)全新的技術(shù)，而是集成了多種現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行的組合式創(chuàng)新，涉及到以下幾個(gè)方面：

（1） 共識(shí)機(jī)制：常用的共識(shí)機(jī)制主要有 PoW、PoS、DPoS、PBFT、PAXOS等。由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)中沒(méi)有一個(gè)中心，因此需要有一個(gè)預(yù)設(shè)的規(guī)則來(lái)指導(dǎo)各方節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)處理上達(dá)成一致，所有的數(shù)據(jù)交互都要按照嚴(yán)格的規(guī)則和共識(shí)進(jìn)行；

（2） 密碼學(xué)技術(shù)：密碼學(xué)技術(shù)是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一，目前的區(qū)塊鏈應(yīng)用中采用了很多現(xiàn)代密碼學(xué)的經(jīng)典算法，主要包括：哈希算法、對(duì)稱加密、非對(duì)稱加密、數(shù)字簽名等。

HASH 摘要算法：HASH 算法的目的是針對(duì)不同輸入，產(chǎn)生一個(gè)唯一的固定長(zhǎng)度的輸出。HASH 算法有 3 個(gè)特點(diǎn)：一是不同的輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)必定不同；二是輸入數(shù)據(jù)的微小變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致輸出的較大不同；三是給定已知輸出數(shù)據(jù)，無(wú)法還原出原始的輸入數(shù)據(jù)。常用的 SHA-256 算法就是針對(duì)任意長(zhǎng)的數(shù)據(jù)數(shù)列輸出 256 位數(shù)據(jù)，實(shí)際使用中 SHA256 用于對(duì)區(qū)塊鏈的每個(gè)區(qū)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行 HASH 摘要后防止篡改， 同時(shí)結(jié)合 Merkle Tree 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)部分區(qū)塊數(shù)據(jù)的 HASH 值驗(yàn)

證。

對(duì)稱加密算法：對(duì)稱加密算法利用加密密鑰對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，然后將加密后的密文發(fā)送給接收者，接收者利用同一密鑰及相同算法的逆算法對(duì)密文進(jìn)行解密，才能使其恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)。在對(duì)稱加密算法中，使用的密鑰只有一個(gè)，發(fā)收信雙方都使用這個(gè)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。區(qū)塊鏈技術(shù)中常用的對(duì)稱加密算法有 AES。

非對(duì)稱加密算法：非對(duì)稱加密算法需要兩個(gè)密鑰：公開(kāi)密鑰（Public Key）和私有密鑰（Private Key）。公開(kāi)密鑰與私有密鑰是一對(duì)，如果用公開(kāi)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私有密鑰才能解密；如果用私有密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，那么只有用對(duì)應(yīng)的公開(kāi)密鑰才能解密。其實(shí)現(xiàn)機(jī)密信息交換的基本過(guò)程是：甲方生成一對(duì)密鑰并將其中的一把作為公用密鑰向其它方公開(kāi)；得到該公用密鑰的乙方使用該密鑰對(duì)機(jī)密信息進(jìn)行加密后再發(fā)送給甲方；甲方再用自己保存的另一把專用密鑰對(duì)加密后的信息進(jìn)行解密。

數(shù)字簽名算法： 區(qū)塊鏈技術(shù)中使用到的數(shù)字簽名技術(shù)用于驗(yàn)證信息的完整性和真實(shí)性，基本流程如下：發(fā)送者將需要簽名的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行 HASH 摘要，然后對(duì)摘要信息用私鑰加密后與原始數(shù)據(jù)一起傳送給接收者。接收者只有用發(fā)送者的公鑰才能解密被加密的外匯返傭http://www.fx61.com/摘要信息，然后用同樣 HASH 函數(shù)對(duì)收到的原文產(chǎn)生一個(gè)摘要信息，如果與解密的摘要信息對(duì)比相同則說(shuō)明收到的信息是完整的，在傳輸過(guò)程中沒(méi)有被修改，否則說(shuō)明信息被修改過(guò)，因此數(shù)字簽名能夠驗(yàn)證信息的完整性。此外，信息發(fā)送者擁有私鑰且不公開(kāi)，因此只有發(fā)送者本人才能構(gòu)造基于其私鑰的簽名信息，可以確保簽名真實(shí)性。ECDSA 是區(qū)塊鏈技術(shù)中常用的數(shù)字簽名技術(shù)。

（3） 分布式存儲(chǔ)：區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上的分布賬本，每個(gè)參與的節(jié)點(diǎn)都將獨(dú)立完整地存儲(chǔ)寫(xiě)入?yún)^(qū)塊數(shù)據(jù)信息。分布式存儲(chǔ)區(qū)別于傳統(tǒng)中心化存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

每個(gè)節(jié)點(diǎn)上備份數(shù)據(jù)信息，避免了由于單點(diǎn)故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)都獨(dú)立存儲(chǔ)，有效規(guī)避了惡意篡改歷史數(shù)據(jù)。

（4） 智能合約：智能合約允許在沒(méi)有第三方的情況下進(jìn)行可信交易，只要一方達(dá)成了協(xié)議預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，合約將會(huì)自動(dòng)執(zhí)行交易，這些交易可追蹤且不可逆轉(zhuǎn)。具有透明可信、自動(dòng)執(zhí)行、強(qiáng)制履約的優(yōu)點(diǎn)。區(qū)塊鏈技術(shù)有許多獨(dú)特的特點(diǎn)，使它成為一項(xiàng)獨(dú)特的發(fā)明，并賦予它無(wú)限的視野去探索。其中一些最重要的功能包括：

分散化：

這可能是區(qū)塊鏈技術(shù)的第一個(gè)也是最重要的特征，因?yàn)樗砹怂暮诵乃枷?。區(qū)塊鏈技術(shù)在所有各方面都產(chǎn)生了最終目標(biāo)，即從服務(wù)行業(yè)提供商那里奪取終極權(quán)力，這些供應(yīng)商已將整個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楹笈_(tái)，并將這種力量無(wú)限地重新分配給人們，這樣，沒(méi)有人可以絕對(duì)控制任何建立在它上面的服務(wù)的命運(yùn)。區(qū)塊鏈技術(shù)是一個(gè)開(kāi)放式分類賬，用于接受，驗(yàn)證和添加交易，而沒(méi)有其基礎(chǔ)設(shè)施所在的中央核心或建筑物。這項(xiàng)技術(shù)使每個(gè)用戶都能夠訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)連接，并參與并成為任何服務(wù)或行業(yè)中的積極利益相關(guān)者。這種設(shè)計(jì)的創(chuàng)建方式是，對(duì)于任何重大變更的批準(zhǔn)，上述網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)成員，盡管其規(guī)?；虻乩砦恢?，都必須就所提議的變更方向達(dá)成共識(shí)。這種服務(wù)提供新模式的天才在于，它天生就是民主的，并始終保護(hù)大多數(shù)人的利益。

不變性：

區(qū)塊鏈技術(shù)的另一個(gè)關(guān)鍵特性是它的設(shè)計(jì)是完全不可變的。這僅僅意味著，一旦一個(gè)事務(wù)被接受、驗(yàn)證并存儲(chǔ)在任何區(qū)塊鏈中，它就不能被任何實(shí)體撤銷，即使是區(qū)塊鏈的創(chuàng)建者也不能更改此類事務(wù)的值和固有數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈的不變性的關(guān)鍵原因之一是保持最高度知名的技術(shù)之一，盡管它不出具任何政府或中央權(quán)威，其用戶感到輕松的使用它來(lái)分配和資產(chǎn)價(jià)值，因?yàn)樗麄兎判慕灰撞荒懿倏v任何偏見(jiàn)方一旦完成。區(qū)塊鏈技術(shù)的這種不可改變性是導(dǎo)致其廣泛采用的明星吸引力，這是歷史上第一次，人類創(chuàng)造了一些東西，一旦它被創(chuàng)造出來(lái)并投入使用，就不會(huì)被仿造出來(lái)。

安全性：

讓區(qū)塊鏈技術(shù)在屋頂上流行的另一個(gè)關(guān)鍵因素是，它附帶了一種自然安全機(jī)制，不能在集中式系統(tǒng)中復(fù)制。從大型零售連鎖店到云計(jì)算服務(wù)的服務(wù)提供商常常會(huì)遭受極其痛苦的攻擊，他們的設(shè)備經(jīng)常會(huì)看到用戶被黑客竊取的高度敏感信息。這是因?yàn)榧惺降南到y(tǒng)給這些網(wǎng)絡(luò)罪犯一個(gè)單一的點(diǎn)來(lái)繼續(xù)攻擊和完善他們的黑客武器，直到他們最終突破防火墻。使用區(qū)塊鏈技術(shù)，它是一種沒(méi)有任何故障點(diǎn)的無(wú)限制的技術(shù)，這就意味著黑客的無(wú)能，無(wú)論如何巧妙地注入任何惡意軟件，都不會(huì)立即被根除。

巨大的計(jì)算能力：

區(qū)塊鏈技術(shù)代表了世界計(jì)算能力在21世紀(jì)部署的很大一部分。像比特幣或以太網(wǎng)這樣的區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绱司薮蟮挠?jì)算能力，在地球上沒(méi)有任何一個(gè)實(shí)體，無(wú)論是政府還是公司在其權(quán)限下都擁有類似的純粹的哈希權(quán)力。其結(jié)果是，區(qū)塊鏈技術(shù)完全不受世界上任何監(jiān)管實(shí)體試圖關(guān)閉它的任何企圖的影響。數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的計(jì)算機(jī)分散在世界各地，把它們的計(jì)算能力和資源集中到一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)中，使它比任何東西都有優(yōu)勢(shì)。這些區(qū)塊鏈，例如Ethereum區(qū)塊鏈，是如此巨大，以至于它能夠?yàn)槠渌用茇泿盘峁┗A(chǔ)設(shè)施，比如比特幣或其他應(yīng)用程序。

區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。

沒(méi)有任何一項(xiàng)技術(shù)是值得的，除非它具有真正實(shí)用的用途，使其對(duì)用戶有意義。區(qū)塊鏈技術(shù)的一些明顯和最重要的應(yīng)用包括：

金融：

區(qū)塊鏈技術(shù)的首次亮相是在金融領(lǐng)域，在那里誕生了第一個(gè)無(wú)狀態(tài)的、無(wú)邊界的、完全自我維持的對(duì)等虛擬貨幣——比特幣的形狀。世界上的傳統(tǒng)金融行業(yè)一開(kāi)始就認(rèn)為這是一個(gè)極客的想法，只會(huì)飛這么遠(yuǎn)，而這是一種注定要失敗的運(yùn)動(dòng)。大約9年后，所有這些假設(shè)都被拋棄了，因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)已經(jīng)從恥辱變成了數(shù)千億美元。隨著加密貨幣或另類金融行業(yè)快速增長(zhǎng)，金融行業(yè)正受到充分關(guān)注。這是因?yàn)樗鼮槿藗冏约簞?chuàng)造價(jià)值提供了公平的參與。它為他們提供了一種無(wú)麻煩、安全、且非常經(jīng)濟(jì)的方式，在不需要任何中間人的情況下，將價(jià)值轉(zhuǎn)移到自己身上，也不需要遵守阻礙商業(yè)發(fā)展的國(guó)家規(guī)定。這一領(lǐng)域的主要參與者包括上述的比特幣、Litecoin、Monero、Ripple Zcash以及其他一些公司。

電子商務(wù)：

這是現(xiàn)代生活中另一個(gè)至關(guān)重要的領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)試圖制造一種不安。目前的電子商務(wù)集團(tuán)公司正面臨著一系列問(wèn)題，從他們有限的服務(wù)到地球上的某些地區(qū)，到他們所面臨的不斷的安全風(fēng)險(xiǎn)，他們經(jīng)?？吹剿麄兊挠脩舻闹匾膫€(gè)人和付款信息被網(wǎng)絡(luò)罪犯竊取。區(qū)塊鏈技術(shù)尋求建立一個(gè)完全分散的電子商務(wù)平臺(tái)，它處理目前的壟斷企業(yè)一直在努力解決的每一個(gè)問(wèn)題。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的使用，中間商被排除在任何使其更便宜的交易的等式中。它還為用戶提供了在不刷信用卡或借記卡的情況下進(jìn)行支付的選擇，這些信用卡或借記卡可以增強(qiáng)對(duì)其身份和支付的保護(hù)。

能源：

在過(guò)去的幾年里，無(wú)論是在家里還是在我們的工廠里，我們消耗能源的方式都受到了嚴(yán)格的審查，這是由于人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到氣候變化對(duì)我們親愛(ài)的星球造成的危害。碳足跡監(jiān)測(cè)一直受到許多丑聞和國(guó)家間數(shù)據(jù)竄改的指控，而在國(guó)內(nèi)，我們也不得不努力手動(dòng)調(diào)整電力和能源消耗，以適應(yīng)目前的環(huán)境敏感性。隨著基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用，困擾現(xiàn)代能源消耗和碳足跡監(jiān)測(cè)機(jī)制的所有噩夢(mèng)和爭(zhēng)論都將得到解決。由于各國(guó)現(xiàn)在都有了一種公正的、實(shí)時(shí)的相互監(jiān)督的方式，而國(guó)內(nèi)的能源用戶現(xiàn)在有了智能能源優(yōu)化工具，自動(dòng)調(diào)整我們的能源使用，使我們的賬單減少，我們的消費(fèi)對(duì)環(huán)境更友好。這個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)例子就是網(wǎng)格，它促進(jìn)了現(xiàn)代家庭中智能電網(wǎng)的使用。

區(qū)塊鏈技術(shù)的未來(lái)。

區(qū)塊鏈技術(shù)確實(shí)是一個(gè)啟示，它將改變我們生活在我們親愛(ài)的星球上的生活方式。在不到十年的時(shí)間里，它從默默無(wú)聞上升到名氣和影響力，自互聯(lián)網(wǎng)崛起以來(lái)，這種影響力一直沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)。區(qū)塊鏈技術(shù)的“大屬”讓人們對(duì)不可能的東西感到敏感，這與之前的任何技術(shù)都是不一樣的，因?yàn)樗鼮橛脩籼峁┝讼衲氵@樣的用戶，讓我看到了迄今為止在谷歌、Facebook和亞馬遜（Amazon）等大型壟斷企業(yè)的獨(dú)家壟斷地位。這一技術(shù)非常明顯，已經(jīng)開(kāi)始塑造我們所知道的生活，而且在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)還會(huì)繼續(xù)這樣做。有如此之多的弊病困擾著幾乎所有的商業(yè)部門(mén)，以至于用戶不得不如此長(zhǎng)久地默默地接受，而區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)是民主的本質(zhì)，正是為了糾正這些錯(cuò)誤。盡管它的反對(duì)者說(shuō)，區(qū)塊鏈技術(shù)由于其多方面和非常強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)而擁有所有四個(gè)王牌，這意味著世界各地的政府和其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)是否喜歡它，它是在這里與我們保持聯(lián)系，因?yàn)闆](méi)有可行的方法來(lái)回滾或關(guān)閉它。