區塊鏈所涉及的分布式技術

1. 什麼是區塊鏈，區塊鏈技術有哪些

什麼是區塊鏈

區塊鏈本質上是一個分布式賬本技術。如果以數學函數來類比的話，我們可以將分布式網氏手做絡、共識機制、去中心化、加密薯慧算祛、智能合約、許可權許殲衡可、價值和資產等要素理解為函數中的變數或因子。這些變數和因子的有機組合形成了區塊鏈有別於傳統技術的些新的技術特徵。 在對 區塊鏈進行更加深入的技術解 讀前，我們需要先對區塊鏈中的一些核心概念進行梳理 。

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2. 區塊鏈技術有哪些區塊鏈核心技術介紹

當下最火熱的互聯網話題是什麼，不用小編說也知道，那就是區塊鏈技術，不過不少朋友只是聽說過這個技術，對其並沒有過多的深入理解，那麼區塊鏈技術有哪些？下面我們將為大家帶來區塊鏈核心技術介紹，以作大家參考之用。
區塊鏈技術核心有哪些？
區塊鏈技術可以是一個公開的分類賬（任何人都可以看到），也可以是一個受許可的網路（只有那些被授權的人可以看到），它解決了供應鏈的挑戰，因為它是一個不可改變的記錄，在網路參與者之間共享並實時更新。
區塊鏈技術----數據層：設計賬本的數據結構
核心技術1、區塊+鏈：
從技術上來講，區塊是一種記錄交易的數據結構，反映了一筆交易的資金流向。系統中已經達成的交易的區塊連接在一起形成了一條主鏈，所有參與計算的節點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。
每個區塊由區塊頭和區塊體組成，區塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息，主要包括交易數量和交易詳情；區塊頭則封裝了當前的版本號、前一區塊地址、時間戳（記錄該區塊產生的時間，精確到秒）、隨機數（記錄解密該區塊相關數學題的答案的值）、當前區塊的目標哈希值、Merkle數的根值等信息。從結構來看，區塊鏈的大部分功能都由區塊頭實現。
核心技術2、哈希函數：
哈希函數可將任意長度的資料經由Hash演算法轉換為一組固定長度的代碼，原理是基於一種密碼學上的單向哈希函數，這種函數很容易被驗證，但是卻很難破解。通常業界使用y=hash(x)的方式進行表示，該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
常使用的哈希演算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256演算法為例，將任何一串數據輸入到SHA256將得到一個256位的Hash值（散列值）。其特點：相同的數據輸入將得到相同的結果。輸入數據只要稍有變化（比如一個1變成了0）則將得到一個完全不同的結果，且結果無法事先預知。正向計算（由數據計算其對應的Hash值）十分容易。逆向計算（破解）極其困難，在當前科技條件下被視作不可能。
核心技術3、Merkle樹：
Merkle樹是一種哈希二叉樹，使用它可以快速校驗大規模數據的完整性。在區塊鏈網路中，Merkle樹被用來歸納一個區塊中的所有交易信息，最終生成這個區塊所有交易信息的一個統一的哈希值，區塊中任何一筆交易信息的改變都會使得Merkle樹改變。
核心技術4、非對稱加密演算法：
非對稱加密演算法是一種密鑰的保密方法，需要兩個密鑰：公鑰和私鑰。公鑰與私鑰是一對，如果用公鑰對數據進行加密，只有用對應的私鑰才能解密，從而獲取對應的數據價值；如果用私鑰對數據進行簽名，那麼只有用對應的公鑰才能驗證簽名，驗證信息的發出者是私鑰持有者。
因為加密和解密使用敗裂仿的是兩個不同的密鑰，所以這種演算法叫做非對稱加密演算法，而對稱加密在加密與解密的過程中使用的是同一把密鑰。
區塊鏈技術----網路層：實現記賬節點的去中心化
核心技術5、P2P網路：
P2P網路（對等網路），又稱點對點技術，是沒有中心伺服器、依靠用戶群交換信息的互聯網體系。與有中心伺服器的中央網路系統不同，對等網路的每個用戶端既是一個節點，也有伺服器的功能。國內的迅雷軟體採用的就是P2P技術。P2P網路其具有去中心化與健壯性等特點。
區塊鏈技術----共識層：調配記賬節點的任務負載
核心技術6、共識機制：
共識機制，就是所有記賬節點之間如何達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。目前主要有四大類共識機制：PoW、PoS、DPoS和分布式一致性演算法。
PoW（ProofofWork，工作量證明）：PoW機制，也就是像比特幣的挖礦機制，礦工通過把網路尚未記錄的現有交易打包到一個區塊，然後不斷遍歷嘗試來尋找一個隨機數，使得新區塊加上隨機數的哈希值滿足一定的難度條件。找到滿足條件的隨機數，就相當於確定了區塊鏈最新的一個區塊，也相當於獲得了區塊鏈的本輪記賬權。礦工把滿足挖礦難度條件的區塊在源伏網路中廣播出去，全網其他節點在驗證該區塊滿足挖礦難度條件，同時區塊里的交易數據符合協議規范後，將各自把該區塊鏈接到自己版本的區塊鏈上，從而在全網形成對當前網路狀態的共識。
PoS（ProofofStake，權益證明）：PoS機制，要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制。如果單純依靠代幣余額來決定記賬者必然察纖使得富有者勝出，導致記賬權的中心化，降低共識的公正性，因此不同的PoS機制在權益證明的基礎上，採用不同方式來增加記賬權的隨機性來避免中心化。例如點點幣（PeerCoin）PoS機制中，擁有最多鏈齡長的比特幣獲得記賬權的幾率就越大。NXT和Blackcoin則採用一個公式來預測下一記賬的節點。擁有多的代幣被選為記賬節點的概率就會大。未來以太坊也會從目前的PoW機制轉換到PoS機制，從目前看到的資料看，以太坊的PoS機制將採用節點下賭注來賭下一個區塊，賭中者有額外以太幣獎，賭不中者會被扣以太幣的方式來達成下一區塊的共識。
DPoS（DelegatedProof-Of-Stake，股份授權證明）：DPoS很容易理解，類似於現代企業董事會制度。比特股採用的DPoS機制是由持股者投票選出一定數量的見證人，每個見證人按序有兩秒的許可權時間生成區塊，若見證人在給定的時間片不能生成區塊，區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速，也更加節能。
分布式一致性演算法：分布式一致性演算法是基於傳統的分布式一致性技術。其中有分為解決拜占庭將軍問題的拜占庭容錯演算法，如PBFT（拜占庭容錯演算法）。另外解決非拜占庭問題的分布式一致性演算法（Pasox、Raft），詳細演算法本文不做說明。該類演算法目前是聯盟鏈和私有鏈場景中常用的共識機制。
綜合來看，POW適合應用於公鏈，如果搭建私鏈，因為不存在驗證節點的信任問題，可以採用POS比較合適；而聯盟鏈由於存在不可信局部節點，採用DPOS比較合適。
區塊鏈技術----激勵層：制定記賬節點的"薪酬體系"
核心技術7、發行機制和激勵機制：
以比特幣為例。比特幣最開始由系統獎勵給那些創建新區塊的礦工，該獎勵大約每四年減半。剛開始每記錄一個新區塊，獎勵礦工50個比特幣，該獎勵大約每四年減半。依次類推，到公元2140年左右，新創建區塊就沒有系統所給予的獎勵了。屆時比特幣全量約為2100萬個，這就是比特幣的總量，所以不會無限增加下去。
另外一個激勵的來源則是交易費。新創建區塊沒有系統的獎勵時，礦工的收益會由系統獎勵變為收取交易手續費。例如，你在轉賬時可以指定其中1%作為手續費支付給記錄區塊的礦工。如果某筆交易的輸出值小於輸入值，那麼差額就是交易費，該交易費將被增加到該區塊的激勵中。只要既定數量的電子貨幣已經進入流通，那麼激勵機制就可以逐漸轉換為完全依靠交易費，那麼就不必再發行新的貨幣。
區塊鏈技術----合約層：賦予賬本可編程的特性
核心技術8、智能合約：
智能合約是一組情景應對型的程序化規則和邏輯，是通過部署在區塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實現的。通常情況下，智能合約經各方簽署後，以程序代碼的形式附著在區塊鏈數據上，經P2P網路傳播和節點驗證後記入區塊鏈的特定區塊中。智能合約封裝了預定義的若干狀態及轉換規則、觸發合約執行的情景、特定情景下的應對行動等。區塊鏈可實時監控智能合約的狀態，並通過核查外部數據源、確認滿足特定觸發條件後激活並執行合約。
以上就是小編為您帶來的區塊鏈技術有哪些？區塊鏈核心技術介紹的全部內容。

3. 什麼是區塊鏈技術區塊鏈到底是什麼什麼叫區塊鏈

狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構， 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

【基礎架構】

一般說來，區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中，數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法；網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法；激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等；合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點 。

拓展資料：

【區塊鏈核心技術】

區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題提出了四個技術創新：

1.分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其作證。

區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面：一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。

沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多，理論上講除非所有的節點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性。

2.非對稱加密和授權技術，存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。

3.共識機制，就是所有記賬節點之間怎麼達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。

區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點，其中「少數服從多數」並不完全指節點個數，也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時，所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。

4.智能合約，智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據，可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息（包括醫療信息和風險發生的信息）都是真實可信的，那就很容易的在一些標准化的保險產品中，去進行自動化的理賠。

在保險公司的日常業務中，雖然交易不像銀行和證券行業那樣頻繁，但是對可信數據的依賴是有增無減。因此，筆者認為利用區塊鏈技術，從數據管理的角度切入，能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。

區塊鏈-網路

4. 區塊鏈有哪些技術

現在最熱門的網路話題是什麼，不用編輯也知道.那是塊鏈技術，塊鏈有什麼技術？

首先是分布式賬本，交易記賬由分橘轎布在不同地方的多個節點共同完成，各個節點記錄完整的賬本，可以參與監督交易的合法性，也可以共同作證.

與傳統的中心化收費方案不同，沒有可以單獨記賬的節點，避免了單一記賬人被控制或受賄記賬的可能性.另一方面，由於記賬節點充足，理論上除非所有節點都被破壞，否則賬目不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性.

第二種叫做非對稱加密授權技術，區塊鏈上存儲的交易信息是公開的，但是賬號身份信息是高度加密的，只有在數據持有人授權的情況下才能上門，從而保證了爛伍宴數據的安全和個人隱私.

第三，共識機制是所有收費節點之間如何達成共識，認定記錄的有效性，是認定的手段，也是防止篡改飢銀的手段.塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間平衡.

以比特幣為例，採用工作量證明書，只要控制全網超過51%的收費節點，就有可能偽造不存在的記錄.加入塊鏈的節點足夠多的時候，這基本上是不可能的，因此消除了偽造的可能性.

最後的技術特徵是智能合同，智能合同基於這些可靠的不可篡改數據，可以自動執行預定義的規則和條款.以保險為例，如果每個人的信息(包括醫療信息和風險信息)都是真實可靠的，那麼很容易在一些標准化的保險產品中自動化索賠.

5. 區塊鏈分布式存儲：生態大數據的存儲新模式

區塊鏈，當之無愧的2019最靚的詞，在 科技 領域閃閃發亮，在實體行業星光熠熠。

2019年的1024講話，讓區塊鏈這個詞煥然一新，以前它總是和傳銷和詐騙聯系在一起，「區塊鏈」這個詞總是蒙上一層灰色。但是如今，區塊鏈則是和實體經濟融合緊密相連，成為國家的戰略技術， 這個詞瞬間閃耀著熱情的紅色和生意盎然的綠色 。

「產業區塊鏈」在這個時代背景下應運而生， 是繼「互聯網」後的又一大熱門詞彙，核心就是區塊鏈必須和實體產業融合，脫虛向實，讓區塊鏈技術找到更多業務場景才是正道。

區塊鏈的本質就是一個資料庫，而且是採用的分布式存儲的方式。作為一名區塊鏈從業者，今天就來講講 區塊鏈的分布式存儲和生態大數據 結合後，碰撞產生的火花。

當前的存儲大多為中心化存儲，存儲在傳統的中心化伺服器。如果伺服器出現宕機或者故障，或者伺服器停止運營，則很多數據就會丟失。

比如我們在微信朋友圈發的圖片，在抖音上傳的視頻等等，都是中心化存儲。很多朋友會把東西存儲在網上，但是某天打開後，網頁呈現404，則表示存儲的東西已經不見了。

區塊鏈，作為一個分布式的資料庫，則能很好解決這方面的問題。這是由區塊鏈的技術特徵決定了的。 區塊鏈上的數字記錄，不可篡改、不可偽造，智能合約讓大家更高效地協同起來，從而建立可信的數字經濟秩序，能夠提高數據流轉效率，打破數據孤島，打造全新的存儲模式。

生態大數據，其實和我們每天的生活息息相關，比如每天的天氣預報，所吃的農產品的溯源數據等等，都是生態大數據的一部分。要來談這個結合，首先咱們來看看生態大數據存儲的特點。

伴隨著互聯網的發展，當前，生態大數據在存儲方面有具有如下特點：

從數據規模來看，生態數據體量很大，數據已經從TB級躍升到了PB級別。

隨著各類感測器技術、衛星遙感、雷達和視頻感知等技術的發展，數據不僅來源於傳統人工監測數據，還包括航空、航天和地面數據，他們一起產生了海量生態環境數據。近10年以來，生態數據以每年數百個TB的數據在增長。

生態環境大數據需要動態新數據和 歷史 數據相結合來處理，實時連續觀測尤為重要。只有實時處理分析這些動態新數據，並與已有 歷史 數據結合起來分析，才能挖掘出有用信息，為解決有關生態環境問題提供科學決策。

比如在當前城市建設中，提倡的生態環境修復、生態模型建設中，需要大量調用生態大數據進行分析、建模和制定方案。但是目前很多 歷史 數據因為存儲不當而消失，造成了數據的價值的流失。

既然生態大數據有這些特點，那麼它有哪些存儲需求呢？

當前，生態大數據面臨嚴重安全隱患，強安全的存儲對於生態大數據而言勢在必行。

大數據的安全主要包括大數據自身安全和大數據技術安全，比如在大數據的數據存儲中，由於黑客外部網路攻擊和人為操作不當造成數據信息泄露。外部攻擊包括對靜態數據和動態數據的數據傳輸攻擊、數據內容攻擊、數據管理和網路物理攻擊等。

例如，很多野外生態環境監測的海量數據需要網路傳輸，這就加大了網路攻擊的風險。如果涉及到軍用的一些生態環境數據，如果被黑客獲得這些數據，就可能推測到我國軍方的一些信息，或者獲取敏感的生態環境數據，後果不堪設想。

生態大數據的商業化應用需要整合集成政府、企業、科研院所等 社會 多來源的數據。只有不同類型的生態環境大數據相互連接、碰撞和共享，才能釋放生態環境大數據的價值。

以當前的智慧城市建設為例，很多城市都在全方位、多維度建立知識產權、種質資源、農資、農產品、病蟲害疫情等農業信息大數據中心，為農業產供銷提供全程信息服務。建設此類大數據中心，離不開各部門生態大數據的共享。

但是，生態大數據共享面臨著巨大挑戰。首先，我國生態環境大數據包括氣象、水利、生態、國土、農業、林業、交通、 社會 經濟等其他部門的大數據，涉及多領域多部門和多源數據。雖然目前這些部門已經建立了自己的數據平台，但這些平台之間互不連通，只是一個個的數據孤島。

其次，相關部門因為無法追蹤數據的軌跡，擔心數據的利益歸屬問題，便無法實現數據的共享。因此，要想挖掘隱藏在生態大數據背後的潛在價值，實現安全的數據共享是關鍵，也是生態大數據產生價值的前提和基礎。

生態大數據來之不易，是研究院所、企業、個人等 社會 來源的集體智慧。

其中，很多生態大數據涉及到了知識產權的保護。但是目前的中心化存儲無法保證知識產權的保護，無法對數據的使用進行溯源管理，容易造成知識產權的侵犯和隱私數據的泄露。

這些就是生態大數據在存儲方面的需求。在當前產業區塊鏈快速發展的今天，區塊鏈的分布式存儲是可以為生態大數據存儲提供全新的存儲方式的。 這個核心前提就是區塊鏈的分布式存儲、不可篡改和數據追蹤特性 。

把區塊鏈作為底層技術，搭建此類平台，專門存儲生態大數據，可以設置節點管理、存儲管理、用戶管理、許可管理、業務通道管理等。針對上層業務應用提供高可用和動態擴展的區塊鏈網路底層服務的實現。在這個平台的應用層，可以搭建API介面，讓整個平台的使用靈活可擴展。區塊鏈分布式存儲有如下特點：

利用區塊鏈的分布式存儲，能夠實現真正的生態大數據安全存儲。

首先，數據永不丟失。這點對於生態大數據的 歷史 數據特別友好，方便新老數據的調用和對比。

其次，數據不易被泄露或者攻擊。因為數據採取的是分布式存儲，如果遭遇攻擊，也只能得到存儲在部分節點里的數據碎片，無法完全獲得完整的數據信息或者數據段。

區塊鏈能夠實現生態數據的存儲即確權，這樣就能夠避免知識產權被侵害，實現安全共享。畢竟生態大數據的獲取，是需要生態工作者常年在野外駐守，提取數據的。

生態大數據來之不易，是很多生態工作者的工作心血和結晶，需要得到產權的保護，讓數據體現出應用價值和商業價值，保護生態工作者的工作動力，讓他們能夠深入一線，採集出更多優質的大數據。

同時，利用區塊鏈的數據安全共享機制，也能夠打破氣象、林業、濕地等部門的數據壁壘，構建安全可靠的數據共享機制，讓數據流轉更具價值。

現在有部分生態工作者，為了牟取私利，會將生態數據篡改。如果利用區塊鏈技術，則沒有那麼容易了。

利用加密技術，把存儲的數據放在分布式存儲平台進行加密處理。如果生態大數據發生變更，平台就可以記錄其不同版本，便於事後追溯和核查。

這個保護機制主要是利用了數據的不可篡改，滿足在使用生態大數據的各類業務過程中對數據的安全性的要求。

區塊鏈能夠對數據提供安全監控，記錄應用系統的操作日誌、資料庫的操作日誌數據，並加密存儲在系統上，提供日誌預警功能，對於異常情況通過區塊鏈瀏覽器展示出來，便於及時發現違規的操作和提供證據。

以上就是區塊鏈的分布式存儲能夠在生態大數據方面所起的作用。未來，肯定會出現很多針對生態大數據存儲的平台誕生。

生態大數據是智慧城市建設的重要基礎資料 ，引用區塊鏈技術，打造相關的生態大數據存儲和管理平台，能夠保證生態大數據的安全存儲和有效共享，為智慧城市建設添磚加瓦，推動產業區塊鏈的發展。

作者：Justina，微信公眾號：妙譯生花，從事於區塊鏈運營，擅長內容運營、海外媒體運營。

題圖來自Unsplash, 基於CC0協議。

6. 區塊鏈中的分布式是什麼意思

區塊鏈中的分布式是一種新的信息記錄方式。是加密的，分布的是非常實用的一種信息記錄的方式。這就好比老師給我們留了一道題，不是只給我們自己留的，而是給所有的人都留了一道題。

7. 怎樣理解區塊鏈的分布式技術

區塊鏈是一種分布式賬本技術，通過安全地存儲跨多個系統的信息，通過創建可信賴的「真相」來源，實現所謂的「信任中介機構」的中介，從而實現點對點交易。憑借安全的分布式存儲進行驗證，帶來了建立信任的範式轉變，從而帶來深遠的影響。
未來的金窩窩網路科技將繼續挖掘區塊鏈技術在商業領域運用的價值，發揮大數據服務的優勢，讓用戶行為增值，讓中小企業的發展破冰，構建真實、高效、安全、誠信的互聯網命運共同體。