第2章 区块链的基本概念

第2章区块链的基本概念区块链概论高等职业教育科普教育系列教材本章节内容区块链的定义2.12.2区块链的特点2.3区块链的分类2.4区块链系统的架构2.1区块链的定义区块链的定义狭义区块链就是一种按照时间顺序来将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义区块链其实是一种分布式基础架构与计算方式，它是用于保证数据传输和访问的安全的。区块链的基本数据结构区块头区块主体家庭记账方式家庭记账可能出现的问题：一，爸爸可能存私房钱；二，小孩买了零食但没告诉妈妈；三，账本不慎损坏了几页。区块链记账方式妈妈账本爸爸孩子记账记账记账2.2区块链的特点区块链的特点02数据不可篡改03交易可追溯04隐私安全有保障01去中心化06民主性05系统的高可靠性区块链的特点去中心化区块链的特点数据不可篡改

区块链上的内容都需要采用密码学原理进行复杂的运算之后才能够记录上链，而且在区块链上，后一个区块的内容会包含前一个区块的内容，这就使得信息篡改的难度非常大，篡改成本非常高，这就是区块链不可篡改的特性。区块链的特点交易可追溯

区块链是一个“块链式数据”结构，类似于一条环环相扣的“铁链”，下一环的内容包含上一环的内容，链上的信息依据时间顺序环环相扣，这就使得区块链上的任意一条数据都可以通过“块链式数据结构”追溯到其本源，这就是区块链的可追溯性。区块链的特点隐私安全有保障

在区块链系统中，采用公私钥机制对用户身份进行加密，每个用户拥有一个唯一的私钥，并对应一个公钥，而公钥作为交易时用户的身份，区块链只记录某个私钥的持有者进行了哪些交易，至于这个私钥为哪个用户持有以及私钥与公钥的对应关系，区块链是不知道的。参与交易的双方通过地址传递信息，即便获取了全部的区块信息，也无法知道参与交易的双方到底是谁，只有掌握了私钥的人才能知道自己进行的是哪些交易。区块链的特点系统的高可靠性

区块链系统由所有的节点共同参与维护，也就是说，即使其中某个节发生了故障，也不影响整个系统的正常运转。系统中的每个节点都拥有完整的数据库拷贝，修改单个节点的数据是无效的，因为系统会自动比较，将数据相同次数最多的记录判为真。区块链的特点民主性

区块链“去中心化”的特性，决定了在区块链的世界里，没有一个“中心化”的权威机构，这就使得区块链具备高度的民主。区块链采用协商一致的机制，即“共识机制”，基于节点的投票、信任，使整个系统中的所有节点都能在这个系统中自由安全地存储数据、更新数据。投票、信任、协商，这些都属于“民主”范畴。2.3区块链的分类区块链分类方式网络范围公有链联盟链私有链区块链的分类方式网络范围公有链联盟链私有链部署环境主链侧链应用范围基础链行业链区块链的分类分类指标类型名称特征典型案例网络范围

主链正式上线的、独立的区块链网络比特币(BTC)、以太坊(ETH)私有链系统半开放，需要注册许可才能访问R3联盟、原本链

联盟链系统最为封闭，仅限企业、国家机构或者单独个体内部使用，不完全能够解决信任问题，但是可以改善可审计性

超级账本部署环境主链正式上线的、独立的区块链网络比特币(BTC)、以太坊(ETH)

侧链并不会特指某个区块链，是遵守侧链协议的所有区块链的统称。侧链旨在实现双向锚定，让某种加密货币在主链以及侧链之间互相“转移”

MixinNetwork应用范围

基础链提供底层的且通用的各类开发协议和工具，方便开发者在其上快速开发出各种DApp的一种区块链，一般以公有链为主以太坊(ETH)、商用分布式设计区块链操作系统(EOS)行业链为某些行业特别定制的基础协议和工具比原链(BTM)主链正式上线的、独立的区块链网络比特币(BTC)、以太坊(ETH)私有链系统半开放，需要注册许可才能访问R3联盟、原本链

联盟链系统最为封闭，仅限企业、国家机构或者单独个体内部使用，不完全能够解决信任问题，但是可以改善可审计性

超级账本主链正式上线的、独立的区块链网络比特币(BTC)、以太坊(ETH)

侧链并不会特指某个区块链，是遵守侧链协议的所有区块链的统称。侧链旨在实现双向锚定，让某种加密货币在主链以及侧链之间互相“转移”

MixinNetwork

基础链提供底层的且通用的各类开发协议和工具，方便开发者在其上快速开发出各种DApp的一种区块链，一般以公有链为主以太坊(ETH)、商用分布式设计区块链操作系统(EOS)行业链为某些行业特别定制的基础协议和工具比原链(BTM)公有链

公有链（Publicblockchain）是一种共享的、可信的、可控的分布式账本技术，是指全世界任何人都可读取，发送交易并获得有效确认的共识区块链。公有链存在的问题效率问题现有的各类共识机制，如比特币的PoW机制、以太坊的Pos机制，都存在产生区块效率较低的问题。隐私问题公有链上传输和存储的数据都是公开可见的，仅通过“伪匿名”的方式对交易双方进行一定隐私保护。激励问题为促使全节点提供资源，自发维护整个网络，公有链系统会设计激励机制，以保证公有链系统持续健康运行。最终确定性问题交易的最终确定性指特定的某笔交易是否会最终被包含进区块链中。安全风险包括来自外部实体的攻击、来自内部参与者的攻击及组件的失效、算力攻击等。典型的公有链平台以太坊

以太坊是一个开源的智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币—以太币提供去中心化的以太虚拟机来处理点对点合约。以太坊由程序员维塔利克·布特林（VitalikButerin）在2013—2014年间首次提出，发布时定位为“下一代加密数字货币与去中心化应用平台”。私有链

私有链（Privateblockchain）是相对公有链的一个概念，“私有”，指的是某个区块链的权限仅被个人或组织掌握，不对外公开，仅限内部使用。私有链具有完善的权限管理体系，使用者必须进行身份验证。私有链的特点交易速度快私有链的节点都具有较高的信任度，在进行交易时不需要对每个节点都进行验证。隐私保护好私有链上访问权限被严格控制，没有权限的情况下，任何人无法获得区块链上的个人数据。交易成本低私有链上完成的交易十分廉价甚至完全免费。私有链的应用场景01充当公有链或联盟链的区块功能验证

02企业内部的审计管理

联盟链

联盟链(Consortiumblockchain)，是指由多个机构共同参与管理的区块链，每个组织或机构管理一个或多个节点，其数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送，并且共同来记录交易数据。联盟链的特点效率比公有链更高安全隐私保护更好不需要代币激励典型的联盟链平台超级账本

超级账本（Hyperledger）是一个旨在推动区块链跨行业应用的开源项目，由Linux基金会在2015年12月主导发起该项目，成员包括金融，银行，物联网，供应链，制造和科技行业的领头羊。2.4