区块链（）技术起源于化名中本聪（ ）的技术极客于 2008 年发表的基础论文《比特币：一种点对点电子现金系统》（: A Peer-to-Peer Cash ）。从狭义上讲，区块链是一种去中心化的互联网公共账本，将数据区块按时间顺序以链式方式组合成特定的数据结构，并通过密码学等方法保证数据不可篡改或伪造。广义上讲，区块链利用链式数据块结构来验证和存储数据，利用分布式共识机制和数学算法来集体生成和更新数据，利用密码学来保证数据传输和使用的安全，利用自动化脚本代码（智能合约）是一种新的去中心化基础设施和分布式计算范式，用于编程和操作数据。区块链是共识算法、非对称加密算法、分布式存储技术、P2P网络技术等计算机技术在互联网时代的创新应用模式。区块链数据由所有节点共同维护，每个参与维护的节点都可以复制并获取。一份完整记录的副本，可以在没有中心权威的弱信任环境下，以分布式的方式建立信任机制，保证系统中的数据公开、透明、可追溯、难以被非法篡改。经过近几年的发展，区块链的相关概念不断丰富，目前主要涉及以下重要概念。
共识机制。 “共识机制”是指形成共识或达成一致的操作方式、方法和规则。区块链共识机制保证以去中心化的方式维护分布式数据库数据的一致性。区块链中常用的共识机制主要有以下几类：工作量证明机制、权益证明机制、份额授权证明机制和验证池机制等。区块链共识机制主要由相应的共识算法来实现。
时间戳。 () 通常是唯一标识某个时间点的字符序列。具体来说，它是一个完整的、可验证的“标记”，表明某条数据在特定时间之前已经存在。区块链中的时间戳是区块链数据库中在一定时间内发生的所有事件的唯一且不可更改的记录。
智能合约。智能合约的概念最早由学者 Nick Szabo 于 1994 年定义为一组以数字形式定义的承诺，包括合约参与者可以执行这些承诺的协议。区块链的出现加深了智能合约的定义。具体来说，智能合约是一种事件驱动的、有状态的计算机代码程序，在可复制的共享区块链数据分类账上运行。程序代码是现实世界中合约和规则的算法实现。它可以主动或被动地处理数据、控制和管理链上各种智能资产等功能。
公链。公有链通常是指没有官方组织或管理机构、没有中心服务器的链。全球任何人、任何节点都可以按照系统规则自由接入网络，参与记账和共识过程并开展工作，记账等活动的信息都可以获得有效确认的区块链。公链利用密码学保证数据传输不可篡改，利用密码学验证和共识机制在相互陌生的网络环境中建立共识，从而形成去中心化的信用机制。公链主要适用于加密数字货币、大众电子商务、互联网金融等应用场景。公链的典型代表是比特币和以太坊。
联盟链。联盟链是需要注册许可且仅限联盟成员使用的区块链。加入需要申请和身份验证，并为加入会员提供管理、认证、授权、监控、审计等全套安全管理功能。联盟链上的读写权限和参与记账权限是根据联盟规则制定的。整个网络由成员机构共同维护。网络接入一般通过成员机构的网关节点接入，共识过程由预先选定的节点控制。一般来说，联盟链适合行业机构之间的交易、结算或清算等应用场景。联盟链的交易确认时间和每秒交易数量与公链有较大差异，其安全性和性能要求也高于公链。联盟链的典型代表就是项目。
私有链。私有链一般是指在某个企业或私人组织内部构建的、仅供该企业或私人组织使用的区块链系统。私有链的运行规则是根据企业或私人组织的具体要求而制定的。应用场景包括数据库管理、办公审批、财务审计、企业或私人组织的预算和执行等。私有链的价值体现在提供安全性和可塑性。来源、不可篡改的相关数据服务。私有区块链通常只存在于理论上。
侧链。侧链（）实际上并不指特定的区块链。该术语是相对于主链而言的。侧链是指遵守侧链协议的区块链。侧链协议是指允许某种数字资产安全地从主链转移到其他区块链，并且可以安全地从其他区块链返回主链的协议。
跨链。跨链是区块链之间互通的技术解决方案，让数据信息甚至价值跨越链间的壁垒直接流通。跨链技术的作用和意义在于极大地促进区块链之间的互操作性。无论是公有链还是私有链，跨链技术是实现价值互联网的关键。它可以打通各种区块链形成的信息孤岛，是区块链向外扩展和连接的桥梁。
闪电网络。闪电网络是一种安全的链下交易技术解决方案，解决现有加密数字货币在频繁小额交易场景下交易延迟较大等问题。闪电网络主要包括两个核心机制：序列过期可取消合约（RSMC）和哈希时间锁定合约（HTLC）。它本质上是使用哈希时间锁定智能合约来安全地进行零确认交易。通过设置巧妙的“智能合约”，用户可以在闪电网络上进行未经确认的交易。 RSMC 确保两个人之间的直接交易可以在链下完成。 HTLC确保任意两个个人之间的转账可以通过“支付”通道完成。
核心技术
区块链主要涉及的核心技术包括共识算法、非对称加密算法、分布式存储技术、P2P网络技术等。
共识算法。区块链作为一种分布式系统，是由多个主机节点通过异步通信组成的网络集群。节点之间需要进行状态复制，以确保主机达成一致的状态共识。因此，区块链必须解决分布式场景下节点间实现一致性的问题，通过共识算法可以不同程度地保证系统中不同节点数据的一致性和正确性。根据区块链类型的不同划分，共识算法主要可以分为两大类。一类是公链场景使用的共识算法，主要包括工作量证明算法POW、权益证明算法POS和委托权益证明算法DPOS。例如，比特币采用了一种解决数学问题的方法，即工作量证明POW算法，以确保账本数据在整个网络上形成正确且一致的共识。另一类是联盟链场景中使用的共识算法，主要包括拜占庭容错算法PBFT和RAFT。共识算法之间没有优缺点。共识算法的使用与应用场景高度相关。随着不同场景的需求，对共识算法的效率和安全性的要求也不同。选择合适的共识算法并调整共识算法以满足您的需求。这是适合场景的最佳选择。
非对称加密算法。非对称加密算法主要使用公钥和私钥对数据存储和传输进行加密和解密。非对称加密技术在区块链中的应用场景主要包括信息加密、数字签名和登录认证。区块链系统中涉及的非对称加密算法主要有RSA、DH、ECC（椭圆曲线加密算法）。在区块链系统中，基于非对称加密算法生成公钥和私钥的密钥对。公钥用于加密数据信息，相应的私钥用于解密数据。反之，对用私钥加密的数据信息进行数字签名，并解密相应的公钥，即验证签名。以比特币底层区块链技术为例，在比特币交易过程中，公钥通过哈希函数转换为地址用于接受比特币，私钥在比特币支付时用于交易签名，从而确认付款人参与交易。您将始终拥有所交易的比特币的所有权。
分布式存储技术。分布式存储相关技术源于分布式存储系统在分布式数据存储过程中所使用的技术，包括分布式存储、分布式计算、CAP理论、一致性算法等，该技术用于解决数据存储和备份等问题、容错性和一致性。区块链作为一种分布式存储系统，采用分布式存储技术。区块链基于分布式存储技术，将数据分散存储在多个独立节点上。每个节点都参与区块链的记账和存储，从而避免了中心化数据存储模式下可能出现的服务器崩溃的情况。风险问题。区块链的高容错性保证了系统中所有内置业务从运行之初就能够保持稳定、持续，极大地保证了区块链系统的可靠性。
P2P网络技术。 P2P是英文Peer-to-peer的缩写，因此P2P网络技术也称为点对点网络技术。 P2P网络技术是一种连接区块链系统中对等节点的网络技术。 P2P网络作为分布式网络，允许网络上的各个节点直接相互访问，无需经过中间实体，同时共享自己的资源，包括存储能力、网络连接能力、处理能力等。在区块链出现之前随着技术的发展，P2P网络技术已广泛应用于在线视频、在线语音、搜索、下载等各个应用领域。区块链技术应用中节点之间的通信和交互采用相对成熟的P2P网络技术。因此，P2P网络技术是区块链的核心技术之一。
主要特点
权力下放。在治理方面，区块链没有中心化的组织或机构，任何节点之间的权利和义务都是平等的。区块链利用共识机制来防止少数人控制整个区块链系统，所以区块链是治理的去中心化。从架构上来说，区块链是基于点对点网络的。任何一个节点的损坏或丢失都不会影响整个系统的运行。该系统具有出色的鲁棒性，因此区块链在架构上是去中心化的。从存储的角度来看，区块链是一种分布式存储技术。数据分布存储在所有节点并达成共识。没有一个中心来控制存储权。因此，区块链也是一种去中心化存储。
以技术为基础的信任。区块链技术的信任机制基于现代密码学原理、共识机制、公开透明。区块链系统中的节点可以在不知道对方基本信息的情况下进行可信的信息交换，满足信息安全的需求。 。这样的技术体系可以让用户在没有统一中心节点背书的情况下达成共识并产生信任，几乎完全消除了系统内价值交换过程中的摩擦成本，降低了系统运行成本，提高了效率。
数据不可篡改、可追溯。由于区块链技术以区块的形式记录了系统创建以来的所有交易，数据记录无法篡改或删除，因此交易双方的信息交换活动可以查询和追踪。这种完全透明的数据管理系统为审计、操作日志记录、物流跟踪等操作提供了值得信赖的跟踪捷径。
系统和数据的高可靠性。从技术角度来看，区块链本质上是一个分布式数据库系统。通过分布式数据存储，区块链网络中的每个参与节点都可以获得完整数据库的副本。区块链数据由所有节点共同维护，每个参与维护的节点都可以获得完整记录的副本。除非整个系统中有51%以上的节点被同时控制，否则对单个节点上的数据库的修改是无效的，不能影响其他节点上的数据内容。因此，参与系统的节点越多、计算能力越强，系统中的数据安全性就越高。
高度可扩展和包容性。基于区块链技术建立的数据库未来有望形成多个全球巨型数据库（公链）。所有的人类价值交换活动（包括注册、开户、支付、交易、结算等）都可以在这些数据库中进行。完整的商业模式具有极高的可扩展性和包容性。
发展历程
业界倾向于将区块链发展分为三个阶段，即区块链1.0、区块链2.0和区块链3.0。迄今为止，区块链的发展主要经历了两个阶段，即以比特币为代表的区块链1.0和以智能合约为代表的区块链2.0。目前正在逐步迈向区块链3.0阶段。
第一阶段：区块链1.0（2008-2012）。区块链1.0阶段始于2008年比特币白皮书的诞生，其主要特征是以比特币为代表的加密数字货币及相关金融基础设施的应用，包括支付清算设施、跨境支付设施等。例如，它提供了相对成熟的跨境支付区块链解决方案，无需电信费即可实现跨境支付，降低交易成本。
第二阶段，区块链2.0（2013年至今）。区块链2.0阶段始于2013年以太坊项目，这是一个具有智能合约功能的公链平台。这一阶段的主要特点是区块链技术的应用超出了加密数字货币和金融基础设施的范围，更广泛地应用于金融领域。它以可编程金融的形式被广泛应用。区块链2.0阶段应用的主要特点是：一是主要针对特定对象，比如合约双方。二是作为交易主要内容的特定数字资产的所有权或其他权益。例如，数字货币与智能合约的结合产生了优化金融领域更广泛场景和流程的应用，包括资产数字化，以及股票、债券等权益凭证的登记、转让和流通。三是交易范围还比较有限、频率较低、领域较窄。例如，纳斯达克推出了区块链私募股权市场Linq，为企业家和风险投资者提供私募股权转让和销售服务。区块链2.0的典型代表是以太坊。以太坊是一个可编程且图灵完备的区块链，允许任何人通过其系统内的智能合约构建和运行去中心化应用程序。
第三阶段：区块链3.0。目前，业界对于区块链3.0阶段的具体时间划分还没有统一的认识，但有一点可以肯定的是，业界已经开始提前布局区块链3.0。一般来说，区块链3.0阶段被认为是基于区块链技术的更加复杂的智能合约，超越了货币和金融的范围。应用于政府、医疗、文化、司法、物流等各行各业，在领域的深入应用表现为可编程的社会经济活动的形式。区块链3.0主要有以下特点：一是产品主要表现在应用上，包括实体产品和知识付费等其他虚拟产品。其次，参与者是不特定的大多数，而不是特定的一小部分人。三是市场交易活动更加广泛，向全行业、全社会开放。区块链3.0时代的应用主要体现在行业应用，如政府、健康、科学、工业、文化艺术等领域的应用。区块链3.0技术的应用可以解决各行业的信任问题，提高社会经济运行效率，从而真正实现从信息互联网到价值互联网的转变。
重要价值
从技术角度看，区块链是集共识算法、非对称加密算法、分布式存储技术、P2P网络技术等为一体的互联网应用技术体系，能够实现数据记录、数据存储管理、数据传播方式的变革。推动信息互联网向价值互联网转变，区块链技术本身有望成为与超文本传输协议HTTP同等重要的价值传输协议。从市场应用的角度来看，区块链的去中心化、透明、不可篡改的特性从技术上解决了信任问题，在一定程度上实现了去中介化，从而有助于降低因中介机构的存在而带来的交易成本。 。此外，区块链还可以减少商业摩擦，降低信任成本，助力经济活动。总体而言，区块链的重要价值可以从以下几个方面来阐释。
一是有望实现脱媒，降低中介成本。区块链是一种去中心化的分布式账本。首先，去中心化实现点对点交易，分布式账本保证交易能够快速反映到各个交易参与者的账本中，实现交易和清算的同步。因此，区块链消除了中心化清算机构交易中介机构存在的必要性，减少了交易中介机构带来的成本。以金融行业为例，区块链技术将对金融行业的基础设施产生巨大影响。银行支付清算系统、证券清算登记系统、跨境兑换结算系统等中心化系统交易费用高、效率低。区块链去中介化和交易清算同步可以极大地提高支付和清算效率，助力经济。活动的开展。其次，区块链保证了全网数据记录公开、透明、不可篡改，从技术上解决了信任问题，成为无互信的人们大规模协作的有效信任工具。在一定程度上替代了信托中介，从而有助于降低信托中介的成本消耗，帮助社会降低中介成本。
其次，不可篡改的时间戳可以解决数据追踪和信息防伪问题。区块链技术为我们的信息防伪、数据追踪提供了创新手段。当今社会，大量的伪造信息和数据充斥整个市场，从假冒红酒、劣质牛奶、高仿奢侈品，到会计套餐、虚假财务数据甚至地下钱庄交易。由于信息和数据在传输过程中多次易手、交换，这些信息的真实性往往无法验证。区块链中的数据块依次连接，形成防篡改的数据链。时间戳为所有数据信息附加了一组真实且不可伪造的标签，可以实现数据交易记录的全网透明、防篡改和可追溯。 ，有助于解决数据追踪和信息防伪问题，对于打击现实生活中的假冒伪劣产品和伪造虚假信息极为重要。此外，区块链技术的记录可追溯、不可篡改的特性，为构建诚信社会提供了法律法规之外的技术工具。随着区块链技术的日益成熟，区块链技术有助于重塑社会信任体系，降低社会经济活动的信任成本，使社会管理更加高效、低成本。
三是切实解决关键数据保护和授权访问问题。以用户隐私数据的保护为例，当前用户隐私数据的保护面临着重大的安全问题。 2018年3月，该公司5000万用户数据被泄露，引发全球对个人隐私数据保护的重大关注。用户隐私数据的保护和授权访问体现在用户数据的获取、使用和审计上。区块链底层技术哈希算法、加密技术和电子签名应用，可以将用户隐私数据映射并加密存储在区块链中。任何个人或组织访问用户隐私数据时都必须获得用户的授权。只有经过用户授权后，其他个人和机构才有权访问和使用数据，并且任何访问和授权都会有可审计的记录。因此，区块链可以是一个更好的解决方案。信息保护和授权访问问题是当前信息应用中突出的问题。
第四，灵活的可编程特性有助于规范现有的市场秩序。当今社会的市场秩序还不够规范。转让资产时，不保证被转让资产在未来使用过程中不会偏离原资产指定的用途和方向。例如，政府对农业的补贴和慈善组织的捐款被挪作他用。区块链技术的可编程性，使得在资产或价值转移过程中，可以将一段代码写入智能合约，规定资产未来的用途和范围，从而有效解决挪用、滥用、腐败、挪用等问题。扶贫资金。区块链的可编程特性还可以帮助互联网通过智能合约与现实世界的资产进行交互，更好地规范市场秩序。
五是有助于实现商业组织形态的重构和社会协作方式的变革。去中心化、数据不可篡改、可追溯等特性使区块链成为信任机器，在商业活动中建立个体之间的信任，从而帮助商业活动去中介化，实现商业组织形式。重构。此外，根据罗纳德·科斯关于企业存在的原因是为了降低市场交易成本的讨论，基于区块链共识算法和智能合约编程构建的信任关系的数字交易活动有望大幅降低市场交易成本。这对企业的制度安排产生了影响，即企业的组织结构在一定条件下可能会消失。区块链作为信任机器，有助于实现个体之间的大规模协作、自治组织和自治治理，最终形成新的社会协作方式和商业模式，甚至引发生产关系的变革。
