一、什么是区块链？“区块链”一词源于中本聪发明的一种点对点电子货币系统[1]，叫做比特币。作为比特币的底层技术，本质上是一个去中心化的数据库。它是指通过去中心化和去信任来集体维护一个可靠的数据库的技术方案。
从科学技术的角度来看，区块链是一门涉及数学、密码学、互联网、计算机编程等多门科学技术的综合性交叉学科。
从应用的角度看，区块链是一项新技术，是分布式共享账本和数据库；该技术的特点是去中心化、不可篡改、可追踪、集体维护、公开透明。
从计算机技术应用模式来看，有分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术模式。
视频：探索比特币和区块链技术(英文单词)
第二，区块链的广义解释。总的来说，无论从哪个角度看，区块链都是一种技术，区块链技术指的是一种全民参与记账的方式。所有系统背后都有一个数据库。你可以把数据库想象成一个大账本。那么谁来保管这个账本就变得非常重要了。目前谁的系统要记账，微信的账本就是腾讯的账本，淘宝的账本就是阿里的账本。但是在区块链网络中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。如果某段时间内有任何数据变化，系统内的每个人都可以进行记账。系统会判断这段时间记账最快最好的人，将他记录的内容写入台账，并将台账的内容发送给系统内其他所有人备份。这样，体制内的每个人都有了一个完整的账本。这种方式，我们称之为区块链技术。-分布式账簿的通俗解释[0]。
区块链技术被视为互联网发明以来最具颠覆性的技术创新。它依赖于密码学和数学的巧妙的分布式算法。在无法建立信任的互联网上，参与者可以在没有任何第三方中心介入的情况下达成共识，以极低的成本解决信任和价值的可靠传递问题。
对等网络将所有交易历史存储在“区块链”中。区块链继续延伸，一旦新的区块被添加到区块链，它将永远不会被删除了。区块链实际上是由一组分散的用户节点和所有参与者组成的分布式数据库，是所有比特币交易历史的记录。比特币的交易数据打包成一个“数据块”或“区块”后，交易得到初步确认。当该区块链接到前一区块时，将进一步确认交易。在被连续六块确认后，这笔交易基本被确认不可逆。
区块链在网络上是开放的，可以在每一个线下的比特币钱包数据中查询。轻量级比特币钱包使用在线确认，即区块链数据不会被下载到设备存储中。
三。谁首先提出了区块链？中本聪在2008年《比特币白皮书》 [1]提出了“区块链”的概念，并在2009年创办了比特币网，开发了第一个区块，即“创世区块”。
055-79000中提到的一种点对点的电子货币系统是数字货币，但实际上其底层技术的意义和价值远大于其货币属性。以比特币为例。一般来说，它被视为一种点对点的数字货币，但从技术上来说，它实际上是一个点对点的去中心化的网络平台。这样的网络平台依赖于区块链技术。
但事实上，并不是中本聪第一个提出“电子货币”概念的创造性方案。
四。加密数字货币前传：从大卫郑初美到中本聪加密数字货币已经有很长的历史了。这个冰冷的知识专栏用几个主要人物和他们的创作，展示了一部简明的数字货币加密前传。
055-79000 [1.1]《通往比特币的漫漫长路》(杰里米克拉克/文)一书的序言，从技术和历史的角度阐述了加密数字货币的历史。在这里，我们参考他的梳理分析。
1)1983年，David Chaum首次提出在数字现金中使用加密技术。
在现实世界中，现金可以非常简单。它需要的是防伪功能。现金是一种票据。我可以在纸条上写“得到这张纸条的人可以向我要一只羊”，然后签上我的名字。签名是一种防伪措施。我把纸条给你，给你，我不要。
在数字世界里，情况开始变得复杂起来：这张纸条和上面的签名是一个数字文件，电子文件可以被完美复制无数次。我给你这个电子文档之后，我可以把它给第三个人。这就是所谓的双重支出问题。
大卫郑初美提出了一个创造性的方案来解决数字世界中的这个难题。他的方法是采用这样的逻辑：在一张纸上，你选择一个只有你自己知道的序列号，然后我签字。因为我不知道这个序列号，所以我不能把这张纸条复制给另一个人。这就是密码学中所谓的盲签名。这个想法形成了“第一个真正的电子货币方案”。1989年，大卫郑初美也成立了DigiCash现金公司，将他的想法商业化，但未能被大规模接受。这种方案的缺点是，为了使其工作，必须有一个所有参与者信任的中央服务器来验证这些“数字笔记”。
2)从1997年到1998年，亚当贝克和哈希什、戴伟和B-Money、尼克萨博和比特金、哈尔芬尼和工作量证明(POW)
在《比特币白皮书》中，中本聪列举了其他人的成就，如1997年亚当贝克设计的hash cash和1998年中国密码学家戴伟设计的B币。2010年，当维基百科试图删除比特币条目时，中本聪与其他人讨论了如何修改条目描述，以便维基百科能够接受它。他建议这样写：“比特币是1998年戴伟在《密码朋克》中提到的B币概念，是尼克萨博提出的比特黄金的具体实现。”他说是具体实现，因为B币和比特币都只是在概念上。
这就引出了区块链领域的一个重要人物，——计算机科学家尼克萨博。1998年，他提出了一个名为“比特黄金”的计划。在当前的区块链世界中，尼克萨博(Nick Saab)有着更为重要的地位：萨博是“智能合约”的提出者，他在1993年写了一篇关于“智能合约”的论文。智能合约是区块链交易处理的核心方式，区块链应用的本质可以看作是智能合约的组合。
这个阶段的第四个重要人物是知名的密码学家哈尔芬尼(Hal Finney)，他是著名的PGP加密中的“G”，也是cryptopunk圈子里的前辈。2004年，他使用工作量证明(POW)机制推出了自己的电子货币版本。在比特币的发展过程中，哈尔芬尼与中本聪有过多次互动。比特币的第一次转移是中本聪向哈尔芬尼转移了10个比特币。
他们的具体想法各不相同，但都有一个共同点，就是都是通过让计算机做计算来“创造”电子现金。他们是比特币系统让计算机做加密计算的工作量证明和“挖矿”的创意来源。这一点非常重要。有了这个思路，就可以用去中心化的网络代替中心化的服务器，困扰数字货币的问题也就迎刃而解了。
此外，这个想法可以追溯到1992年由密码学家辛西娅德沃克和莫尼诺尔提出的减少垃圾邮件的方案。杰里米克拉克(Jeremy Clark)在《比特币白皮书》一书中是这样解释的：“想象一下，你每发一封邮件，计算机就要花几秒钟的时间解决一个数学计算问题。如果您未能附上答案，收件人的电子邮件将自动忽略此邮件”。
3)2008年10月，中本聪发表论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》
最终，中本聪整合了之前的创新，实现了发行和交易的去中心化。
至于为什么前人的数字货币系统(比如郑初美的系统)会失败，中本聪曾写道：所有的虚拟货币公司都是从90年代开始失败的……我希望人们能看到，这些系统的失败显然是由于它们的集中控制。我认为我们第一次试图建立一个分散的、不基于信任的系统。
他在这里提到了两个相关的词，一个是去中心化，一个是非信任化。分散式网络必须是基于非信任的。
动词（verb的缩写）区块链的哪些领域和技术成分是由数学、密码学、互联网和计算机编程组成的？每个领域体现了哪些技术：
区块链领域及其技术
六。区块链的核心技术
分布式存储，功能：数字存储区块链中的分布式存储是指所有参与节点都有独立完整的数据存储，其独特性主要体现在两个方面。首先，区块链中的每个节点按照区块链结构存储完整的数据；第二，区块链中的每个节点独立存储且具有相同的状态，存储的一致性由共识机制保证。密码学的原理和作用：数字安全密码学是保证区块链数据传输、存储和访问安全的重要技术手段，是构建双方信任的基石。区块链技术中应用了很多密码学的知识，如：公钥、私钥、哈希、对称加密、非对称加密、同态加密、签名、零知识证明等。共识机制，作用：数字化处理所谓共识，是指多个参与节点在预设的规则下，通过多个节点的交互，对某些数据、行为或过程达成一致的过程。共识机制是指定义共识过程的算法、协议和规则。区块链的共识机制具有“少数服从多数”和“人人平等”的特征。智能合约，功能：数字应用智能合约就是基于这些可信且不可更改的数据，可以自动执行一些预定义的规则和条款。以保险为例。如果每个人的信息(包括医疗信息和风险信息)都是真实可信的，那么在一些标准化的保险产品中很容易进行自动理赔。在保险公司的日常业务中，虽然交易不像银行和证券行业那样频繁，但对可靠数据的依赖正在增加。因此，笔者认为，从数据管理的角度运用区块链技术，可以有效帮助保险公司提高风险管理能力。具体分为投保人的风险管理和保险公司的风险监管。
七。区块链的基本原则
香港大学金融硕士李迪一《区块链：技术驱动金融》 [6]对区块链结构做了深入的分析。
区块链的基本原理理解起来并不复杂。首先，区块链包括三个基本概念：
交易：对账簿的操作导致账簿状态发生变化，如增加转账记录；块：记录一段时间内发生的所有交易和状态结果，是对当前账簿状态的共识；链式(Chain ):块按发生顺序串联，是整个账簿状态变化的日志记录。如果把区块链看作一个状态机，每一个事务就是一次改变状态的尝试，每一个共识产生的块就是参与者对区块链事务引起的状态改变结果的确认。
在实现中，假设有一个分布式的数据记录账簿，只能增加不能删除。底层总账的基本结构是线性链表，这也是其名字“区块链”的来源。链表由一个串联的“块”组成(如下图1所示)，后面的块记录前面块的pre hash。要添加新数据，必须将其放入新块中。通过计算哈希值，可以快速检查这个块(以及其中的事务)是否合法。任何一个维护节点都可以提出一个新的合法区块，但必须经过一定的共识机制，才能对最终选定的区块达成一致。
区块链结构的例子
八。区块链的特点
从区块链的形成过程来看，区块链技术有以下特点：[7]
权力下放。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中央控制。除了自成一体的区块链本身，各个节点通过分布式的计费和存储实现信息的自校验、传输和管理。权力下放是区块链最突出和最基本的特征。它不能被篡改。区块链中的所有内容都需要基于密码学原理的复杂运算，然后才能被记录在链上。此外，在区块链中，后一个块的内容将包含前一个块的内容，这使得篡改信息非常困难且代价高昂。这就是区块链的“不可篡改”特性。区块链的“防篡改”特性意味着数据一旦写入区块链，任何人都不能擅自更改数据信息。打开。区块链的技术基础是开源。除了每个交易方的私密信息被加密，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过开放的接口查询区块链数据，开发相关应用，所以整个系统的信息高度透明。独立。基于约定的规范和协议(类似于比特币采用的哈希算法等各种数学算法)，整个区块链系统不依赖于其他第三方，所有节点都可以在系统内自动安全地验证和交换数据，无需任何人为干预。安全。只要不能控制全部数据节点的51%，就不能任意操纵和修改网络数据，这使得区块链本身相对安全，避免了主观和人为的数据更改。匿名。除非法律法规要求，否则从技术上讲，各块节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行。
九。区块链的类型张健《区块链：技术驱动金融》(机械工业出版社)中提到的区块链的三种类型
从区块链类型的分类来看[8]，主要有以下三种类型：
公共区块链(Public Blockchain)公共区块链(Public Blockchain)是指世界上任何个人或团体都可以发送交易，交易可以被区块链有效确认，任何人都可以参与其共识过程。大众区块链是最早的区块链，也是应用最广泛的区块链。每一个比特币系列的虚拟数字货币都是基于公开的区块链，世界上只有一个区块链对应这个货币。区块链财团：某个团体指定若干预选节点作为簿记员，每个区块的生成由所有预选节点共同决定(预选节点参与共识过程)。其他接入节点可以参与交易，但不询问记账过程(本质上是托管记账，只是变成了分布式记账。预选多少个节点，如何决定每个区块的记账员成为区块链的主要风险点)，其他任何人都可以通过区块链的开放API进行有限的查询。私有区块链(简称：私有区块链)私有区块链：只使用区块链的总账技术记账。它可以是公司或个人，并且对该区块链具有独占写入权限。这个链与其他分布式存储方案没有太大区别。传统上，金融希望试验私有区块链，而公共链应用如比特币已经产业化，私有链应用仍在探索中。
从区块链的类型比较[8]:
区块链的类型
X.区块链的共识机制。由于大部分加密货币采用去中心化的区块链设计，节点分散且到处并行，因此必须设计一套系统来维护系统的运行秩序和公平性，统一区块链的版本，奖励提供资源维护区块链的用户，惩罚恶意肇事者。这样的系统必须依靠某种方式来证明谁获得了一个区块链的包装权(或者记账权)，可以获得包装这个区块的奖励；或者说谁有意做出伤害，谁就会得到一定的惩罚，这是共识机制。[9]
共同共识机制：
工作证明(PoW)，典型案例：比特币网络中的股份证明(PoS)，典型案例：委托股份证明(DPoS)，典型案例：EOS中的空间证明也称为容量证明(PoC)，典型案例：FileCoinpaxosraftpbftlibraft(拜占庭容错):用在Libra上。
共识机制的比较：
评价一个共识机制，不能简单的定义为好坏，而要区分业务属性。业务属性主要基于区块链的不可能三位一体和业务类型，所以主要从场景、去中心化程度、记账节点、响应时间、存储效率、吞吐量、容错等维度进行比较。具体如下：[10]
温馨提示：区块链不可能三位一体是指任何区块链系统都无法兼顾安全性、性能和去中心化。
上图共识机制对比图见[10]。
XI。区块链的架构模型2017年5月16日上午，在杭州国际博览中心举办的区块链技术应用峰会暨首届中国区块链开发大赛成果发布会上，首个区块链标准《理解区块链的结构及其设计原理》正式发布。[11]
区块链系统由自下而上的数据层、网络层、共识层、激励层、契约层和应用层组成。
区块链系统6层
1.数据层
数据层封装了底层数据块的链式结构，以及相关的非对称公私钥数据加密技术和时间戳技术。这是整个区块链技术中最底层的数据组织，大部分已经发明了几十年，在计算机领域使用了很长时间。不需要担心这些技术的安全性，因为如果这些技术存在巨大的安全漏洞，就意味着全球金融技术将出现严重问题。当中本聪设计比特币时，它为每个区块设置了1MB(兆字节)的容量限制。但由于比特币交易量的快速增长，1MB块空间所能容纳的交易数量是有限的，需要考虑扩大区块链来突破这一限制。
2.网路层
包括网络层的分布式组网机制、数据传输机制和数据验证机制等。由于采用了完整的P2P联网技术，这意味着区块链具备了自动联网的功能。这种P2P组网技术，之前应用在BT(比特流)、eMule(电驴)等P2P下载软件上，也是比较成熟的技术。
3.共识水平
共识层主要封装了网络节点的各种共识机制算法。共识机制算法是区块链技术的核心技术，因为它决定了谁来记账，记账人的选择会影响整个系统的安全性和可靠性。目前，共识机制算法有十多种，其中最著名的有工作证明(PoW)、利益证明(PoS)和委托利益证明(DPoS)。这些共识机制将在下一节详细描述。
4.激励层
激励层将经济因素融入区块链技术体系，主要包括经济激励的分配机制和分配机制。这一层主要出现在公链中，因为在公链中，遵守规则参与记账的节点必须受到鼓励，不遵守规则的节点必须受到惩罚，这样整个系统才能良性循环发展。所以激励机制往往是一种博弈机制，让更多遵守规则的节点愿意记账。而在私有链中，不需要激励，因为参与记账的节点往往在链外完成博弈，即可能存在强迫或其他需求参与记账。
5.合同层
契约层主要封装了各种脚本、算法和智能契约，是区块链可编程特性的基础。以以太坊为首的新一代区块链系统正试图完善比特币的合约层。虽然比特币也包含脚本代码，但它不是图灵完全的，即不支持循环语句；以太坊基于比特币结构，内置编程语言协议，理论上可以实现任何应用功能。如果把比特币看作是全球总账，那么以太坊可以看作是“全球计算机”。任何人都可以上传和执行任何应用，应用的有效执行是可以保证的。
6.应用层
应用层封装了区块链的各种应用场景和案例。比如构建在以太坊上的各种区块链应用都部署在应用层，所谓的可编程货币、可编程金融也会构建在应用层。在该模型中，基于时间戳的链块结构、分布式节点的共识机制、基于共识机制的经济激励和灵活可编程的智能契约是区块链技术最具代表性的创新。其中，数据层、网络层和共识层是构建区块链应用的必要因素，否则就不能称之为真正意义上的区块链。激励层、合同层、应用层并不是每一个区块链应用的必备因素，有些区块链应用也并不完全包含这三层。
十二。区块链的发展历程区块链发展的四个阶段：
以比特币为代表的货币区块链技术为1.0；以太坊为代表的合约区块链技术为2.0；EOS和Hyperledger项目代表3.0，实现完全的权限控制和安全性；在应用开发的基础上，公链与公链之间的跨链价值互联，可以实现人工智能、超级计算、大数据采集与分析的深度结合，以全新的4.0形态建立虚拟现实映射现实社会。中国工信部发布的《区块链：定义未来金融与经济新格局》定义了区块链1.0到3.0的形态学解释；
InterValue-CEO曹源：区块链4.0生态系统模式的先行者。
十三。区块链有趣的历史虽然区块链是一项新技术，但它已经有了丰富有趣的历史。以下是区块链发展中一些最重要和最值得注意的事件的一览表。
2008
中本聪，个人或团体的笔名，出版了《比特币：点对点电子现金系统》。[1]2009
第一笔成功的比特币(BTC)交易发生在计算机科学家哈尔芬尼和神秘的中本聪之间。2010年
佛罗里达州的程序员Laszlo Hanycez完成了有史以来第一笔使用比特币的交易——两份棒约翰披萨。Hanycez转了10，000 BTC，当时大约值60美元。今天，它价值8000万美元。比特币的市值正式超过100万美元。2011
1 BTC=1美元，给予美元加密货币评估。前沿基金会、维基解密等组织开始接受比特币作为捐赠。2012
区块链和加密货币在《区块链 参考架构》等热门电视节目中被提及，为区块链注入了流行文化。《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》由早期比特币开发者Vitalik Buterin发行。2013
BTC的市值超过10亿美元。比特币首次达到100美元/BTC。布特林发表了“以太坊项目”论文，提出区块链除了比特币还有其他可能性(比如智能合约)。2014
游戏公司Zynga、拉斯维加斯酒店和Overstock.com都开始接受比特币支付。布特林的以太坊项目通过首次代币发行(ICO)筹集了超过1800万美元的BTC资金，为区块链开辟了一条新的道路。R3由200多家区块链公司组成，旨在发现可以在技术上实现区块链的新方法。PayPal宣布整合比特币。2015
接受BTC的商户数量超过10万。与三藩市的纳斯达克区块链公司连锁店联手测试交易私人公司股票的技术。2016年
科技巨头IBM宣布了其基于云的商业解决方案的区块链战略。日本政府承认区块链和加密货币的合法性。2017年
比特币首次达到1000美元/BTC。加密货币市值达到1500亿美元。摩根大通首席执行官杰米戴蒙(Jamie Dimon)表示，他相信区块链是一项未来技术，这使得总账系统获得了华尔街的信任。比特币创下19783.21美元/BTC的历史新高。迪拜宣布其政府将在2020年前采用区块链技术。2018
脸书致力于建立一个区块链组织，并暗示它可能会创建自己的加密货币。IBM开发了一个基于区块链的银行平台，并与花旗和巴克莱等大型银行签署了合同。
十三。区块链的主流融资模式目前，区块链的主流融资模式有以下几种：ICO、IEO、STO、IMO和IFO。
ICO .ICO(首次发行硬币)是指代币的首次发行。是指区块链项目首次向公众发行代币，募集比特币、以太坊等主流加密货币获得项目运营资金。2017年以来，大多数创业公司选择ICO，以规避早期融资中的严格规章制度；启动ICO你唯一需要的就是一个有钱包地址的网站，而ICO没有法律边界，没有投资者保护，完全匿名，缺乏最起码的视觉产品。IEO .IEO(Initial Exchange Offerings)，首个交易发售，指以交易所为核心发行代币；跳过令牌ICO这一步，直接去网上兑换。交易所承载并管理IEO。顾名思义，IEO指的是首次上市交易。通常，当交易所出售代币时，代币发行者支付一定的上市费和IEO期间出售代币的百分比。最后，在IEO关闭后，代币将在交易所上市。IEO不像ICO参与者那样向智能合约汇款。相反，参与者必须在发行IEO的交易平台上创建一个账户。然后，参与者将代币资金存入他们的交易所钱包，并使用这些资金购买融资公司发行的代币。STO .STO(Security Token Offe)，意为普通证券的发行，是指投资者通过持有发行的代币，可以获得股息、投票权以及任何适用于其他类型证券的权利。证券被归类为有价证券，受所在国证券法的约束。然而，也有一些例外。一般企业都是在私募法D条例的豁免下注册的(注：这仅适用于美国)，可以避免复杂的法律程序。另一个重要方面是，证券通行证的发放允许公司创建经批准的和肆无忌惮的投资者名单(所谓的白名单和黑名单)，这有助于公司遵守KYC要求并使犯罪收益合法化。信息披露有助于高效解决公用事业代币销售中最严重的问题，不仅增加了企业的责任，降低了欺诈的可能性，而且在公司破产时保护了存款人的权利。海事组织.IMO(Initial Miner Offerings)，第一期矿机，指的是通过卖硬件/矿机的方式第一期代币。IEO的特点是“水的优势是月亮的优势”。没有融资和认购的流程，省略了ICO、空投推广等环节。可以直接在加密货币交易所上市交易。此外，平台币操作灵活，可用于冲抵其他交易对的交易费用，也可用于投币。斯特朗开了一家加密货币交易所S站，他发现IEO有很大的操作空间，于是很快创办了IEO，发行了自己的平台货币SB。区里强烈规定SB可以交易，可以扣除手续费，可以参加社团活动，可以购买课程；另外，任何想上线S站的新币都必须投票，只支持SB平台币投票。随着S站的火热运营，来S站交易的人越来越多，SB市场也水涨船高。IFO .IFO(Initial Fork Offerings)，第一次分叉发行，指的是通过分叉比特币等主流加密货币来生成新的代币。有预挖行为如BTG，BCD，SBTC等。发行以分叉比特币为核心的代币时。他们通过分叉的比特币区块链生成新代币，声称可以实现比比特币更好的功能。在创建分叉的同时，矿工可以利用自己的特权，在分叉发生的区块里，分一些钱给自己或者其他人(直接写成CoinBase transaction就可以了)，然后开放给大家参与开采。5分钟告诉你什么是区块链(视频)视频加载。
百科词条1)问：什么是区块链？
答：区块链是由计算机集群分发和管理的不可变时间戳系列数据记录。
2)问：谁控制着区块链？答：一个开放的区块链网络没有中央权威——这就是民主制度的定义。因为它是一个共享的、不可更改的账本，里面的信息对任何人、任何人都是公开的。
3)问：区块链科技的三大支柱是什么？分权的透明性和不变性4)问：区块链的角色是什么？答：最初，用于比特币和其他加密货币的区块链现在已经在金融、房地产和医疗等许多行业中找到了用例。
参考[0]科普中国：到底什么是分布式账本？
[1]比特币白皮书：《老婆婆》
[1.1] 《比特币杂志》
[2]区块链的数学认知
[3]知乎：区块链中的密码学与安全技术
[4]区块链和P2P网络
[5]腾讯云：区块链技术的引入涉及哪些编程语言？
[6]香港大学-李第一：《比特币：一种点对点电子货币系统》
[7]区块链的六大特点
[8]区块链的类型
[9]ITRI信息技术研究所：区块链的介绍和技术讨论
[10]区块链共识机制
[11]中国第一个区块链标准《区块链：技术驱动金融》
声明：《理解区块链的结构及其设计原理》版权归“区块新观点-研究报告”所有。
