區塊鏈核心技術概覽

第二章 核心技術概覽
定義：
1.交易–賬本的一次操作
2.區塊–記錄一段時間內發生的所有交易和狀態結果，是對當前賬本狀態的一次共識
3.鏈–由區塊按照順序串聯而成，是整個賬本狀態變化的日誌記錄。
原理：
如果把區塊鏈作為一個狀態機，則每次交易就是試圖改變一次交易，而每次共識生成的區塊，就是參與者對於區塊中交易導致狀態改變的結果進行確認。
分散式資料記錄賬本，這個賬本只允許新增不允許刪除，賬本底層的基本結構是一個線性的連結串列，連結串列由一個個區塊串聯而成，後繼區塊記錄前導區塊的hash值，新的資料要加入，必須要放到新的區塊中，而這個塊是否合法，可以通過計算hash的方式快速檢驗出來。任意維護節點都可以提議一個新的合法區塊，然而必須經過一定的共識機制來對最終選擇區塊達成一致。

比特幣例子：
比特幣客戶端發起一項交易，廣播到比特幣網路中並等待確認。網路中的節點會將一些收到的等待確認的交易記錄打包在一起（此外還要包括前一個區塊頭部的hash值等資訊），組成一個候選區塊–>找到一個nonce串（隨機串）放到區塊中，使得候選區塊的hash滿足一定的條件。一旦節點算出來滿足條件的nonce串，這個區塊在格式上就認為“合法”了，就可以嘗試在網路中將它廣播出去。–>其他節點收到候選區，進行驗證，發現確實符合約定條件，就承認這個區塊是一個合法的新區塊，並維護到自己的區塊鏈中–>當大多數的節點都將區塊新增到自己維護的區塊鏈結構上時，該區塊鏈被網路接收，區塊中所包括的交易也就得到確認。

關鍵點：比特幣的這種基於算力尋找nonce串的共識機制被稱為工作量證明。採用的是嘗試性暴力計算。嘗試的次數越多，算出來的概率越大。

參與者不同分為：公有鏈、聯盟鏈、私有鏈
使用目的和場景不同：貨幣鏈、產權鏈、眾籌鏈、通用鏈

組成部分：網路層、共識層、智慧合約、應用層、許可權管理機制。

涉及的領域：分散式系統、儲存、密碼學、心理學、經濟論、博弈論、控制論、網路協議等。

關鍵問題：
1.防止交易記錄被篡改：
2.證明交易雙方的身份：
3.保護交易雙方的隱私：
傳統方案：hash演算法、加解密演算法、數字證書和簽名（盲簽名和環簽名）
但是量子計算等新技術的出現，RSA等目前商用的加密技術，在未來可能無法提供足夠的安全性。

經典的技術難題：如何讓大多數節點承認，同時這個資訊是被確認的、不可推翻的。
公開匿名場景下：基於概率的演算法
帶許可權管理的場景下：確定性演算法

區塊鏈不適用於高頻交易的場景，如何提高區塊鏈系統的交易吞吐量，降低交易的確認。
目前公開的區塊鏈只能支援每秒7筆，而對於大額交易來說，交易確認時間為一小時左右，以太坊的區塊鏈的吞吐量略高一些，但交易效能也被認為是較大的瓶頸。
方案是將高頻的交易放到鏈外來，只用區塊鏈記錄最終交易資訊。

核心是解決多方的互信問題。
可以使用以太坊、超級賬本快速設計複雜的分散式賬本應用。