区块链运作核心 区块链的核心关键技术

今天给大家聊到了区块链运作核心，以及区块链的核心关键技术相关的内容，在此希望可以让网友有所了解，最后记得收藏本站。

时过境迁，区块链经济的核心究竟是什么呢？

自比特币诞生以来，目前全球已陆续出现了 1600多种虚拟货币，围绕着虚拟货币区块链运作核心的生成、存储、交易等形成了庞大的产业链生态。但整体而言，行业尚处于初创期，离真正的价值应用区域还有很大距离。

区块链经济的核心在于商业逻辑和组织形态的重构，因此需要在多个行业获得应用落地的实例来表明其价值。本文将从区块链与行业需求相结合的角度，探讨区块链在各行业应用的商业模式。

首先，区块链的核心是解决了信用的问题区块链运作核心：

信用是一切商业活动与金融的基础。美国自2011年起实行可信身份识别，而中国则通过实 名制实现可监管的信息传播。区块链的意义在于第一次从技术层面建立了去中心化的信任， 实现了完全分布式的信用体系。

其次，区块链解决了价值交换的问题：

传统网络可以实现信息的点到点传递，但无法实现价值的点到点传递。因为信息是允许复制的，而价值必须确权且具有唯—性，因此必须依赖一个中心化机构才能做到价值传递。区块链完美地解决了此问题，提供了一个实现价值点到点传递的方法，在价值传递过程中，由网络来实现记帐而不依赖某个中心化的机构。所以区块链有望成为构建新型金融的基础设施，成为未来价值互联网的基石。

区块链的应用

目前区块链的应用，主要有两种模式：

1）原生型的区块链应用：直接基于去中心化的区块链技术，实现价值传递和交易等应用，例如数字货币；

2）“区块链+”模式：将传统的场景和区块链底层协议相结合，以便提高效率，降低成本。 预计区块链在各行业的应用，将以第二种模式为主。

区块链具有五大核心属性，即：交易属性（价值属性)、存证属性、信任属性、智能属性、 溯源属性。如上核心属性与行业的需求相结合，解决行业痛点问题，成为了区块链在各行业 应用的商业模式。

区块链+银行

1、跨境支付

跨境支付是长期以来困扰银行业的痛点问题。传统跨境支付手段包括两大类：一是网上支付，包括电子账户支付和国际信用卡支付，适用于零售小金额；二是银行汇款模式，适用于大金额的交易；二者均存在到账周期长、费用高、交易透明度低等问题。尤其是近年来随着跨境电商的兴起，方便、快捷、安全、低成本的跨境支付更成为行业的迫切需求。

区块链的作用：

区块链去中介化、交易公开透明的特点，没有第三方支付机构加入，缩短了支付周期、降低 费用、增加了交易透明度。例如，2017年12月，招商银行联手永隆银行、永隆深圳分行，成功实现了三方之间使用区块链技术的跨境人民币汇款。其清算流程安全、高效、快速，大幅提升客户体验。

2、供应链金融

该领域的痛点在于融资周期长、费用高。以供应链核心企业系统为中心，第三方增信机构很难鉴定供应链上各种相关凭证的真伪，造成人工审核的时间长、融资费用高。

区块链的作用：

区块链将共识机制、存在性证明、不可篡改、可追溯等特性引入供应链金融，不需要第三方增信机构鉴定供应链上各种相关凭证的真实性，从而降低融资成本、缩短融资周期。例如，2017年4月，上市公司易见股份与IBM中国研究院联合发布了区块链供应链金融服务系统“易见区块”，该系统主推医药场景，目前己有30余家医药流通企业在“易见区块”注册成功，截至7月底交易数量己接近8000笔，投放总金额超过一亿元。

3、数字票据

数字票据行业的痛点在于长期存在“虚假票据”、“一票多卖”等问题，为银行业的票据融资业务带来了风险。

区块链的作用：

区块链的存在性证明、不可篡改的特性，有效解决了虚假数字票据的问题；同时，区块链解决了双花问题，可避免"一票多卖"。例如，深圳区块链金融服务有限公司发行票链产品，基于区块链提供票据的融资服务，解决中小微企业的票据融资需求。合作银行包括赣州银行、贵阳银行、苏州银行、石嘴山银行、廊坊银 行、乌海银行、吉林九台农商银行、尧都农商银行、深圳农村行业银行、潍坊银行、中原银行等。此外，浙商银行、京东金融、恒生电子、海航等也在验证区块链数字票据服务。

区块链+证券

1、资产证券化

资产证券化是以未来的收入作为保证，以获得现在的融资。该领域的痛点在于：参与主体多， 操作环节多，交易透明度低，信息不对称，底层资产真伪无法保证。

区块链的作用：

区块链为资产证券化引入了存在性证明、不可篡改、共识机制等属性，能够实时监控资产的真实情况，解决了交易链条各方机构对底层资产的信任问题。各类资产如股权、债券、票据、 收益凭证、仓单等均可被整合进区块链中，成为链上数字资产，提升资产流转效率，降低成本。例如，2017年5月，百度金融与佰仟租赁、华能信托等在内的合作方联合发行区块链技术支持的 资产证券化ABS项目，发行规模达4.24亿元。

区块链+保险

1、保险业务

保险行业存在着信息不对称，客户与保险机构之间缺乏信任等问题：用户难以选择适合自己的保险产品，而保险机构则面临骗保的风险。

区块链的作用：

区块链的去中心化、开放透明、可追溯的特点，为保险机构和用户间建立良好的沟通渠道；保险标的信息在区块链上统一管理，不可篡改，帮助保险机构规避骗保风险；同时，通过智能合约可提升工作效率，降低成本。例如，法国保险巨头安盛保险（AXA）正在使用以太坊公有区块链为航空旅客提供自动航班延迟赔偿。如果航班延迟超过2小时，“智能合约”保险产品将会向乘客进行自动理赔。

2、征信管理

该领域的痛点在于征信机构的数据采集渠道有限，数据缺乏共享，导致难以准确表征个人或机构的信用情况；此外，数据收集过程中也存在如何保障用户隐私的问题。

区块链的作用：

区块链具有去信任、共识、不可篡改的特征，在技术层面保证了可以在有效保护用户隐私的基础上实现有限度、可管控的信用数据共享和验证。例如，目前中国平安的区块链征信业务已上线运行，此外国内的创业公司如上海矩真、LinkEye、布比区块链等也在进行联合征信、安全存证等方面的 探索 。

作为一种基础性技术，区块链在众多具有分布式处理、点对点交易、快速建立信任关系等需求的行业领域具有极大的应用价值，其核心是解决了信用的问题,实现了价值的点到点传递。因此被认为是未来价值互联网的基石。

区块链商业模式的核心在于，利用区块链引入的创新属性，与传统行业应用相结合，实现商业逻辑的重构，以便创造新的应用场景，或提升效率，降低成本。

区块链也将延伸到 社会 生活的各个领域：区块链解决了数字化资产的管理、交易、转移等问题，因此将在资产数字化的浪潮中发挥重要作用，如供应链管理、数据服务、资产管理、公共服务、物联网等应用正在各个领域逐步落地，“区块链+”正在成为现实。

区块链核心技术-P2P网络

点对点网络是区块链中核心的技术之一，主要关注的方面是为区块链提供一个稳定的网络结构，用于广播未被打包的交易（交易池中的交易）以及共识过的区块，部分共识算法也需要点对点的网络支撑（如PBFT），另外一个辅助功能，如以太坊的消息网络，也需要点对点网络的支持。

P2P网络分为结构化和非结构化网络两类。结构化网络采用类似DHT算法来构建网络结构；非结构化网络是一种扁平的网络，每个节点都有一些邻居节点的地址。

点对点网络的主要职责有维护网络结构和发送信息这两个方面。网络结构要关注的是新节点的加入和网络更新这两个方面，而发送信息包括广播和单播两个方面

如何建立并维护点对点的整个网络？节点如何加入、退出？

网络结构的建立有两个核心的参数，一个是每个节点向外连接的节点数，第二个是最大转发数。

新节点对于整个网络一无所知，要么通过一个中心的服务获取网络中的一些节点去连接，要么去连接网络中的“种子”节点。

网络更新处理当有新节点加入或者节点退出，甚至原来一些节点网络不好，无法连接，过一段时间又活了，等等这些情况。一般通过节点已有的连接来广播这些路由表的变化。需要注意的是，因为点对点网络的特殊性，每个节点的路由表是不一样的（也叫partial view）

广播一般采用泛洪协议，即收到转发方式，使的消息在网络中扩散，一般要采用一些限制条件，比如一条消息要设置最大的转发数，避免网络的过渡负载。

单播需要结构化网络结构支持，一般是DHT，类似于DNS解析的方式，逐跳寻找目标节点地址，之后进行传输，并且更新本地路由表。

要想快速检索信息，有两种数据结构可以使用，一种是树类型，如AVL树、红黑树、B树等；另外一类是hash表。

哈希表的效率比树更高，但是需要占用更多的内存。

信息的表示采用键值对的方式，即一个键对应一个值，我们要查找的是key，值是附着的信息。

哈希表要解决的问题是如何均匀地为每一个key分配一个存储位置。

这里面有两个重点：1.是为key分配一个存储地点，这个分配算法是固定的，保证存储的时候和查找的时候使用同一个算法，不然存进去之后会找不到；2.是均匀地分配，不能有点地方存放数据多，有点放存放数据少。

一般语言里面的hashtable、map等结构使用这个技术来实现，哈希函数可以直接使用取模函数，key%n，这种方式，n代表有多少个地方，key是整数，如果key是其他类型，需要先进行一次哈希，将key转为整数。这种方式可以解决上面的两个需求，但是当n不够大的时候（小于要存储的数据），会产生冲突，一个地方一定会有两个key要存储，这时候，需要在这个地方放一个链表，将分配到同一地点、不同key，顺序摆放。当一个地点放的key太多后，链表的查找速度太慢，要转化为树类型结构（红黑树或者AVL树）。

上面说过，哈希表效率很高，但是占用内容，使用多台机器就可以解决这个限制。在分布式环境中，可以将上述的地点理解为计算机（后面成为节点），即如何将一个key映射到一个节点上，每个节点有一个节点ID，即key-node id的映射，这个映射算法也要固定。

这个算法还有一个非常重要的要求，即scalebility,当新节点加入和退出时候，需要迁移的key要尽量少。

这个映射算法有两种典型结构，一个是环形，一个是树形；环形的叫一致性哈希算法，树形的典型叫kademlia算法。

选点算法就是解决key-node id的映射算法，形象的来说就是为一个key选择它生命中的她（节点）。

假设我们使用32哈希，那么总共能容纳的key的数据量是2**32，称之为hash空间，把节点的ID映射成整数，key也映射成整数。把key哈希和节点哈希值接的差值的叫做距离（负数的话要取模，不用绝对值），比如一个key的哈希是100（整数表示），一个节点的哈希是105，则这两个的距离是105-100=5。当然使用其他距离表示也可以，比如反过来减，但是算法要固定。我们把key映射（放到）距离他最近的节点上。距离取模的话，看起来就是把节点和key放到一个环上，key归属到从顺时针角度离它最近的节点上。

kademlia算法的距离采用的是key哈希与节点哈希异或计算之后的数值来表示（整数），从左往右，拥有越多的“相同前缀”，则距离越近，越在左边位置不一样，距离越远。

树结构的体现是，将节点和key看成树的节点，这个算法支持的位数是160bit，即20个8字节，树的高度为160，每个边表示一位。

选点的算法和一致性哈希相同，从所有节点中，选择一个距离key距离最小的节点作为这个key的归宿。

由于是在分布式环境中，为了保证高可用，我们假设没有一个中心的路由表，没有这个可以看到全貌的路由表，带来了一些挑战，比如如何发现节点、查找节点？

在P2P网络中，常用的方法是每个节点维护一个部分路由表，即只包含部分节点的路由信息。在泛洪算法中，这些节点上随机的；在DHT算法中，这个路由表是有结构的，维护的节点也是有选择性的。那么如何合理的选择需要维护路由信息的节点呢？

一个朴素的做法是，每一个节点保存比他大的节点的信息，这样可以组成一个环，但是这样做的话，有一个大问题和一个小问题。大问题是，每个节点知道的信息太少(只有下一个节点的哈希和地址)，当给出一个key时，它不知道网络中还有没有比它距离这个key距离还短的节点，所以它首先判断key是否属于自己和下一个节点,如果是，那么这个key就属于下一个节点，如果不是就调用下一个节点同样的方法，这个复杂度是N(节点数)。一个优化的方法是，每个节点i维护的其他节点有：i+2 1, i+2 2,....i+2**31,通过观察这个数据，发现由近到远，节点越来越稀疏。这样可以把复杂度降低到lgN

每个节点保存的其他节点的信息，包括，从左到右，每一位上与本节点不同的节点，最多选择k个（算法的超参数）。比如在节点00110上（为演示起见，选择5位），在要保存的节点路由信息是：

1****: xxx,....,xxx(k个)

01 : xxx,....,xxx(k个)

000 : xxx,....,xxx(k个)

0010 : xxx,....,xxx(k个)

00111: xxx,....,xxx(k个)

以上为一行称为k-bucket。形象的来看，也是距离自己越近，节点越密集，越远，节点越稀疏。这个路由查找、节点查找的算法也是lgN复杂度。

区块链的核心技术是什么？

区块链运作的7个核心技术介绍

2018-01-15

1.区块链的链接

顾名思义，区块链即由一个个区块组成的链。每个区块分为区块头和区块体（含交易数据）两个部分。区块头包括用来实现区块链接的前一区块的哈希（PrevHash）值（又称散列值）和用于计算挖矿难度的随机数（nonce）。前一区块的哈希值实际是上一个区块头部的哈希值，而计算随机数规则决定了哪个矿工可以获得记录区块的权力。

2.共识机制

区块链是伴随比特币诞生的，是比特币的基础技术架构。可以将区块链理解为一个基于互联网的去中心化记账系统。类似比特币这样的去中心化数字货币系统，要求在没有中心节点的情况下保证各个诚实节点记账的一致性，就需要区块链来完成。所以区块链技术的核心是在没有中心控制的情况下，在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识的共识机制。

区块链的共识机制目前主要有4类：PoW、PoS、DPoS、分布式一致性算法。

3.解锁脚本

脚本是区块链上实现自动验证、自动执行合约的重要技术。每一笔交易的每一项输出严格意义上并不是指向一个地址，而是指向一个脚本。脚本类似一套规则，它约束着接收方怎样才能花掉这个输出上锁定的资产。

交易的合法性验证也依赖于脚本。目前它依赖于两类脚本：锁定脚本与解锁脚本。锁定脚本是在输出交易上加上的条件，通过一段脚本语言来实现，位于交易的输出。解锁脚本与锁定脚本相对应，只有满足锁定脚本要求的条件，才能花掉这个脚本上对应的资产，位于交易的输入。通过脚本语言可以表达很多灵活的条件。解释脚本是通过类似我们编程领域里的“虚拟机”，它分布式运行在区块链网络里的每一个节点。

4.交易规则

区块链交易就是构成区块的基本单位，也是区块链负责记录的实际有效内容。一个区块链交易可以是一次转账，也可以是智能合约的部署等其他事务。

就比特币而言，交易即指一次支付转账。其交易规则如下：

1）交易的输入和输出不能为空。

2）对交易的每个输入，如果其对应的UTXO输出能在当前交易池中找到，则拒绝该交易。因为当前交易池是未被记录在区块链中的交易，而交易的每个输入，应该来自确认的UTXO。如果在当前交易池中找到，那就是双花交易。

3）交易中的每个输入，其对应的输出必须是UTXO。

4）每个输入的解锁脚本（unlocking

）必须和相应输出的锁定脚本（locking

）共同验证交易的合规性。

5.交易优先级

区块链交易的优先级由区块链协议规则决定。对于比特币而言，交易被区块包含的优先次序由交易广播到网络上的时间和交易额的大小决定。随着交易广播到网络上的时间的增长，交易的链龄增加，交易的优先级就被提高，最终会被区块包含。对于以太坊而言，交易的优先级还与交易的发布者愿意支付的交易费用有关，发布者愿意支付的交易费用越高，交易被包含进区块的优先级就越高。

6.Merkle证明

Merkle证明的原始应用是比特币系统（Bitcoin），它是由中本聪（Satoshi

Nakamoto）在2009年描述并且创造的。比特币区块链使用了Merkle证明，为的是将交易存储在每一个区块中。使得交易不能被篡改，同时也容易验证交易是否包含在一个特定区块中。

7.RLP

RLP（Recursive

Length

Prefix，递归长度前缀编码）是Ethereum中对象序列化的一个主要编码方式，其目的是对任意嵌套的二进制数据的序列进行编码。

区块链运作核心的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于区块链的核心关键技术、区块链运作核心的信息别忘了在本站进行查找喔。