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《DIBN: A Decentralized Information-Centric Blockchain Network》论文阅读笔记
区块链是一种分布式账本，具有不可变性，匿名性和可审计性，无需信任第三方。 为了提供数据交换以形成这样的账本，区块链网络使交易和区块的传播达到共识，主要由附着策略和沟通策略组成。 当前，它是使用对等覆盖网络来实现的，但是，它受到流量与底层网络拓扑之间不匹配的内在问题的困扰。 为了解决这个问题，我们采用了以信息为中心的网络（ICN）方法来设计去中心化的以信息为中心的区块链网络（DIBN），其中命名类别以使流量能够被去中心化，并且 在每个类别的所有区块链节点（BN）之间建立任意的一对多类别传播结构（CDS）。 对于CDS，一个BN可以有效地将数据发送到所有其他BN，以使流量与基础网络保持一致，从而解决了不匹配问题。 性能分析表明，提出的DIBN可以大大减少区块链数据分发的平均路径长度。
大量移动设备生成大量的大数据，区块链网络的现有工作主要针对数据和面向数据传播的攻击，但是，对于区块链网络本身仍缺乏研究关注。
P2P上层网络中，流量和底层网络拓扑之间存在不匹配问题：现在的BC网络主要基于P2P上层网络技术的应用层多播（ALM）实现，其性能受到上层流量和基础物理网络拓扑之间不匹配问题的影响，从而导致大量冗余流量。
提出DIBN，命名类别使流量分散；建立any-to-all类别传播结构。在DIBN中，类别、交易和数据块被命名用于数据转发，并通过交易记录高性能区块链节点（HPBN），以选择根设备，即指定的区块链节点（dBN）。
DIBN包含三个过程：类别通信结构（CDS）形成，双向附件策略和任何对所有通信策略。 为每个类别构建一个包含所有BN的双向数据分发树，其中考虑负载平衡，选择一个HPBN作为该树的根dBN。 通过CDS，可以实现任何所有人的通信策略，其中任何BN都可以有效地将数据分发到所有其他BN，从而使流量与基础网络保持一致。
我们分析了DIBN的性能，这表明与区块链网络中现有的典型ALM相比，DIBN可以大大缩短平均路径长度。
为了缓解流量集中程度，将对交易和块进行分别命名。交易，语义上有意义的命名。块，无意义的名称标记类别，在负载均衡时分散流量。交易和块通过类别标识符进行分发，并通过数据标识符进行检索。 即，类别，交易和区块具有类别标识符（CID），交易标识符（TID）和区块标识符（BID）的标识符。CID是二进制的 Category Name (CN) | DIBN Domain ，TID的格式为 CN | Transaction Name | DIBN Domain ，BID的格式为 CN | Block Name | DIBN Domain 。
DIBN域：由BN和具有ICN功能的路由器构成的用于数据转发的管理区域。
所有的交易和块都包含在不同类别中。每种流量类别对应一个CDS，它是指一组链路，用于在一个特定类别的BN之间传播交易和块。根据类别和CDS，可以将流量分布在不同交易和块的不同链路上。
为了避免过度依赖中心化的RN（组播中的交汇节点），HPBN通过区块链交易记录自己（HPBN作为dBN的次数）（HPBN可以主动宣布自己愿意作为dBN）。在选择dBN时，当一个BN想形成一个CDS树时，会在区块链中找到HPBN的记录，选择作为dBN次数最少的HPBN作为本CDS树的dBN，并且更新该HPBN作为dBN的次数。
确定dBN后，BN将向所有其他BN广播选出的HPBN的id。然后，那些收到公告的BN向该dBN发送CDS形成请求，并以所请求的类别CID构造一个以该dBN为根的双向到所有通信树。在所有BN向dBN发送请求的过程中，数据包会被路由器记录到FIB表中，生成关于端口组和类别名称的关联映射。当从端口组中的某一个收到该类别的数据后路由器将自动转发给其余端口。如下图建立了蓝色线的CDS树。同时这些映射关系具有一定的TTL生存时间，过期后需要重新构建新的CDS树。
当一个新节点需要加入CDS时，需要向邻近节点查询负责该类流量的HPBN的id，然后向该dBN发送请求，请求会在路由表中建立相应项形成新的CDS树。路由器定期检查与BN的连接。 如果相邻的BN不可访问，则可以将该BN视为击败“离开”状态。 当检测到相邻BN的“ LEAVE”状态时，如果剩余两个或更多个接口，则删除检测到的具有未连接的BN的接口。
一个DBIN域中形成一个类别的CDS时，该CDS树的dBN会和其他域相同类别的dBN组件CDS树形成多级域间数据分发。
在CDS形成之后，事务和块可以将类别的已建立通信结构传递到所有BN。 在基于DIBN的场景中，每个BN都可以与区块链网络之间收发事务和区块。 中间路由器的基本转发策略是路由器在数据包头中的CID和FIB中的CID之间执行完全匹配，然后将数据转发到相应FIB条目中的其余接口（传入接口除外）。如下图所示分别由BN2向所有节点分发了交易1，由BN6向所有节点分发了区块1。
ICN本质上允许隐藏底层设备和网络协议中的异质性，并支持基于名称的转发和网络内缓存[16]。 因此，由于ICN的这些有前途的功能，因此所提出的DIBN具有ALM的优点，例如即时可部署性和易于维护。 此外，它还具有使流量与基础网络基础结构保持一致的优点。 此外，通过采用区块链的基本账本功能，也可以避免使用集中式集合点。
文中并未对所述方法进行实验，只是进行了简单分析和推导。使用平均路径长度作为指标，对比了所提出的DIBN与典型的ALM协议Narada[11]和NICE[12]。与典型值相比，因为DIBN中的CDS将流量与基础网络拓扑对齐，相比于ALM协议，即Narada的O（M log（K））和NICE的O（log（M）log（K）），拟议的DIBN【O（log（K））】可以大大减小将数据从一个BN传播到另一个BN的平均路径长度。 显然，如果BN的数量变得更大，则DIBN可以大大减小平均路径长度。 此外，由于缩短了平均路径长度，因此可以极大地减少通信开销。
朱嘉明：《量子时代和数字经济2.0》推荐序
数字资产研究院学术与技术委员会主席、经济学家朱嘉明教授为韩锋博士新著《区块链国富论》作序。本公众号特此刊出，分享给各位读者。
“没有人预测到在21世纪的第一个二十年，量子科学和技术的发展曲线，与区块链和加密数字货币，DiFi曲线，呈现出交集的态势。但是，这一切实实在在发生了，确实在改变人们传统的财富观念，改造财富结构，重塑财富形态。”
——朱嘉明
正文：
韩锋和他的团队新作《区块链国富论》即将付梓，同时英文本也即将在美国出版，书名为《The Wealth of Quantum Era》，翻译为中文是“量子时代的财富”。对此相当欣慰，并愿意为中文版的《区块链国富论》做推荐序言。
《区块链国富论》书名，将“区块链”和“国富”连接在一起，面临很大的挑战，因为需要回答为什么“区块链”可以导致和创造新的“国富”？对此，本书确实给出了这样的答案：在数字经济和量子时代互动的新时代，就是新的数据财富共识的时代，“量子力学大数据实在观”将全面取代“牛顿力学小数据世界观”，财富不再是物，至少不仅仅是物，财富成为信用资源演变的一种形态，而支持和实现全球信用共识的就是区块链。所以，现在需要更新“财富”的传统观念，“财富的概念是否能跟上时代，能决定一个人的生存状况和 社会 地位，甚至一个国家民族的未来”。
作者引用了亚当·斯密，哈耶克和复杂经济学创始人布莱恩·阿瑟。布莱恩·阿瑟的思想与亚当·斯密，哈耶克是相通的。从整个人类财富共识的 历史 上看，大部分时间财富共识是是靠去中心化的自由市场达成的。只是布莱恩·阿瑟认识到，虽然市场经济的本质就是分工的持续延伸和扩大，以及交易的庞大、分散和随机，但是，市场最终可以成为计算的对象，一个计算体，一个非中心化的运算体系，“从这种角度来看，经济成为了一系列事件中程序性地发展的系统，它变成算法驱动的。”布莱恩·阿瑟虽然没有直接提及区块链，但是，区块链就是一种程序化的算法结构，可以为高度复杂经济活动的提供技术性信用基础。
在2008年之前，提出财富就是一种非中心化的“信用共识”，尽管人类经济史可以提供很多证明，人们还是很难接受的。第一代互联网 TCP/IP 协议，建立了数据大规模的无障碍的流通基础结构。更为重要的则是私钥签名技术的突破，为解决了数据的所有权奠定了底层技术基础。2008年比特币的诞生，证明了以区块链所支持的“信用共识”可以成为财富的基础，甚至直接成为财富。中本聪的 历史 地位“在于发现了一个真正可以去中心化的模式来发行货币——就是比特币，利用一个分布式的计算来达成财富共识”。“比特币树立了人类达成财富共识 历史 上一个新的里程碑 ”。进一步分析，比特币就是基于区块链的一种财富形态，满足了本书所提出的“财富共识”的六个基本条件：（1）资产确权;（2）全网记账信息公开;（3）交易大规模化；（4）符合全球极客价值观;（5）锚定总量有限稀缺和全网挖矿算力;（6）非中心化的分布式计算。
本书特别希望读者注意到 “去中心化金融DeFi达成财富共识”，依靠分布式计算提供现在银行体系提供的金融服务，达成新的财富共识，特别是“以太坊上 DeFi 生态”。“这一波 DeFi 的兴起，让人们看到了区块链去中心化计算世界中，对应银行服务的各种功能应用开始雨后春笋般的发展，像英国工业革命之后的银行业为全球形成新的财富共识的巨浪已经看到端倪，这一次的舞台，是全球数字经济”。本书还试图解读IPFS现象，提出Filecoin很可能是未来建设新互联网WEB 3.0的赛道上的“为去中心化存储的标杆”。
无论如何，作者提出的“数据资产化浪潮”概念，以及对“全球区块链财富共识的熊牛周期”分析，是有前瞻意义的。在作者看来，比特币从几美分到数万美金(2018 年)，是一个财富共识的形成的过程，人们最终习惯了期间的熊牛和牛市周期性波动。“ 历史 上形成黄金这样的财富共识几乎需要上千年，但比特币几乎十年就完成了，所以这是一个全新的财富共识时代”。
在《区块链国富论》的第六章，集中讨论了什么是牛顿力学的实在观和量子力学的实在观。在作者看来，牛顿力学局限性：“牛顿力学认为宇宙是由孤立原子构成的，原子除了相互作用没有其他内在联系，原子会确定性的处于时空的位置，而且运动遵循确定性的轨道，轨道由牛顿三大定律决定的”。牛顿力学为工业革命奠定了基础。后来法国著名的数学家拉普拉斯，把牛顿力学拔高到一个至高无上的地位。“拉普拉斯妖”的理念为中心化思维，即“相信存在一个至高无上的神明大脑”提供了理论依据。如今，工业革命已经远去，人类继进入后工业化 社会 之后，迅速进入信息 社会 ，数字经济成为主要经济形态，所以，牛顿力学的实在观需要，也必须为量子力学的实在观。因为量子力学的实在观，不仅仅是某种描述微观世界的理论，应该是未来我们理解整个宇宙世界的基础。不仅如此，“量子的实在观和大数据能为我们揭示传统牛顿力学无法揭示的那部分原来看不见的整体关联的世界，这为未来全球财富共识的新形式，展开了极为广阔的空间”。那么，何谓量子力学实在观？作者认为：量子力学的核心就是非定域整体性，代表现象是量子纠缠的存在。
本书的第七章的标题是“从分布式计算思维看财富共识的达成和计算”。第一节讨论的是“麦克斯韦妖元计算能够抑制复杂系统的熵增”，所提出的问题尤其深刻，最有创意的。1871年，英国物理学家麦克斯韦，针对热力学第二定理，为探测并控制单个分子的运动所假设的物理学的妖（Maxwell's demon）。一般认为：“麦克斯韦妖”的假想实验，是对熵增原理的直接挑战。从表面上看，“麦克斯韦妖”在现实世界无法实现。但是，如果将“麦克斯韦妖”理解为一个典型的“计算”过程，熵减可以实现。作者介绍了孙昌璞院士等撰写的一篇论文《量子信息启发的量子统计和热力学若干问题研究》，提出“麦克斯韦妖”机制和兰道尔原理（Landauer's principle），就是一种普适的元计算机制，如果以太阳作为外源驱动耗散，可以克服量子非定域不确定性，达到熵减。也就是说，假定整个宇宙就是个量子计算机，内中有太阳这样的确定能量驱动并同时耗散热量，可以通过计算实现局域有序低熵世界，其中最根本的计算机制则是来自“麦克斯韦妖”。
于是，作者如此推理：“比特币区块链的挖矿系统显然就是这样一个分布式麦克斯韦妖计算系统。每个矿工的矿机就是麦克斯韦妖，它们在为全网记账的同时，通过计算在天文数字般的随机数(二的上百次方)中找到那个正确解。虽然这种麦克斯韦妖的过程要耗散很多能量，但是计算出来的共识才能在全球支撑比特币的市值(不像银行只能相信一家中心化机构，全球共识很难算出来)”。
作者从量子力学的高度，重新诠释“麦克斯韦妖”，提供了一种从量子科学到区块链，再到“信用共识”财富之间的思路，甚至框架。按照这样的思路和框架，自然会重新理解香农的信息熵概念，为什么越是不确定的信号码集含有更多的信息。解读香农需要引入维纳教授的看法，熵增原理，实际上就是能量信息序降低等级的过程。
人类渴望一个低熵世界。而迄今为止的人类经济活动，一切技术进步，恰恰是不断强化的增熵过程。这样的状况需要缓和和结束。量子时代，麦克斯韦妖元计算，区块链是否是一种希望和可能性，需要更多的理论和实证支持，但是，区块链如果具有“减熵”，而不是“增熵”的功能，那将是区块链所包含的革命意义所在。
我2019年11月30号在华南理工大学就讲过："量子时代是指量子科学和量子技术影响和改变了其他科学技术学科"。韩锋后来说，他的"量子时代"的概念是受我启发。其实，在区块链和数字货币领域，韩锋是少有的清华量子物理博士生背景，在量子科学专业中浸濡多年，这无疑有助于他将量子科学和数字经济的结合和融合。韩锋在本书中关于量子时代的特征阐述：量子时代的基本特征就是有了量子整体实在观，相应的必需通过大数据描述这个世界，大数据同时层展了经济 社会 中原来被原子世界忽略的所谓"看不见"的关系关联、创意理念、社群愿景、未来价值等，通过区块链和加密确权等技术，变成未来量子时代的财富。因为量子技术和区块链的发展，产权模糊的数字经济1.0将急速升级为明确数据产权的数字经济2.0，这是大势所趋。应该说，不管是1.0还是2.0，主角都是大数据，这是量子整体实在观的大数据描述，远远超越牛顿力学的小数据实在观。韩锋在后记中补充介绍了和抚州政府合作的信用预言机的情况，祝愿他们在数字经济2.0的实践打开新的局面。
最后，在量子科学和量子技术的演变背后，依然是哲学问题，是所谓的“决定论”，还是“非决定论”。韩锋认为：爱因斯坦和玻尔关于"上帝是否仍骰子"的争论其实殊途同归。爱因斯坦在1933年牛津大学的演讲中明确的提出了量子存在的本质是"非定域性"，其实非定域存在的整体是"决定论"的，就像波函数作为量子的整体性描述是由薛定谔方程"决定的"（这一点和牛顿力学方程能决定原子运行轨道并无本质区别），但我们对波函数进行测量时，是定域的，得到的是大数据统计分布结果，这是随机的，是"非决定论"的。
我本人想说的是：没有人预测到在21世纪的第一个二十年，量子科学和技术的发展曲线，与区块链和加密数字货币，DeFi曲线，呈现出交集的态势。但是，这一切实实在在发生了，确实在改变人们传统的财富观念，改造财富结构，重塑财富形态。
如果说本书有哪些值得改进的方面，那就是有些章节叙述过于个人化，文字显现繁杂。故作者在未来修订中，要有意识的追求表达的简洁和精练，写作其实也是一种艺术。
区块链技术的意义？区块链技术的原理？
区块链原理要区块链论文序言了解透彻就必须从它的诞生与发展来进行系统的了解区块链论文序言，从而从多个角度来更清晰的辨别区块链原理。区块链技术（Block Chain）是指通过去中心化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让区块（Block）通过密码学方法相关联起来区块链论文序言，每个数据块包含了一定时间内的系统全部数据信息，并且生成数字签名以验证信息的有效性并链接到下一个数据块形成一条主链（Chain）。
区块（Block）是区块链中的一条记录，包含并确认待处理的交易。
挖矿（Mining）指通过计算形成新的区块，是交易的支持者利用自身的计算机硬件为网络做数学计算进行交易确认和提高安全性的过程。以比特币为例：交易支持者（矿工）在电脑上运行比特币软件不断计算软件提供的复杂的密码学问题来保证交易的进行。作为对他们服务的奖励，矿工可以得到他们所确认的交易中包含的手续费，以及新创建的比特币。
对等式网络（Peer-to-Peer Network）是指通过允许单个节点与其他节点直接交互，从而实现整个系统像有组织的集体一样运作的系统。以比特币为例：网络以这样一种方式构建——每个用户都在传播其他用户的交易。而且重要的是，不需要银行或其他金融机构作为第三方。
哈希散列(Hash)是密码学里的经典技术，把任意长度的输入通过哈西算法，变换成固定长度的由字母和数字组成的输出。
数字签名（Digital Signature）是一个让人可以证明所有权的数学机制。
私钥（Private Key）是一个证明区块链论文序言你有权从一个特定的钱包消费电子货币的保密数据块，是通过数字签名来实现的 。
双重消费指用户试图非法将电子货币同时支付给两个不同的收款人，是电子货币的最大风险之一。
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区块链的起源：一种支持比特币运行的底层技术
区块链的概念首次在2008年末由中本聪（Satoshi Nakamoto）发表在比特币论坛中的论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》提出。论文中区块链技术是构建比特币数据结构与交易信息加密传输的基础技术，该技术实现了比特币的挖矿与交易。中本聪认为：第一，借助第三方机构来处理信息的模式拥有点与点之间缺乏信任的内生弱点，商家为了提防自己的客户，会向客户索取完全不必要的信息，但仍然不能避免一定的欺诈行为；第二，中介机构的存在，增加了交易成本，限制了实际可行的最小交易规模；第三，数字签名本身能够解决电子货币身份问题，如果还需要第三方支持才能防止双重消费，则系统将失去价值。基于以上三点现存的问题，中本聪在区块链技术的基础上，创建了比特币。
2009年1月3日，中本聪制作了比特币世界的第一个区块“创世区块”并挖出了第一批比特币50个。
2010年5月21日，佛罗里达程序员用1万比特币购买了价值25美元的披萨优惠券，随着这笔交易诞生了比特币第一个公允汇率。
2010年7月，第一个比特币平台成立，新用户暴增，价格暴涨。
2011年2月，比特币价格首次达到1美元，此后与英镑、巴西雷亚尔、波兰兹罗提汇兑交易平台开张。
2012年，瑞波（Ripple）发布，其作为数字货币，利用区块链转移各国外汇。
2013年，比特币暴涨。美国财政部发布了虚拟货币个人管理条例，首次阐明虚拟货币释义。
2014年，以中国为代表的矿机产业链日益成熟，同年，美国IT界认识到了区块链对于数字领域的跨时代创新意义。
2015年，美国纳斯达克证券交易所推出基于区块链的数字分类账技术Linq进行股票的记录交易与发行。
区块链原理从一个个应用案例中就可以了解清晰了，关于区块链原理的应用也是越来越火热，近期，花旗集团、日本三菱日联金融集团、瑞士联合银行和德意志银行等全球大型金融机构，也将应用“区块链”技术，打造快捷、便利、成本低廉的交易作业系统。在金融领域之外，区块链技术也开始应用于保护知识产权、律师公证、网络游戏等有信息透明公开并永久记录需求的领域。
区块链论文精读——Pixel: Multi-signatures for Consensus
论文主要提出了一种针对共识机制PoS的多重签名算法Pixel。
所有基于PoS的区块链以及允许的区块链均具有通用结构，其中节点运行共识子协议，以就要添加到分类账的下一个区块达成共识。这样的共识协议通常要求节点检查阻止提议并通过对可接受提议进行数字签名来表达其同意。当一个节点从特定块上的其他节点看到足够多的签名时，会将其附加到其分类帐视图中。
由于共识协议通常涉及成千上万的节点，为了达成共识而共同努力，因此签名方案的效率至关重要。此外，为了使局外人能够有效地验证链的有效性，签名应紧凑以进行传输，并应快速进行验证。已发现多重签名对于此任务特别有用，因为它们使许多签名者可以在公共消息上创建紧凑而有效的可验证签名。
补充知识区块链论文序言： 多重签名
是一种数字签名。在数字签名应用中，有时需要多个用户对同一个文件进行签名和认证。比如，一个公司发布的声明中涉及财务部、开发部、销售部、售后服务部等部门，需要得到这些部门签名认可，那么，就需要这些部门对这个声明文件进行签名。能够实现多个用户对同一文件进行签名的数字签名方案称作多重数字签名方案。
多重签名是数字签名的升级，它让区块链相关技术应用到各行各业成为可能。 在实际的操作过程中，一个多重签名地址可以关联n个私钥，在需要转账等操作时，只要其中的m个私钥签名就可以把资金转移了，其中m要小于等于n，也就是说m/n小于1，可以是2/3, 3/5等等，是要在建立这个多重签名地址的时候确定好的。
本文提出了Pixel签名方案，这是一种基于配对的前向安全多签名方案，可用于基于PoS的区块链，可大幅节省带宽和存储要求。为了支持总共T个时间段和一个大小为N的委员会，多重签名仅包含两个组元素，并且验证仅需要三对配对，一个乘幂和N -1个乘法。像素签名几乎与BLS多重签名一样有效，而且还满足前向安全性。此外，就像在BLS多签名中一样，任何人都可以非交互地将单个签名聚合到一个多签名中。
有益效果区块链论文序言：
为了验证Pixel的设计，将Pixel的Rust实施的性能与以前的基于树的前向安全解决方案进行了比较。展示了如何将Pixel集成到任何PoS区块链中。接下来，在Algorand区块链上评估Pixel，表明它在存储，带宽和块验证时间方面产生了显着的节省。区块链论文序言我们的实验结果表明，Pixel作为独立的原语并在区块链中使用是有效的。例如，与一组128位安全级别的N = 1500个基于树的前向安全签名（对于T = 232）相比，可以认证整个集合的单个Pixel签名要小2667倍，并且可以被验证快40倍。像素签名将1500次事务的Algorand块的大小减少了约35％，并将块验证时间减少了约38％。
对比传统BLS多重签名方案最大的区别是BLS并不具备前向安全性。
对比基于树的前向安全签名，基于树的前向安全签名可满足安全性，但是其构造的签名太大，验证速度有待提升。 本文设计减小了签名大小、降低了验证时间。
补充知识： 前向安全性
是密码学中通讯协议的安全属性，指的是长期使用的主密钥泄漏不会导致过去的会话密钥泄漏。前向安全能够保护过去进行的通讯不受密码或密钥在未来暴露的威胁。如果系统具有前向安全性，就可以保证在主密钥泄露时历史通讯的安全，即使系统遭到主动攻击也是如此。
构建基于分层身份的加密（HIBE）的前向安全签名，并增加了在同一消息上安全地聚合签名以及生成没有可信集的公共参数的能力。以实现：
1、生成与更新密钥
2、防止恶意密钥攻击的安全性
3、无效的信任设置
对于常见的后攻击有两种变体：
1、短程变体：对手试图在共识协议达成之前破坏委员会成员。解决：通过假设攻击延迟长于共识子协议的运行时间来应对短距离攻击。
2、远程变体：通过分叉选择规则解决。
前向安全签名为这两种攻击提供了一种干净的解决方案，而无需分叉选择规则或有关对手和客户的其他假设。（说明前向安全签名的优势）。
应用于许可的区块链共识协议（例如PBFT）也是许多许可链（例如Hyperledger）的核心，在这些区块链中，只有经过批准的方可以加入网络。区块链论文序言我们的签名方案可以类似地应用于此设置， 以实现前向保密性，减少通信带宽并生成紧凑的块证书。
传统Bellare-Miner 模型，消息空间M的前向安全签名方案FS由以下算法组成：
1、Setup
pp ←Setup(T), pp为各方都同意的公共参数，Setup(T)表示在T时间段内对于固定参数的分布设置。
2、Key generation
(pk,sk1) ←Kg
签名者在输入的最大时间段T上运行密钥生成算法，以为第一时间段生成公共验证密钥pk和初始秘密签名密钥sk1。
3、Key update
skt+1←Upd(skt) 签名者使用密钥更新算法将时间段t的秘密密钥skt更新为下一个周期的skt + 1。该方案还可以为任何t0 t提供 “快速转发”更新算法 skt0←$ Upd0（skt，t0），该算法比重复应用Upd更有效。
4、Signing
σ ←Sign(skt,M),在输入当前签名密钥skt消息m∈M时，签名者使用此算法来计算签名σ。
5、Verification
b ← Vf(pk,t,M,σ)任何人都可以通过运行验证算法来验证消息M在公共密钥pk下的时间段t内的签名M的签名，该算法返回1表示签名有效，否则返回0。
1、依靠非对称双线性组来提高效率，区块链论文序言我们的签名位于G2×G1中而不是G2 ^2中。这样，就足以给出公共参数到G1中（然后我们可以使用散列曲线实例化而无需信任设置），而不必生成“一致的”公共参数（hi，h0 i）=（gxi 1，gxi 2）∈G1× G2。
2、密钥生成算法，公钥pk更小，参数设置提升安全性。
除了第3节中的前向安全签名方案的算法外，密钥验证模型中的前向安全多重签名方案FMS还具有密钥生成，该密钥生成另外输出了公钥的证明π。
新增Key aggregation密钥汇总、Signature aggregation签名汇总、Aggregate verification汇总验证。满足前向安全的多重签名功能的前提下也证明了其正确性和安全性。
1、PoS在后继损坏中得到保护
后继损坏：后验证的节点对之前的共识验证状态进行攻击破坏。
在许多用户在同一条消息上传播许多签名（例如交易块）的情况下，可以将Pixel应用于所有这些区块链中，以防止遭受后继攻击并潜在地减少带宽，存储和计算成本。
2、Pixel整合
为了对区块B进行投票，子协议的每个成员使用具有当前区块编号的Pixel签署B。当我们看到N个委员会成员在同一块B上签名的集合时，就达成了共识，其中N是某个固定阈值。最后，我们将这N个签名聚合为单个多重签名Σ，而对（B，Σ）构成所谓的 区块证书 ，并将区块B附加到区块链上。
3、注册公共密钥
希望参与共识的每个用户都需要注册一个参与签名密钥。用户首先采样Pixel密钥对并生成相应的PoP。然后，用户发出特殊交易（在她的消费密钥下签名）， 注册新的参与密钥 。交易包括PoP。选择在第r轮达成协议的PoS验证者，检查（a）特殊交易的有效性和（b）PoP的有效性。如果两项检查均通过，则 使用新的参与密钥更新用户的帐户 。从这一点来看，如果选中，则用户将使用Pixel登录块。
即不断更换自己的参与密钥，实现前向安全性。
4、传播和聚集签名
各个委员会的签名将通过网络传播，直到在同一块B上看到N个委员会成员的签名为止。请注意，Pixel支持非交互式和增量聚合：前者意味着签名可以在广播后由任何一方聚合，而无需与原始签名者，而后者意味着我们可以将新签名添加到多重签名中以获得新的多重签名。实际上，这意味着传播的节点可以对任意数量的委员会签名执行中间聚合并传播结果，直到形成块证书为止。或者，节点可以在将块写入磁盘之前聚合所有签名。也就是说，在收到足够的区块证明票后，节点可以将N个委员会成员的签名聚集到一个多重签名中，然后将区块和证书写入磁盘。
5、密钥更新
在区块链中使用Pixel时，时间对应于共识协议中的区块编号或子步骤。将时间与区块编号相关联时，意味着所有符合条件的委员会成员都应在每次形成新区块并更新轮回编号时更新其Pixel密钥。
在Algorand 项目上进行实验评估，与Algorand项目自带的防止后腐败攻击的解决方案BM-Ed25519以及BLS多签名解决方案做对比。
存储空间上：
节省带宽：
Algorand使用基于中继的传播模型，其中用户的节点连接到中继网络（具有更多资源的节点）。如果在传播过程中没有聚合，则中继和常规节点的带宽像素节省来自较小的签名大小。每个中继可以服务数十个或数百个节点，这取决于它提供的资源。
节省验证时间
重新认识区块链：1550余个应用案例带来的启示
作者：冉伟
（本文节选自《2021全球区块链应用市场报告》）
当我们谈论区块链的时候，但凡对区块链有所了解的人都能够就相关主题或多或少地表达出自己的一些见解。例如：从技术体系上看，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用；从功能属性上看，区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特征。
回顾区块链的 历史 ，就绕不过比特币。2009年1月3日，序号为0的比特币创世区块诞生。几天后，也就是2009年1月9日，序号为1的比特币区块诞生。当两个区块连接起来时，区块链就此“横空出世”。
化名为“中本聪”的比特币发明者可能自己都很难想象：在过去12年间，以比特币为中心，一个庞大的“加密货币家族”已经在全球金融市场掀起一场持续至今的“巨浪”。其间，与加密货币相关的创新与风险交织，进步与泡沫同在，追捧与批判共存，并推动着各国政府部门不断完善货币与金融体系、 社会 治理与监管体系。
与此同时，与比特币相伴相生的区块链同样在快速进化，而且早已超越“比特币的底层技术”范畴，应用到了 社会 与经济发展的各个角落。
那么，区块链到底通过什么样的机制发挥作用，相比传统技术和模式到底有哪些优势，其应用效果到底如何？在资本实验室与远望智库联合发布的《2021全球区块链应用市场报告》中，我们通过对2020全年和2021年一季度全球1550余个应用案例的研究，试图为上述问题提供具有一定实证性的答案。同时，基于这些案例的研究，我们可以建立起对区块链的重新认识：区块链即信任、区块链即共享、区块链即交易、区块链即替代、区块链即效率。
在比特币创世论文《比特币：一种点对点电子货币系统》中，“中本聪”反复强调了比特币具有不依赖于“可信任第三方”的特性，也就是“去中心化”的特性。
反过来看，比特币的底层技术——区块链恰好正是为“信任”而生。换句话来说，重塑数字化时代的“信任”是区块链最基础的功能，只不过这种信任由人与人之间、法人主体之间的信任转换成了机器与机器之间、区块与区块之间、节点与节点之间的信任。有趣的是，后续诞生的“智能合约”功能通过与区块链的融合又进一步强化了这种信任。
身份编码与认证是实现上述信任机制的第一步，分布式身份识别（Decentralized Identity, DID）系统是其中的核心。有了DID应用，从个人到组织，再到物联网设备，从实体物品到虚拟产品，都能够被赋予数字“身份”，并实现可信交互。也正因为此，基于区块链的存证、赋权、验证、流通、交易才得以实现，也才有了区块链在各行业的落地实施。
来自全球的应用案例显示，新的信任机制为 社会 与经济运行提供了新的规则和动力：
l 中国正在全面推进区块链电子证照的应用，企业与居民得以享受更高效、便捷的政务服务；
l “一鱼一码”、“一果一码”、“一茶一码”等应用正在推动全球农产品防伪溯源与食品安全体系的升级；
l 通过区块链与大数据、人工智能的结合，企业的信用“画像”更为精准，并能够据此获得更快捷、成本更低的融资服务；
l 公益机构纷纷将爱心善款“上链”，以形成更透明、更规范的公益跟踪与管理系统；
l 中国相关城市启动基于区块链的气瓶产品追溯管理系统，气瓶档案信息源头可信度与气瓶安全管理水平大幅提升；
l 德国正在为其分布式能源资产建立基于身份认证的数字注册系统，以推动可再生能源开发与交易，并应对数字化能源时代的到来……。
在区块链的三种类型（公有链、联盟链、私有链）中，联盟链得到了最广泛的应用。除了对技术性能、运行效率、可操作性、预期成果等方面的考量，这主要是因为联盟各方已经具备一定的信任基础。这也从另外一个角度表明：在超越比特币等加密货币的区块链应用中，“多中心化”，而非完全的“去中心化”是更为现实的一种选择。
此外，不可否认的是：不同于比特币“挖矿”所依托的工作量证明机制，区块链在实际应用过程中并不能从源头上完全确保上链数据的真实性。也就是说，某个联盟成员或节点可能会有意无意地提供虚假数据。不过，借助区块链不可篡改、可追溯、多方共识等特性，联盟可对造假行为进行识别，并作出相应的惩罚，例如将造假成员“踢出”节点。因此，在某种意义上，基于区块链的信任在很大程度上是建立起联盟成员对数据真实性的敬畏，以及对数据造假行为的震慑。
如果说“信任”是区块链应用的基础，数据共享就是区块链应用的核心。没有数据共享，就产生不了合作，区块链的落地应用便无从谈起。
l 国家外汇管理局“跨境金融区块链服务平台”试点已全面铺开，通过外汇局、税务、银行及企业相关市场主体之间的信息交换推动了外贸出口业务的发展；
l 台湾11家保险公司联合建立的“保全/理赔联盟链”投入运营，各公司在该平台实现了“单一申请、文件共通”；
l Contour、TradeLens等区块链平台通过企业、金融机构、航运公司、码头、海关等机构间的数据协同，正在重塑全球供应链，并为国际贸易的数字化变革提供动力……。
l 在中国，政府各部门间通过数据协同，实现了“一数一源、一源多用、一网通办、全程网办”；
l 通过“司法链”平台，各类电子证据得以与公证、仲裁、司法鉴定、法院等司法机构无缝对接，在提高司法体系效率的同时降低了成本；
l 面向全国基层法院的“审判辅助性事务跨域协作机制”可实现不同地域法院之间的“跨域送达、跨域取证”，有效提升了审判辅助性事务效率和审判质效，降低了司法运行成本……。
l 中国“粤港澳大湾区组合港”项目正式启动，可支持大湾区五大直属海关辖区之间贸易各方的互联、互通，成为大湾区首个贯通港口、海关、物流、企业、金融等贸易全流程的互联共享区块链网络；
l 日本KDDI电信、日立公司、关西电力、积水建房等大型企业组建区块链联盟NEXCHAIN，以形成跨行业的房地产信息共享与管理模式，并推动跨行业创新；
l 法国雷诺集团完成其区块链项目“XCEED”的测试，用于在零部件供应商和 汽车 制造商之间共享合规信息，并简化合规认证……。
上述金融、政务及各行业的应用案例虽然只是少数的典型案例，但也足以说明：一方面，数据共享是区块链应用的内在要求。在具体实施上，一切都要从打破“数据孤岛”与“信息不对称”开始；另一方面，区块链的应用实践又反过来推动了跨层级、跨部门、跨行业、跨区域、跨国界的数据共享和前所未有的合作。
由上述案例还可以看出，基于区块链的透明度、安全性、可信任性等特征，数据共享让原本看起来不太可能的合作得以达成，并形成更多的开放式创新成果；数据共享能够有效提升商业体系、金融体系与 社会 治理体系的运行效率；各类组织在与外部机构进行数据共享与合作的同时，促进了自身的组织变革、流程变革。
在信任与共享的基础上，“交易”是区块链应用价值最直观、最深层次的体现。目前，区块链正在开启全球各行业交易模式变革的新篇章。
从功能架构上看，基于区块链的交易绝非只是交易环节的变革，而是综合了区块链的各项独特功能，是对防伪溯源、供需对接、仓储物流、支付/结算、供应链融资、保险、网络安全等区块链应用的一体化整合。
从应用形态上看，基于区块链的交易超越了产品或服务交易的传统概念，代表了更广泛的数据在流通中的价值实现。
从应用场景来看，基于区块链的交易涉及实体产业的升级、金融行业的数字化进阶，以及“通证经济”的创新应用。
在实体产业，以农业区块链的应用为例：一方面，基于区块链的供应链溯源已经成为食品安全的重要屏障；但另一方面，对于种植者或养殖者来说，供应链溯源功能还远远不够。如何帮助他们扩大农产品销售，并尽可能获得更多收入，才是区块链技术持续推动农业发展的“硬道理”。在其它行业，这一点同样适用。
在上述背景下，全球实体产业的新型交易平台不断涌现：
l 印度政府使用区块链平台帮助偏远地区的农民销售农产品，以在减少中间费用的同时，获得更高收入；
l 瑞士公司Cerealia搭建基于区块链的农产品贸易和融资平台，以推动全球新兴市场国家的农产品出口；
l 全球最大的独立精制糖生产商、阿联酋Al Khaleej糖业公司推出基于区块链的糖产品交易平台DigitalSugar.io，实现基于现货的国际原糖交易；
l 江西赣州上线基于区块链的国际木材电子交易平台，对木材交易进行全流程上链管理，并将为木材市场提供监管云仓、物流、金融、保险等全产业链服务；
l 山东省启动山东互联网中药材交易平台，将通过区块链等技术实现质控、交易、支付、结算和监管的线上一体化服务；
l 苏州相城区渭塘镇发布基于区块链的珍珠在线交易平台，对珍珠核心参数及检测报告上链存证，还将增加供应链管理、贸易金融、智能合约、支付结算、激励机制等功能；
l 霍尼韦尔公司推出飞机零部件新件与二手件在线交易平台GoDirect Trade，为大型制造商如何将区块链应用于零部件交易与流通提供了有价值的参考……。
在金融行业，区块链正在从证券交易、资产证券化、贸易融资、跨境结算等方面推动金融交易业务的数字化进阶：
l 澳大利亚国家证券交易所推出基于分布式账本技术的数字证券交易平台ClearPay，可提供当日多币种、实时DVP结算，并将替代原有的交易所结算系统；
l 瑞士公司Finka以玻利维亚有机牧场的牲畜为标的推出了相关的证券化代币投资平台，以促进当地畜牧业发展；
l 美国公司Securitize建立了基于数字证券的日本房地产投资平台，旨在盘活日本农村的闲置不动产，并提升农村经济活力；
l 中国邮储银行与建设银行完成首笔跨区块链平台福费廷交易，华夏银行昆明分行首次实现二级市场福费廷转售业务；
l 南京钢铁分别与澳大利亚力拓公司、巴西淡水河谷公司完成了基于区块链的铁矿石交易；
l 宝钢股份与澳大利亚力拓公司完成首单基于区块链的人民币跨境结算交易……。
当然，在区块链推动金融交易业务进阶的同时，与区块链、加密货币相关的炒作、骗局、洗钱、网络攻击等阴暗面如影随形。如何既能持续推动金融创新，又能进行高效的风险防控，以及对违法犯罪的有力打击，是一个需要长期应对的重要问题。从全球来看，中国在这方面已经做出态度鲜明、措施严厉，并富有成效的回应。
实体产业、金融行业借助区块链实现的交易变革只是区块链改变传统交易方式的初级阶段，“通证经济（Token Economy）”才是区块链“交易”功能的更高层级。
在“通证经济”的框架下，从电子证照到技能证明，从信用记录到公益活动参与记录，从社交媒体轨迹到碳减排行动，当各种数据成为被加密的数字权益证明，并且可流通、可交换的时候，就被赋予了“通证”功能。
撇开“非同质化通证（Non-Fungible Token, NFT）”的投资/投机热潮不论，我们已经可以看到全球为数不少的“通证经济”早期应用：
l 由奥地利政府支持的HotCity项目通过众包模式与区块链、 游戏 化代币的结合，鼓励居民提交供暖余热热点，以更高效地满足城市供热需求；
l 福特公司为采用混合动力 汽车 的商业和市政车队建立“绿色里程”，以帮助改善城市空气质量；
l 河南新乡市卫滨区在其区块链产业园项目中基于商家和企业积分体系发行通证，以建立新型商业服务平台；
l 成都市发布基于区块链的社区治理产品“链动社区”，居民可通过志愿者服务等活动获得该平台的“时间银行”积分，并兑换成社区商户提供的福利和优惠；
l 全球非营利组织“移动开放区块链计划”的电动 汽车 充电网络工作组（EVGI）启动去中心化 汽车 充电技术的全球标准系统，涵盖了通证化碳信用（TCC）场景；
l 区块链奖励平台MiL.k与韩国零售商合作，为其会员提供基于区块链的积分管理服务。会员可通过MiL.k平台将现有积分转换为本地MLK通证，也可以兑换成其他第三方积分……。
由上述案例及更多的案例可见，“通证经济”具有几个显著特征：
“通证经济”为更广泛的数据赋予了资产属性和可交易属性，并通过跨领域、跨平台的互信与流通，能够提高整个 社会 与经济系统的运行效率；
“通证经济”是一种新的价值创造和实现过程，不一定直接以货币为交易媒介，而是更多体现为各种要素、资源的互换互利与重新配置；
“通证经济”往往与激励机制结合在一起，通过对“好人好事”、“好企业”、“好机构”的激励，将有效重塑 社会 价值体系与 社会 信用体系。
总体而言，“通证经济”将催生出新的生产要素，将重塑生产关系，并极大地解放 社会 生产力；“通证经济”代表了“信息互联网”向“价值互联网”的进化，昭示着数字经济最激动人心的未来；基于区块链的“通证经济”已经初见倪端，并开始对经济运行、 社会 治理，以及每个人的生活方式带来持续可见的变革。不管是各类机构，还是个人，都应该为这场变革做好思想与行动上的准备。
与其它新技术一样，区块链在应用和普及过程中，不断产生着平台、媒介、模式、方法等方面的替代效应：实体证件被电子证件替代，信用记录被通证替代，人工审核被数据验证替代，城市管理平台被“城市大脑”替代……。
这样的替代已成常态：
l 阿根廷央行开始就新的区块链清算系统展开概念验证，该系统可能会替代现有清算系统；
l 韩国造币和安全印刷公司（KOMSCO）拓展区块链数字礼券业务，以替代纸质礼券，并在纸币和硬币发行量大幅下降的同时实现了创纪录的营收提升；
l 中国各地法院在不动产查封执行中开始采用区块链电子封条替代传统的纸质封条；
l 上海市法院系统正在通过人工智能、区块链等新技术的采用， 探索 以数字化庭审记录替代人工庭审笔录；
l 日本公司SUSMED推出“使用区块链技术的临床数据监测系统示范”试点，表明药物或医疗设备临床试验中必要的监控过程可以使用区块链系统进行替代；
l 支付宝与悟空租车合作推出“刷脸”租车服务，通过区块链技术与信用免押模式，游客只需“刷脸”即可租车，通过手机操作就能归还车辆；
l 在新冠疫情下，中国各地方政府密集推出结合区块链技术的“非见面、不接触、零跑腿”式政务服务，替代了传统的线下服务方式，为疫情期间的远程招投标、“云端”通关、金融支持、复工复产等工作的顺利进行提供了有力保障……。
此外，我们还可以看到，通过区块链技术的使用，各类企业级服务同样在实现替代与进化：从纸质合同到电子合同，再到基于程序化、可自动执行智能合约的区块链合同，区块链正在推动合同签署进入“链签约”时代；从线下的人力资源公司到线上的人力资源平台，再到基于区块链的人力资源市场，全球人力资源服务已经经历了从1.0时代到2.0时代，再到3.0时代的持续变革。
总体来看，当区块链“侵入”到各行业，便“毫不留情”地删除着一切不必要的环节和流程，一切不必要的人工操作，并加速迎接无纸化、无人化、自动化时代的到来。
在我们分析全球1550余个区块链应用案例的过程中，类似“提高”、“加快”、“缩短”、“降低”、“减少”、“节约”、“节省”等词汇频频出现在我们的眼前。这些词汇表明，效率的提升是区块链应用各方的共同追求，也是区块链替代效应的最直接成果。
众多的应用实践正在为此添砖加瓦：
l 肯尼亚公司Shamba Records为该国农民提供区块链溯源、交易与融资服务，目前已覆盖6000多小型农户，并帮助他们将收入提高了至少40%；
l NTT DATA、三菱等公司参与投资的区块链贸易平台TradeWaltz完成试运行，结果显示该平台最多能够削减传统贸易流程50%的工作量；
l 沃尔玛加拿大公司通过DL Freight区块链平台的应用，将其与承运人之间的发票纠纷显著降低了97%；
l 国网公司电力交易存证溯源查询平台投入运行，实现了注册用户的真实性审核全流程自动化，节省了99%的可信人工审核时间；
l 中远海运集运与山东港口集团青岛港合作推出区块链无纸化进口放货模式，平均每个集装箱可为客户节省提货时间近24小时；
l 浙江台州利用“物联网+区块链”回收系统解决海洋污染治理难题，相比传统处理方法，该回收系统可以节约94%的人力成本和84%的运营成本……。
综上所述，通过信任机制、共享机制与交易机制的共同作用，区块链形成了明显的替代效应，提高了金融、政务与各行业的运营效率，并将持续形成系统性的变革。这种变革重塑着人与机器、人与 社会 、人与环境的关系，并清晰地指向三个终极目标：效率、福祉与环保。
如何用最简单的方式解读区块链？
大家最近天天都能听到区块链这个词，那什么是区块链呢？“分布式、难以篡改、一致存储”等解释太技术化且较为干涩。我这里来通俗的科普下：区块链主要为了解决互不信任的个体之间的信任问题。
举个通俗的例子：话说老李和老王一个村，老李最近手头有点紧，想向老王借点钱。老王呢，担心借了老李后他赖账怎么办，于是找来“德高望重”的村长，不过想想，村长也不可信，以前村长还偷过别人家的地瓜啊！怎么办？
区块链的方法是：老王借了1000块钱给老李后，然后用大喇叭在村里大喊“我老王今天借了老李1000元钱，大家都赶紧记录下”，于是村里的所有人都记录在了自己家里的账本上，谨慎的保管了起来。这下可好，老李再也赖不过了，村里即便有不守信的人，那还是好人多呀，老李也不可能找村里全部的人偷偷抹掉自己的借钱记录的。就这样，区块链解决了互不信任的老王和老李之间的借钱的信任问题。
在没有出现区块链之前，我们是如何解决互不信任个体间的信任问题呢？简单啊，找两者都信任的“德高望重”的“见证人”就好了，例如故事里的村长，例如买卖双方之间的支付宝，例如公证处等等。不过可能这类“见证人”也不一定一直诚信下去，所以区块链干脆就让大家都作为见证人。
老王放心了，但老李头疼啊！老李要等村里人都记录好了才能拿到借给他的钱，谁家还没个大爷大妈手脚慢一些的。所以目前区块链距离应用还有一定的距离，效率问题需要得到大幅提升才可以。
回想一下，你平时是怎么和别人交易的：一件漂亮的衣服，你可以在实体店挑好，确认好了对方衣服质量不错，对方确认你的钱是真钱，那么我们面对面一手交钱一手拿货。
要是我们隔着十万八千里，彼此既不认识也不信任还是想交易呢？那就要有我们都信任的第三方了，也就是达成所谓的共识机制。比如：你可以在淘宝通过第三方见证担保完成交易，钱先给支付宝——支付宝收款让卖家发货——卖家发货——你确认收货——支付宝再把钱给卖家。
但是，倘若这个中心化的机构作恶了，马爸爸撕了账本，不承认你给了钱，或者和卖家联合起来骗你钱，那可怎么办？
又或者政府借了你一100万，最后用超发货币的方式还给你钱，100万缩水到1万，由你来承受通货膨胀的损失，你又怎么办？
有没有不被任何政府、组织机构控制，能公开透明的完成仲裁，记录了就不被篡改，没有跑路风险的第三方呢？
别着急，我们的主角区块链技术解决就是这样的问题——你们之间的交易可以被所有在这个区块链系统的人见证，大家的小账本里头都会记录你们的交易。B如果否认收了A的钱，或者A说自己借了300块钱，都会被路人甲乙丙丁质疑。具体是如何做到的呢？
1）系统给每个人都发了个小账本，让每个人都有记账的权利，咱们称之为分布式记账。
2）为了鼓励大家帮别人记账，系统代码设定将比特币这样的代币奖励给记账者，为了防止一堆人记账堵死，还将代币设为有限个，甲乙丙丁需要通过系统规定的机制进行计算，算的最快最好的才能获得记账的权利，记录之后通过系统广播给大家，所有人复制一份相同的账本，这个通过计算获得奖励的过程就叫挖矿，记账的路人甲乙丙丁就是矿工。
3）有一天，最初记录这笔交易的甲Game Over了，这个账本却还是存在在其他人的账本里，A和B谁想否认都不行。我们把通过代码写好了如何仲裁和分配，无需银行、政府、企业等中心化组织机构作为第三方见证（去中心化），直接点对点（P2P）交易的方式，称为去中心化。
4）系统把多个交易打包成区块，按时间顺序链接起来成为最后人手一本的账本，这就是区块链技术
其实把区块链简单理解为账本不过是最浅显的解读了，把它的每个特点拆分开来，所能应用的领域很多很多。
现在传统金融行业、券商、投资机构正在跑步入场，物联网， 游戏 ，储存，版权，防伪，征信，支付，预测市场（赌博之类）、社区等众多领域已经开始了区块链的 探索 应用。
互联网让万物皆可连，区块链能否让所连皆可信呢？
我用天地自然运化的奇石解读一下区块链：
所有科学、哲学、道义⋯⋯天地都包涵着。任何一个事物、任何一种文化都与天地道化有关。
区块链自然逃不脱天地运化法：即顺然、随然、无穷、无常。
它就是这块奇石，其表面整体上的数据运化，一是，整体向着无形无象。二是线点守着一个规律：即无常之道。就是说它们每条线，每个点，追求的都不是一个闭合的目标和一个局限的目的。这样说大家我好理解了：一个画家要画一只鸡，是有目的的，有终结相的，而奇石，大自然造化时，是没有终结相的。所以相不闭合，线、点数据也不终结。区块连接之技术，就是这个天运之道。无常运化无形无象，永无终结。(无中心化，就是无形无相，形式不封闭，结构不封闭，思想不封闭⋯⋯如“石”办事就行)。
山东曲阜孔子灵石馆
大家好，我是皮皮，我在这里用几个生活小例子给大家解读一下什么叫区块链？
去中心化，不可篡改级，分布式存贮的，以加密信息做链接地址的数据区块链接系统，叫区块链
这玩意本来就是许多高 科技 的复合品，没法简单，再简单也是一大段话，而且未必能说清楚
区块链（Blockchain）严格的定义是指通过基于密码学技术设计的共识机制方式，在对等网络中多个节点共同维护一个持续增长，由时间戳和有序记录数据块所构建的链式列表账本的分布式数据库技术。该技术方案让参与系统中的任意多个节点，把一段时间系统内全部信息交流的数据，通过密码学算法计算和记录到一个数据块（block），并且生成该数据块的指纹用于链接（chain）下个数据块和校验，系统所有参与节点来共同认定记录是否为真。
区块链是一种类似于NoSQL（非关系型数据库）这样的技术解决方案统称，并不是某种特定技术，能够通过很多编程语言和架构来实现区块链技术。并且实现区块链的方式种类也有很多，目前常见的包括POW（Proof of Work，工作量证明），POS（Proof of Stake，权益证明），DPOS（Delegate Proof of Stake，股份授权证明机制）等。
区块链的概念首次在论文《比特币：一种点对点的电子现金系统（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）》中提出，作者为自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的个人（或团体）。因此可以把比特币看成区块链的首个在金融支付领域中的应用。
【通俗解释】
无论多大的系统或者多小的网站，一般在它背后都有数据库。那么这个数据库由谁来维护？在一般情况下，谁负责运营这个网络或者系统，那么就由谁来进行维护。如果是微信数据库肯定是腾讯团队维护，淘宝的数据库就是阿里的团队在维护。大家一定认为这种方式是天经地义的，但是区块链技术却不是这样。
如果我们把数据库想象成是一个账本：比如支付宝就是很典型的账本，任何数据的改变就是记账型的。数据库的维护我们可以认为是很简单的记账方式。在区块链的世界也是这样，区块链系统中的每一个人都有机会参与记账。系统会在一段时间内，可能选择十秒钟内，也可能十分钟，选出这段时间记账最快最好的人，由这个人来记账，他会把这段时间数据库的变化和账本的变化记在一个区块（block）中，我们可以把这个区块想象成一页纸上，系统在确认记录正确后，会把过去账本的数据指纹链接（chain）这张纸上，然后把这张纸发给整个系统里面其他的所有人。然后周而复始，系统会寻找下一个记账又快又好的人，而系统中的其他所有人都会获得整个账本的副本。这也就意味着这个系统每一个人都有一模一样的账本，这种技术，我们就称之为区块链技术（Blockchain），也称为分布式账本技术。
由于每个人（计算机）都有一模一样的账本，并且每个人（计算机）都有着完全相等的权利，因此不会由于单个人（计算机）失去联系或宕机，而导致整个系统崩溃。既然有一模一样的账本，就意味着所有的数据都是公开透明的，每一个人可以看到每一个账户上到底有什么数字变化。它非常有趣的特性就是，其中的数据无法篡改。因为系统会自动比较，会认为相同数量最多的账本是真的账本，少部分和别人数量不一样的账本是虚假的账本。在这种情况下，任何人篡改自己的账本是没有任何意义的，因为除非你能够篡改整个系统里面大部分节点。如果整个系统节点只有五个、十个节点也许还容易做到，但是如果有上万个甚至上十万个，并且还分布在互联网上的任何角落，除非某个人能控制世界上大多数的电脑，否则不太可能篡改这样大型的区块链。
【要素】
结合区块链的定义，我们认为必须具有如下四点要素才能被称为公开区块链技术，如果只具有前3点要素，我们将认为其为私有区块链技术（私有链）。
1、点对点的对等网络（权力对等、物理点对点连接）
2、可验证的数据结构（可验证的PKC体系，不可篡改数据库）
3、分布式的共识机制（解决拜占庭将军问题，解决双重支付）
4、纳什均衡的博弈设计（合作是演化稳定的策略）
【特性】
结合定义区块链的定义，区块链会现实出四个主要的特性：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集体维护（Collectively maintain）、可靠数据库（Reliable Database）。并且由四个特性会引申出另外2个特性：开源（Open Source）、隐私保护（Anonymity）。如果一个系统不具备这些特征，将不能视其为基于区块链技术的应用。
去中心化（Decentralized）：整个网络没有中心化的硬件或者管理机构，任意节点之间的权利和义务都是均等的，且任一节点的损坏或者失去都会不影响整个系统的运作。因此也可以认为区块链系统具有极好的健壮性。
去信任（Trustless）：参与整个系统中的每个节点之间进行数据交换是无需互相信任的，整个系统的运作规则是公开透明的，所有的数据内容也是公开的，因此在系统指定的规则范围和时间范围内，节点之间是不能也无法欺骗其它节点。
集体维护（Collectively maintain）：系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护的，而这些具有维护功能的节点是任何人都可以参与的。
可靠数据库（Reliable Database）：整个系统将通过分数据库的形式，让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝。除非能够同时控制整个系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，也无法影响其他节点上的数据内容。因此参与系统中的节点越多和计算能力越强，该系统中的数据安全性越高。
开源（Open Source）：由于整个系统的运作规则必须是公开透明的，所以对于程序而言，整个系统必定会是开源的。
隐私保护（Anonymity）：由于节点和节点之间是无需互相信任的，因此节点和节点之间无需公开身份，在系统中的每个参与的节点的隐私都是受到保护的。
【区块链意义之一 ：解决拜占庭将军问题】
区块链解决的核心问题不是“数字货币”，而是在信息不对称、不确定的环境下，如何建立满足经济活动赖以发生、发展的“信任”生态体系。而这个问题称之为“拜占庭将军问题”，也可称为“拜占庭容错”或者“两军问题”，这是一个分布式系统中进行信息机交互时面临的难题，即在整个网络中的任意节点都无法信任与之通信的对方时，如何能创建出共识基础来进行安全的信息交互而无需担心数据被篡改。区块链使用算法证明机制来保证整个网络的安全，借助它，整个系统中的所有节点能够在去信任的环境下自动安全的交换数据。更多介绍请参见《比特币与拜占庭将军问题》。
【区块链意义之二：实现跨国价值转移】
互联网诞生最初，最早核心解决的问题是信息制造和传输，我们可以通过互联网将信息快速生成并且复制到全世界每一个有着网络的角落，但是它尚始终不能解决价值转移和信用转移。这里所谓的价值转移是指，在网络中每个人都能够认可和确认的方式，将某一部分价值精确的从某一个地址转移到另一个地址，而且必须确保当价值转移后，原来的地址减少了被转移的部分，而新的地址增加了所转移的价值。这里说的价值可以是货币资产，也可以是某种实体资产或者虚拟资产（包括有价证券、金融衍生品等）。而这操作的结果必须获得所有参与方的认可，且其结果不能受到任何某一方的操纵。
在目前的互联网中也有各种各样的金融体系，也有许多政府银行提供或者第三方提供的支付系统，但是它还是依靠中心化的方案来解决。所谓中心化的方案，就是通过某个公司或者政府信用作为背书，将所有的价值转移计算放在一个中心服务器（集群）中，尽管所有的计算也是由程序自动完成，但是却必须信任这个中心化的人或者机构。事实上通过中心化的信用背书来解决，也只能将信用局限在一定的机构、地区或者国家的范围之内。由此可以看出，必须要解决的这个根本问题，那就是信用。所以价值转移的核心问题是跨国信用共识。
在如此纷繁复杂的全球体系中，要凭空建立一个全球性的信用共识体系是很难的，由于每个国家的政治、经济和文化情况不同，对于两个国家的企业和政府完全互信是几乎做不到的，这也就意味着无论是以个人抑或企业政府的信用进行背书，对于跨国之间的价值交换即使可以完成，也有着巨大的时间和经济成本。但是在漫长的人类 历史 中，无论每个国家的宗教、政治和文化是如何的不同，唯一能取得共识的是数学（基础科学）。因此，可以毫不夸张的说，数学（算法）是全球文明的最大公约数，也是全球人类获得最多共识的基础。如果我们以数学算法（程序）作为背书，所有的规则都建立一个公开透明的数学算法（程序）之上，能够让所有不同政治文化背景的人群获得共识。
【未来的发展】
互联网将使得全球之间的互动越来越紧密，伴随而来的就是巨大的信任鸿沟。目前现有的主流数据库技术架构都是私密且中心化的，在这个架构上是永远无法解决价值转移和互信问题。所以区块链技术有可能将成为下一代数据库架构。通过去中心化技术，将能够在大数据的基础上完成数学（算法）背书、全球互信这个巨大的进步。
区块链技术作为一种特定分布式存取数据技术，它通过网络中多个参与计算的节点开共同参与数据的计算和记录，并且互相验证其信息的有效性（防伪）。从这一点来，区块链技术也是一种特定的数据库技术。互联网刚刚进入大数据时代，但是从目前来看，大数据还处于非常基础的阶段。但是当进入到区块链数据库阶段，将进入到真正的强信任背书的大数据时代。这里面的所有数据都获得坚不可摧的质量，任何人都没有能力也没有必要去质疑。
也许我们现在正处在一个重大的转折点之上——和工业革命所带来的深刻变革几乎相同的重大转折的早期阶段。不仅仅是新技术指数级、数字化和组合式的进步与变革，更多的惊喜也许还会在我们前面。在未来的24个月里，这个星球所增长的计算机算力和记录的数据将会超过所有 历史 阶段的总和。在过去的24个月里，这个增值可能已经超过了1000倍。这些数字化的数据信息还在以比摩尔定律更快的速度增长。区块链技术将不仅仅应用在金融支付领域，而是将会扩展到目前所有应用范围，诸如去中心化的微博、微信、搜索、租房，甚至是打车软件都有可能会出现。因为区块链将可以让人类无地域限制的、去信任的方式来进行大规模协作。
区块链是一种技术，基于这项技术产生很多应用，包括与数据和信息相关的一切行业业务，比特币就是其中最为人熟知的一种应用。对于区块链的通俗解释就是，假如在网上买一只口红，首先找到心仪的产品和卖家下单，先把钱给中间平台，等到卖家发货买家确认收货以后，中间平台再把钱转给卖家，因为信任问题买卖家之间都依赖于中间平台，而区块链作为去中心化的分布式账本数据库，则着力于去掉这个中间平台但同时又解决信任问题。在区块链中每个人拥有自己的记账本，用来记录发生的每一件事，假如在交易中出现卖家拿钱不发货的行为，这一条记录将永久存在不可修改，不需要互相交换信息，区块链的世界会选择在同一个时间节点记录最快质量最好的那个人的记账本进行复制发送并串联，最后越叠越厚形成区块。
大家在谈论虚拟货币时，往往离不开区块链这个概念，那么区块链到底是个神马玩意呢？
区块链是一种底层技术，本质上是一个去中心化的分布式账本数据库。听起来好像十分高端，遥不可及，其实是很容易理解的。
举个例子，假如要在淘宝上购买商品，那么一般首先要做的就是打开淘宝，找到想要的商品并下单将钱支付给作为交易中介的淘宝。等收到商品并确认收货后淘宝便会将货款打给卖家。这本来只是我和卖家的交易，但却多了个“中心”，即淘宝。
在交易进行的过程中，这个“中心”拥有无限大的权力，甚至随意修改账单。因此，“中心”往往需要强大的后台为其背书。
于是，有一个名叫中本聪的男人想要干掉这个权力无穷大的中心，他想创造一个去中心化的系统，在这个系统里，每个人都是中心，都有记账的权力。于是，他创造了比特币。
在比特币的系统中，每个人都有一个小账本用以记录发生的每一笔交易。一笔交易只有经过大部分人确认后才有效。如果卖家不发货，那么每个人的小账本都会将这件事记录下来，让他无处可逃。
这时候大家可能会有疑问，既然只是一个公开的账本，那么为什么又要叫区块链呢？这就涉及到了共识问题，区块链系统是一个由众多“中心”组成的系统，整个区块链是属于所有参与记账的个体的。这时候就产生了新的问题，一个系统必须要有秩序才能长远的存在。假如记账者可以不计成本地胡作非为，那就可能出现本来只是购买一台手机，但收到的却是一台特斯拉的情况。
于是，中本聪发明了一种名为PoW的共识方式。这种方式提高了记账者记账的成本，让其不能轻易作恶。PoW通过密码学的方式要求记账者需要通过竞争计算能力来获取记账权，第一个计算出结果的记账者即可获得一个由若干笔交易打包而来的区块的记账权，同时获得一定的代币作为奖励。这就是我们俗称的“挖矿”。
既然记账者已经将一个包含了若干笔交易的区块记录了下来，那么系统就需要进行整理排序，不可能让无数的区块杂乱无章地分布在系统中。于是就需要把所有区块按照时间顺序首尾相连链接链接起来，这时，区块链便诞生了。区块链的核心是技术。
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