一、简述区块链的基本数据结构及其特性

区块链的基本数据结构及其特性如下：

区块链的基本数据结构包括区块和链。每个区块包含了一定数量的交易信息，以及前一个区块的数字指纹（也称为哈希值）。这个哈希值链接了所有之前的区块，从而形成了一条不可篡改的链。

具体来说，每个区块通常包含以下内容：

1、区块头：包含了前一个区块的哈希值、时间戳、当前区块的哈希值等关键信息。

2、区块体：包含了具体的交易信息，这些交易被打包成一个区块中。

3、在区块链中，每个新区块都必须通过特定的算法（如SHA-256）从上一个区块生成，这确保了每个新区块在逻辑上顺序排列，从而形成了一条不可篡改的链。此外，每个新区块都必须经过多个节点（即矿工）验证后才能被添加到区块链中，这增加了区块链的可靠性和安全性。

区块链的特性主要包括：

1、不可篡改：一旦一个区块被添加到区块链中，它就不能被更改，因为任何更改都会导致哈希值发生变化，从而破坏整个区块链的完整性。

2、匿名性：区块链中的交易信息通常是匿名的，这意味着交易的发起者可以保持匿名，除非他们选择公开身份。

3、去中心化：区块链不依赖于任何中心机构或第三方信任，而是通过分布式网络和共识机制来确保数据的一致性和可靠性。

4、透明度：虽然交易的发起者可以保持匿名，但区块链中的所有交易都是公开可查的，这增加了系统的透明度。

区块链的作用

1、建立去中心化、透明、安全、不可篡改的分布式数据库：区块链技术可以去除中间商和平台，实现点对点的交易和数据共享，降低了交易成本和风险。

2、提高数据的可靠性：区块链技术采用密码学和共识机制保证数据的安全性和不可篡改性，降低了数据泄露和篡改的风险。

3、保证交易的安全性和可追溯性：区块链技术可以记录商品物流信息，用于追踪商品来源。同时，区块链的交易担保功能解决了交易出现问题不知道找谁解决的问题，因为顾客自己写好的代码可以起到担保作用，在未确认收到合格产品前钱不会打到对方账户（分布式支付宝）。

4、促进市场行为人的身份管理：区块链可以管理市场行为人的身份，在用户需要的时候提供身份证明，用于在交易中帮助消费者确认卖家。

二、区块链的大小是多少

区块链是什么？

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模式。

区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。

含义

狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

区块链

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式??。

基础架构模型

区块链基础架构模型

一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点?。

区块链核心技术简介

区块链主要解决的交易的信任和安全问题，因此它针对这个问题提出了四个技术创新：

第一个叫分布式账本，就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。

跟传统的分布式存储有所不同，区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据，传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。

没有任何一个节点可以单独记录账本数据，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。

第二个叫做非对称加密和授权技术，存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

第三个叫做共识机制，就是所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。

区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点，其中“少数服从多数”并不完全指节点个数，也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时，所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。

以比特币为例，采用的是工作量证明，只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下，才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候，这基本上不可能，从而杜绝了造假的可能。

最后一个技术特点叫智能合约，智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例，如果说每个人的信息（包括医疗信息和风险发生的信息）都是真实可信的，那就很容易的在一些标准化的保险产品中，去进行自动化的理赔。

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，但是对可信数据的依赖是有增无减。因此，笔者认为利用区块链技术，从数据管理的角度切入，能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。

区块链的发展历程

区块链–原始区块链，是一种去中心化的数据库，它包含一张被称为区块的列表，有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接：设计区块链使得数据不可篡改—一旦记录下来，在一个区块中的数据将不可逆。

区块链的设计是一种保护措施，比如（应用于）高容错的分布式计算系统。区块链使混合一致性成为可能。这使区块链适合记录事件、标题、医疗记录和其他需要收录数据的活动、身份识别管理，交易流程管理和出处证明管理。区块链对于金融脱媒有巨大的潜能，对于引导全球贸易有着巨大的影响。

2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念，在随后的几年中，成为了电子货币比特币的核心组成部分：作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器，区块链数据库能够进行自主管理。为比特币而发明的区块链使它成为第一个解决重复消费问题的数字货币。比特币的设计已经成为其他应用程序的灵感来源。

1991年，由StuartHaber和W.ScottStornetta第一次提出关于区块的加密保护链产品，随后分别由RossJ.Anderson与BruceSchneierJohnKelsey分别在在1996年和1998年发表。与此同时，NickSzabo在1998年进行了电子货币分散化的机制研究，他称此为比特金。2000年，StefanKonst发表了加密保护链的统一理论，并提出了一整套实施方案。

区块链格式作为一种使数据库安全而不需要行政机构的授信的解决方案首先被应用于比特币。2008年10月，在中本聪的原始论文中，“区块”和“链”这两个字是被分开使用的，而在被广泛使用时被合称为区块-链，到2016年才被变成一个词：“区块链”。在2014年8月，比特币的区块链文件大小达到了20千兆字节。

到2014年，“区块链2.0”成为一个关于去中心化区块链数据库的术语。对这个第二代可编程区块链，经济学家们认为它的成就是“它是一种编程语言，可以允许用户写出更精密和智能的协议，因此，当利润达到一定程度的时候，就能够从完成的货运订单或者共享证书的分红中获得收益”。区块链2.0技术跳过了交易和“价值交换中担任金钱和信息仲裁的中介机构”。它们被用来使人们远离全球化经济，使隐私得到保护，使人们“将掌握的信息兑换成货币”，并且有能力保证知识产权的所有者得到收益。第二代区块链技术使存储个人的“永久数字ID和形象”成为可能，并且对“潜在的社会财富分配”不平等提供解决方案。14-15截至2016年，区块链2.0链下交易仍旧需要通过Oracle，使任何“基于时间或市场条件[确实需要]的外部数据或事件与区块链交互”。

在2016年，俄罗斯联邦中央证券所（NSD）宣布了一个基于区块链技术的试点项目。许多在音乐产业中具有监管权的机构开始利用区块链技术建立测试模型，用来征收版税和世界范围内的版权管理。2016年7月，IBM在新加坡开设了一个区块链创新研究中心。2016年11月，世界经济论坛的一个工作组举行会议，讨论了关于区块链政府治理模式的发展。据Accenture的一份关于创新理论发展的调查中显示，2016年区块链在经济领域获得的13.5%使用率，使其达到了早期开发阶段。在2016年，行业贸易组织共创了全球区块链论坛，这就是电子商业商会的前身。

该概念在中本聪的白皮书中提出，中本聪创造第一个区块，即“创世区块”。

2009年1月3日，比特币的创始人中本聪在创世区块里留下一句永不可修改的话：

“TheTimes03/Jan/2009Chancelloronbrinkofsecondbailoutforbanks（2009年1月3日，财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘）。”

当时正是英国的财政大臣达林被迫考虑第二次出手纾解银行危机的时刻，这句话是泰晤士报当天的头版文章标题。

区块链的时间戳服务和存在证明，第一个区块链产生的时间和当时正发生的事件被永久性的保留了下来。

比特币公司BTCC于2015年推出了一项服务“千年之链”即区块链刻字服务，就是采用的以上原理。用户可以将通过这项服务将文字刻在区块链上，永久保存。

数字货币的现状是百花齐放，列出一些常见的：bitcoin、litecoin、dogecoin、dashcoin，除了货币的应用之外，还有各种衍生应用，如Ethereum、Asch等底层应用开发平台以及NXT，SIA，比特股，MaidSafe，Ripple等行业应用。

2016年1月20日，中国人民银行数字货币研讨会宣布对数字货币研究取得阶段性成果。会议肯定了数字货币在降低传统货币发行等方面的价值，并表示央行在探索发行数字货币。中国人民银行数字货币研讨会的表达大大增强了数字货币行业信心。这是继2013年12月5日央行五部委发布关于防范比特币风险的通知之后，第一次对数字货币表示明确的态度。

可以用区块链的一些领域可以是：

??智能合约

??证券交易

??电子商务

??物联网

?社交通讯

??文件存储

??存在性证明

??身份验证

??股权众筹

我们可以把区块链的发展类比互联网本身的发展，未来会在internet上形成一个比如叫做finance-internet的东西，而这个东西就是基于区块链，它的前驱就是bitcoin，即传统金融从私有链、行业链出发（局域网），bitcoin系列从公有链（广域网）出发，都表达了同一种概念——数字资产（DigitalAsset），最终向一个中间平衡点收敛。

区块链的进化方式是：

?区块链1.0——数字货币

?区块链2.0——数字资产与智能合约

?区块链3.0——各种行业分布式应用落地

区块链到底是不是骗局

区块链技术本身不是骗局，但是不排除有人拿区块链做幌子去做骗局。区块链存在的几个问题：1、区块链体积过大问题随着区块链的发展，节点存储的区块链数据体积会越来越大，存储和计算负担将越来越重。以比特币区块链为例，其完整数据的大小当前已达约71GB，用户如果使用比特币核心客户端进行数据同步的话，可能三天三夜都无法同步完成，并且，区块链的数据量还在不断地增加，这给比特币核心客户端的运行带来了很大的门槛。2、区块链数据确认时间的问题目前的区块链系统，尤其是金融区块链系统中，存在数据确认时间较长的问题。以比特币区块链为例，当前比特币交易的一次确认时间大约需要10分钟，6次确认的情况下，需要等待约1小时，当然对于信用卡动则2至3天的确认时间来说，比特币已经有了很大的进步了，但距离理想状态仍有较大距离。3、处理交易频率问题区块链系统面临交易频率过低的问题。还是以比特币区块链为例，每条交易的平均大小约为250个字节（Byte），如果区块大小限制在1MB，那么可以容纳的交易数量为4000条。按照每10分钟产生一个区块的速度计算，每天可以产生144个区块，也就是能容纳576000条交易，再除以每天的秒数86400，比特币区块链最高每秒处理6.67笔交易。目前，比特币区块链上每天的实际交易量已经接近系统瓶颈（图），如果扩容问题没有得到解决，可能造成大量交易的堵塞延迟。比特币区块平均交易数（来源：区块元）相比之下，Paypal在2013年第三季度的总体交易笔数为7.29亿笔，平均每秒为93.75笔交易。全球最大的支付卡VISA的官网信息显示，VisaNet在2013年的测试中，实现了处理每秒47000笔交易。比特币区块链比起支付宝等几大支付网络，从交易处理频率来看，更像是一个刚出生的婴儿。当然，这也是中本聪早期故意为之的设计，比特币区块大小被限制在了1MB，以此避免流氓矿工的恶意行为，对人们造成不良的影响，比特币区块链支付网络之所以能够成长到如今价值数十亿美元，就在于它的去中心化。4、区块链发展受到现行制度的制约一方面，区块链去中心、自治化的特性淡化了国家监管的概念，对现行体制带来了冲击。比如，以比特币为代表的数字货币不但对国家货币发行权构成挑战，还影响到货币政策的传导效果，削弱央行调控经济的能力，导致货币当局对数字货币的发展保持谨慎态度。另一方面，监管部门对这项新技术也缺乏充分的认识和预期，法律和制度建立可能会滞后，导致与运用区块链相关的经济活动缺乏必要的制度规范和法律保护，无形中增大了市场主体的风险。5、区块链技术与现有制度的整合成本较大对于任何创新，现有机构都要保证既能创造经济效益，又要符合监管要求，还要与传统基础设施衔接。特别是当部署一个新型基础系统时，耗费的时间、人力、物力成本都非常大，现有传统机构内部遇到的阻力也不小。当然，问题的存在并不能阻碍区块链的发展步伐，诸如简单支付验证、侧链、闪电网络协议等技术的提出和深入研究，已经为上述问题的解决提出了思路。

法律依据：《刑法》

第二百六十六条【诈骗罪】诈骗公私财物，数额较大的，处三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金;数额巨大或者有其他严重情节的，处三年以上十年以下有期徒刑，并处罚金;数额特别巨大或者有其他特别严重情节的，处十年以上有期徒刑或者无期徒刑，并处罚金或者没收财产。本法另有规定的，依照规定。

区块链信息越来越大怎么办？

当初中本聪也考虑了这个问题，他认为技术也在不断发展中，更好的存储和网络技术有能力存储和传输日益增长的区块链。即使如此，中本聪还是设置了每个区块1M大小的限制，防止区块链过度膨胀。让我们做一个计算：每十分钟产生一个区块链，那么比特币诞生10年以后，也就是到2019年，区块链的大小可能会有多大：10*365*24*6≈525G。再过10年到2029年，差不多1T。即使在现在看来，问题也不大。所以倒是不必太担心。

但区块链的空间，不仅仅会随着时间增长。现在每个区块1M的空间，已经有些不能够满足比特币的发展了。为什么？因为交易量大了，每个区块空间只有1M，能容纳的交易数量有限，所以就要考虑扩容区块链来突破这个限制。2015年，社区对区块链的扩容讨论了多次。最终，仍然保持1M大小的区块链空间，但可以容纳更多交易的“隔离见证”技术生出，可能会作为区块链扩容的第一步。后续还会有“闪电网络”其他技术来缓解区块链空间紧张的问题。但无论如何，比特币区块链也不可能无限扩容。在我的思考中，比特币区块链最终会成为一个锚，其他应用有自己的数据保存方式，不必都保存在比特币区块链上，但可以把数据的Merkle根保存在比特币区块链，一次来保证数据的安全性。

区块链扩容是什么？

1分钟了解比特币扩容问题的前世今生。

在比特币诞生之初，比特币的创始人中本聪并没有特意限制区块的大小，区块最大可以达到32MB。

当时，平均每个区块大小为1-2KB，有人认为区块链上限过高容易造成计算资源的浪费，还容易发生DDOS攻击。因此，为了保证比特币系统的安全和稳定，中本聪决定临时将区块大小限制在1MB。

那时比特币的用户数量少，交易量也没有那么大，并不会造成区块拥堵。2013年至今，比特币价格直线飙升，用户越来越多，比特币网络拥堵、交易费用上升的问题逐渐涌现出来。

比特币社区开始探索如何给比特币“扩容”，即通过修改比特币底层代码，从而达到提高交易处理能力的目的。

新比特币（NBTC）：大受追捧的根本原因在哪

比特币区块链的大小维持在1M是BitcoinCore团队自己的意愿，并不是必须，要维持在1M。

在比特币刚诞生的时候中本聪并没有把区块链大小设置为1M，但当时比特币交易是非常少的，不存在拥堵的问题，也为了防止比特币网络被攻击而把区块链大小设置成了1M。在2013年年底，比特币拥堵问题就已经非常明显了，因此扩容逐渐提上了日程，也已经成为了共识，但是对如何去扩容却没有达成共识。

Core之所以坚持1m不变，可能是有私心的，把比特币当做了自己的孩子，想怎么样就怎么样，但是比特币社区反对声音是非常大。因为，其拒绝其签署的香港共识，因此，在国内也是不受欢迎的。国内更多支持的是大区块，BU方案也是受追捧的方案之一。

三、区块链一般有多少种结构,区块链分为哪几个层

区块链技术框架有哪些？

当前主流的区块链架构包含六个层级：网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调，主要用途将在下一节中详述。

网络层：区块链网络本质是一个P2P（Peer-to-peer点对点）的网络，网络中的资源和服务分散在所有节点上，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入。每一个节点既接收信息，也产生信息，节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息，当一个节点创造出新的区块后便以广播的形式通知其他节点，其他节点收到信息后对该区块进行验证，并在该区块的基础上去创建新的区块，从而达到全网共同维护一个底层账本的作用。所以网络层会涉及到P2P网络，传播机制，验证机制等的设计，显而易见，这些设计都能影响到区块信息的确认速度，网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向；

数据层：区块链的底层数据是一个区块+链表的数据结构，它包括数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中数据区块、链式结构都可作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改进方向。

共识层：它是让高度分散的节点对区块数据的有效性达到快速共识的基础，主要的共识机制有POW（ProofOfWork工作量证明机制），POS（ProofofStake权益证明机制），DPOS（DelegatedProofofStake委托权益证明机制）和PBFT（PracticalByzantineFaultTolerance实用拜占庭容错）等，它们一直是区块链技术可扩展方案中的重头戏。

激励层：它是大家常说的挖矿机制，用来设计一定的经济激励模型，鼓励节点来参与区块链的安全验证工作，包括发行机制，分配机制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并无直接联系。

合约层：主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能合约等。第一代区块链严格讲这一层是缺失的，所以它们只能进行交易，而无法用于其他的领域或是进行其他的逻辑处理，合约层的出现，使得在其他领域使用区块链成为了现实，以太坊中这部分包括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这个层级的改进貌似给区块链可扩展提供了潜在的新方向，但结构上来看貌似并无直接联系

应用层：它是区块链的展示层，包括各种应用场景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端，web端，或是是融合进现有的服务器，把当前的业务服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区块链可扩展提供了潜在的新方向，但结构上来看貌似并无直接联系。

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区块链的六层模型是什么？

区块链技术的模型是由自下而上的数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层组成。

区块链由哪些结构组成？

区块链是由区块相互连接形成的链式存储结构，区块就是链式存储结构中的数据元素，其中第一个区块被称为创始区块。

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一般区块包括区块头和区块体两部分。区块头包含每个区块的身份识别信息，如版本号、hash值、时间戳、区块高度等信息；区块体主要包含具体的交易数据。