一、区块链的密码技术主要有

哈希算法；数字签名算法。

哈希算法：哈希算法主要用于确保数据完整性和安全性，它可以把任意长度的二进制值映射为固定长度的较小二进制值。在区块链中，哈希算法用于创建交易的唯一标识符，以及确保交易数据的安全性和完整性。

数字签名算法：数字签名算法则主要用于验证数据的来源和完整性，以及防止数据被篡改或伪造。在区块链中，数字签名算法用于验证交易的发起者和交易数据的真实性，从而确保交易的安全性和可信度。

二、区块链中的密码是什么码,区块链的密码学原理

区块链密码算法是怎样的？

区块链作为新兴技术受到越来越广泛的关注，是一种传统技术在互联网时代下的新的应用，这其中包括分布式数据存储技术、共识机制和密码学等。随着各种区块链研究联盟的创建，相关研究得到了越来越多的资金和人员支持。区块链使用的Hash算法、零知识证明、环签名等密码算法:

Hash算法

哈希算法作为区块链基础技术，Hash函数的本质是将任意长度（有限）的一组数据映射到一组已定义长度的数据流中。若此函数同时满足：

（1）对任意输入的一组数据Hash值的计算都特别简单；

（2）想要找到2个不同的拥有相同Hash值的数据是计算困难的。

满足上述两条性质的Hash函数也被称为加密Hash函数，不引起矛盾的情况下，Hash函数通常指的是加密Hash函数。对于Hash函数，找到使得被称为一次碰撞。当前流行的Hash函数有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。

比特币使用的是SHA256，大多区块链系统使用的都是SHA256算法。所以这里先介绍一下SHA256。

1、SHA256算法步骤

STEP1：附加填充比特。对报文进行填充使报文长度与448模512同余（长度=448mod512），填充的比特数范围是1到512，填充比特串的最高位为1，其余位为0。

STEP2：附加长度值。将用64-bit表示的初始报文（填充前）的位长度附加在步骤1的结果后（低位字节优先）。

STEP3：初始化缓存。使用一个256-bit的缓存来存放该散列函数的中间及最终结果。

STEP4：处理512-bit（16个字）报文分组序列。该算法使用了六种基本逻辑函数，由64步迭代运算组成。每步都以256-bit缓存值为输入，然后更新缓存内容。每步使用一个32-bit常数值Kt和一个32-bitWt。其中Wt是分组之后的报文，t=1,2,...,16。

STEP5：所有的512-bit分组处理完毕后，对于SHA256算法最后一个分组产生的输出便是256-bit的报文。

作为加密及签名体系的核心算法，哈希函数的安全性事关整个区块链体系的底层安全性。所以关注哈希函数的研究现状是很有必要的。

2、Hash函的研究现状

2004年我国密码学家王小云在国际密码讨论年会（CRYPTO）上展示了MD5算法的碰撞并给出了第一个实例（CollisionsforhashfunctionsMD4,MD5,HAVAL-128andRIPEMD，rumpsessionofCRYPTO2004，HowtoBreakMD5andOtherHashFunctions，EuroCrypt2005）。该攻击复杂度很低，在普通计算机上只需要几秒钟的时间。2005年王小云教授与其同事又提出了对SHA-1算法的碰撞算法，不过计算复杂度为2的63次方，在实际情况下难以实现。

2017年2月23日谷歌安全博客上发布了世界上第一例公开的SHA-1哈希碰撞实例，在经过两年的联合研究和花费了巨大的计算机时间之后，研究人员在他们的研究网站SHAttered上给出了两个内容不同，但是具有相同SHA-1消息摘要的PDF文件，这就意味着在理论研究长期以来警示SHA-1算法存在风险之后，SHA-1算法的实际攻击案例也浮出水面，同时也标志着SHA-1算法终于走向了生命的末期。

NIST于2007年正式宣布在全球范围内征集新的下一代密码Hash算法，举行SHA-3竞赛。新的Hash算法将被称为SHA-3，并且作为新的安全Hash标准，增强现有的FIPS180-2标准。算法提交已于2008年10月结束，NIST分别于2009年和2010年举行2轮会议，通过2轮的筛选选出进入最终轮的算法，最后将在2012年公布获胜算法。公开竞赛的整个进程仿照高级加密标准AES的征集过程。2012年10月2日，Keccak被选为NIST竞赛的胜利者，成为SHA-3。

Keccak算法是SHA-3的候选人在2008年10月提交。Keccak采用了创新的的“海绵引擎”散列消息文本。它设计简单，方便硬件实现。Keccak已可以抵御最小的复杂度为2n的攻击，其中N为散列的大小。它具有广泛的安全边际。目前为止，第三方密码分析已经显示出Keccak没有严重的弱点。

KangarooTwelve算法是最近提出的Keccak变种，其计算轮次已经减少到了12，但与原算法比起来，其功能没有调整。

零知识证明

在密码学中零知识证明（zero-knowledgeproof,ZKP）是一种一方用于向另一方证明自己知晓某个消息x，而不透露其他任何和x有关的内容的策略，其中前者称为证明者（Prover），后者称为验证者（Verifier）。设想一种场景，在一个系统中，所有用户都拥有各自全部文件的备份，并利用各自的私钥进行加密后在系统内公开。假设在某个时刻，用户Alice希望提供给用户Bob她的一部分文件，这时候出现的问题是Alice如何让Bob相信她确实发送了正确的文件。一个简单地处理办法是Alice将自己的私钥发给Bob，而这正是Alice不希望选择的策略，因为这样Bob可以轻易地获取到Alice的全部文件内容。零知识证明便是可以用于解决上述问题的一种方案。零知识证明主要基于复杂度理论，并且在密码学中有广泛的理论延伸。在复杂度理论中，我们主要讨论哪些语言可以进行零知识证明应用，而在密码学中，我们主要讨论如何构造各种类型的零知识证明方案，并使得其足够优秀和高效。

环签名群签名

1、群签名

在一个群签名方案中，一个群体中的任意一个成员可以以匿名的方式代表整个群体对消息进行签名。与其他数字签名一样，群签名是可以公开验证的，且可以只用单个群公钥来验证。群签名一般流程：

（1）初始化，群管理者建立群资源，生成对应的群公钥（GroupPublicKey）和群私钥（GroupPrivateKey）群公钥对整个系统中的所有用户公开，比如群成员、验证者等。

（2）成员加入，在用户加入群的时候，群管理者颁发群证书（GroupCertificate）给群成员。

（3）签名，群成员利用获得的群证书签署文件，生成群签名。

（4）验证，同时验证者利用群公钥仅可以验证所得群签名的正确性，但不能确定群中的正式签署者。

（5）公开，群管理者利用群私钥可以对群用户生成的群签名进行追踪，并暴露签署者身份。

2、环签名

2001年，Rivest,shamir和Tauman三位密码学家首次提出了环签名。是一种简化的群签名，只有环成员没有管理者，不需要环成员间的合作。环签名方案中签名者首先选定一个临时的签名者集合,集合中包括签名者。然后签名者利用自己的私钥和签名集合中其他人的公钥就可以独立的产生签名,而无需他人的帮助。签名者集合中的成员可能并不知道自己被包含在其中。

环签名方案由以下几部分构成：

（1）密钥生成。为环中每个成员产生一个密钥对(公钥PKi,私钥SKi)。

（2）签名。签名者用自己的私钥和任意n个环成员(包括自己)的公钥为消息m生成签名a。

（3）签名验证。验证者根据环签名和消息m,验证签名是否为环中成员所签,如果有效就接收,否则丢弃。

环签名满足的性质：

（1）无条件匿名性:攻击者无法确定签名是由环中哪个成员生成,即使在获得环成员私钥的情况下,概率也不超过1/n。

（2）正确性:签名必需能被所有其他人验证。

（3）不可伪造性:环中其他成员不能伪造真实签名者签名,外部攻击者即使在获得某个有效环签名的基础上,也不能为消息m伪造一个签名。

3、环签名和群签名的比较

（1）匿名性。都是一种个体代表群体签名的体制，验证者能验证签名为群体中某个成员所签，但并不能知道为哪个成员，以达到签名者匿名的作用。

（2）可追踪性。群签名中，群管理员的存在保证了签名的可追踪性。群管理员可以撤销签名，揭露真正的签名者。环签名本身无法揭示签名者,除非签名者本身想暴露或者在签名中添加额外的信息。提出了一个可验证的环签名方案,方案中真实签名者希望验证者知道自己的身份,此时真实签名者可以通过透露自己掌握的秘密信息来证实自己的身份。

（3）管理系统。群签名由群管理员管理，环签名不需要管理，签名者只有选择一个可能的签名者集合，获得其公钥，然后公布这个集合即可，所有成员平等。

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。

第4课区块链中的密码学学习总结

这是加入公Ulord深度学习第四课，杨博士给大家主讲区块链中的密码学问题，本期课程令让我弄懂了一个一直困扰着我的关于公钥和私钥的问题，他们之间到底是什么关系？再这次学习中我得到了答案，现在我把我学习到的内容跟大家分享一下。

区块链里的公钥和私钥，是非对称加密里的两个基本概念。

公钥与私钥，是通过一种算法得到的一个密钥对，公钥是密钥对中公开的部分，私钥是非公开的部分。公钥通常用于加密会话，就是消息或者说信息，同时，也可以来用于验证用私钥签名的数字签名。

私钥可以用来进行签名，用对应的公钥来进行验证。通过这种公开密钥体制得到的密钥对能够保证在全世界范围内是唯一的。使用这个密钥对的时候，如果用其中一个密钥加密数据，则必须用它对应的另一个密钥来进行解密。

比如说用公钥加密的数据就必须用私钥才能解密，如果用私钥进行加密，就必须要对应的公钥才能解密，否则无法成功解密。另外，在比特币的区块链中，则是通过私钥来计算出公钥，通过公钥来计算出地址，而这个过程是不可逆的。

区块链中的哈希值是什么？

区块链中的哈希值是将任意长度的输入字符串转换为密码并进行固定输出的过程。哈希值不是一个“密码”，不能通过解密哈希来检索原始数据，它是一个单向的加密函数。

在区块链中，每个块都有前一个块的哈希值。当更改当前块中的任何数据时，块的哈希值将被更改，这将影响前一个块，因为它有前一个块的地址。例如如果只有两个块，一个是当前块，一个是父块。当前块将拥有父块的地址，如果需要更改当前块中的数据，还需要更改父块。

一个加密哈希函数需要具备以下几个关键的特性才能被认为是有用的

1、每个哈希值都是不同的。

2、对于相同的消息，总是生成相同的哈希值。

3、不可能根据哈希值来决定输入。

4、即使对输入的整个哈希值做一个小的更改也会被更改。

一文读懂，XFS中你必须掌握的密码与区块链理论术语

人们对于事物的深刻认知，不是像“如何将大象放进冰箱？”那般，只回答“打开冰箱，把大象放进去，关上冰箱”那么简单。任何事物都需要一个抽丝剥茧，化整为零的认知过程。特别是一个新兴的概念和事物，更需要更加细致的了解。

XFS系统是一个分布式文件系统，但它并不是一个单一的框架结构，他是密码学、区块链、互联网等多种技术手段结合的一个有机整体，因此，想要更详细的了解它，我们必须知道一些专业术语的概念。

1.加密网络

加密网络简单来说就是一个公共区块链。在区块链技术诞生之前，互联网网络中的数据传输其实是没有任何加密手段的，黑客一旦截取的其中的数据，那么除非那段数据本身就是密文，否则那些数据就直白地暴露在黑客眼前。

加密网络便是通过区块链技术，由区块链各个节点维护，任何人都可以无需许可加入，更重要的是，整个网络中运转的数据是加密的。XFS系统便是一个典型的加密网络。

2.哈希算法

哈希算法是区块链中用以确保数据完整性和安全性的一个特殊程序。哈希算法采用的是名为“哈希函数”数学关系，结果输出被称为“加密摘要”。加密摘要的特点是任意长度的数据输入后，返回的都是一个唯一且固定长度的值。

哈希函数具备：

基于这些特性，它在保证加密安全时也被用于防篡改，因为即使对散列函数的数据输入进行微小更改也会导致完全不同的输出。这也成为了现代密码学和区块链的主力。

3.分布式账本

区块链就是一个分布式账本，但这个账本不仅仅可以记录交易信息，还可以记录任何数据交互。每个分类帐交易都是一个加密摘要，因此无法在不被检测到的情况下更改条目。这样使得区块链使参与者能够以一种去中心化的方式相互审计。

4.私钥和公钥

私钥和公钥是区块链通过哈希算法形成加密后生成的一组用于解密的“钥匙”。通过对私钥加密，形成公钥，此时，原始信息只能通过私钥进行查看，由用户自己保存，公钥就如同一个房屋地址，用于进行数据交互，是可以公开的。反之，如果对公钥加密，形成私钥，那么就会形成不可篡改的数字签名，因为这个公钥上的签名只有私钥拥有者才能进行创建。

1.节点

节点是一个区块链网络的最基础建设，也是区块链网络和现实连接的物理设备。单个节点拥有许多的功能，例如缓存数据、验证信息或将消息转发到其他节点等。

2.点对点（P2P）网络

区块链所构建的便是去中心化后节点与节点之间的数据交互。传统的互联网数据传输是一种客户端—服务器—客户端的中心辐射模式。点对点网络则更符合“网”这个词，在这个网络中，每个节点都在单一通信协议下运行，以在它们之间传输数据，避免了因为服务器单点故障而引发的网络崩溃。

3.共识验证

区块链的共识验证解决了大量分散的节点意见不统一的问题，以“少数服从多数”的哲学依据，在区块链网络中，更多的节点认可便意味着“共识”，通常而言，区块链网络中超过51%的节点认可的便会被采用和认可。

4.复制证明和时空证明

这两个证明在XFS系统中都可以总称为存储证明。XFS系统的核心功能之一是数据存储，因此，为了证明存储的有效性，便通过复制证明验证数据是否存在节点存储空间中，并通过时空证明验证时间上的持续性。存储提供方如果在储存有效期内能持续提交存储证明，那么他便会获得由XFS系统提供的奖励。

5.冗余策略和纠删码

这是XFS用来平衡数据存储量的两个方式。冗余策略将数据通过多副本的方式备份，确保数据在损坏或丢失后能找回。

纠删码则是确保数据在复制、传输时不会产生过多备份，节省存储空间、提高传输效率。

6.文件分片协议

XFS将文件切分为N个细小的碎片存储在节点当中，这些碎片只要有任意M个碎片即可恢复出数据，这样只要不同时有N-M+1个节点失效就能保证数据完整不丢失。

7.智能合约

XFS中的智能合约是一段程序代码，由于是基于区块链生成的，因此同样继承了区块链不可篡改、可追溯等特点，它能保证双方执行结果的确定性，这也使得XFS网络中的数据交互变得更加可信。

8.Dapp

即去中心化APP，同普通的APP一样具备更加方便快捷的网络接入端口，唯一不同的便是它抛弃了传统APP中心化的特点，这使得Dapp中的数据是归属于用户自身，不用担心隐私泄露、大数据杀熟等问题。

XFS系统是一个开放性平台，用户可以自由的在其中使用、设计、创作各种Dapp。

结语

关于XFS中的理论术语基于篇幅原因是很难详细展开细讲的，这其中涉及到了更多的互联网和区块链专业知识。但通过上面这些简单的解释，相信大家对XFS系统也有了一个比较立体的认知，那么，我们便期待打破传统中心化存储弊端，开船全新存储时代的XFS新一代分布式文件系统吧。

区块链的密码技术有

密码学技术是区块链技术的核心。区块链的密码技术有数字签名算法和哈希算法。

数字签名算法

数字签名算法是数字签名标准的一个子集，表示了只用作数字签名的一个特定的公钥算法。密钥运行在由SHA-1产生的消息哈希：为了验证一个签名，要重新计算消息的哈希，使用公钥解密签名然后比较结果。缩写为DSA。

?

数字签名是电子签名的特殊形式。到目前为止，至少已经有20多个国家通过法律认可电子签名，其中包括欧盟和美国，我国的电子签名法于2004年8月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过。数字签名在ISO7498-2标准中定义为：“附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元所作的密码变换，这种数据和变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性，并保护数据，防止被人（例如接收者）进行伪造”。数字签名机制提供了一种鉴别方法，以解决伪造、抵赖、冒充和篡改等问题，利用数据加密技术、数据变换技术，使收发数据双方能够满足两个条件：接收方能够鉴别发送方所宣称的身份；发送方以后不能否认其发送过该数据这一事实。

数字签名是密码学理论中的一个重要分支。它的提出是为了对电子文档进行签名，以替代传统纸质文档上的手写签名，因此它必须具备5个特性。

（1）签名是可信的。

（2）签名是不可伪造的。

（3）签名是不可重用的。

（4）签名的文件是不可改变的。

（5）签名是不可抵赖的。

哈希（hash）算法

Hash，就是把任意长度的输入（又叫做预映射，pre-image），通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，其中散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，但是不可逆向推导出输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

哈希（Hash）算法，它是一种单向密码体制，即它是一个从明文到密文的不可逆的映射，只有加密过程，没有解密过程。同时，哈希函数可以将任意长度的输入经过变化以后得到固定长度的输出。哈希函数的这种单向特征和输出数据长度固定的特征使得它可以生成消息或者数据。

以比特币区块链为代表，其中工作量证明和密钥编码过程中多次使用了二次哈希，如SHA(SHA256(k))或者RIPEMD160(SHA256(K)),这种方式带来的好处是增加了工作量或者在不清楚协议的情况下增加破解难度。

以比特币区块链为代表，主要使用的两个哈希函数分别是：

1.SHA-256，主要用于完成PoW（工作量证明）计算；

2.RIPEMD160，主要用于生成比特币地址。如下图1所示，为比特币从公钥生成地址的流程。

三、区块链涉及哪些内容

区块链涉及的范围有多广泛？

区块链可以涉及到很多方面，例如石油，金融，虚拟产物等等。可以说，生活的方方面面都可以介入到区块链。多学习一下区块链是没有坏处的。但千万不要太较真。

区块链的基本要素包括

1-包含一个分布式数据库

2-分布式数据库是区块链的物理载体，区块链是交易的逻辑载体，所有核心节点都应包含该条区块链数据的全副本

3-区块链按时间序列化区块，且区块链是整个网络交易数据的唯一主体

4-区块链只对添加有效，对其他操作无效

5-基于非对称加密的公私钥验证

6-记账节点要求拜占庭将军问题可解/避免

7-共识过程（consensusprogress）是演化稳定的，即面对一定量的不同节点的矛盾数据不会崩溃。

8-共识过程能够解决double-spending问题。

区块链的五个特点：

去中心化

由于使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

得益于区块链的去中心化特征，比特币也拥有去中心化的特征[6]。

开放性

系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

自治性

区块链采用基于协商一致的规范和协议（比如一套公开透明的算法）使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据，使得对“人”的信任改成了对机器的信任，任何人为的干预不起作用。

信息不可篡改

一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，除非能够同时控制住系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

匿名性

由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的（区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效），因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任，对信用的累积非常有帮助。

区块链究竟指的是什么，涉及到哪些学科或领域？

区块链是什么？区块链应用主要包括互联网技术以及信息内容加密算法，再搭配以适度的规则和体制，就形成了一个可靠系统软件基础设施。这儿基础设施可解读为网上自然环境，那样可信的含意到底是什么呢？数据库加密的办法可以分为对称加密算法和对称加密，对称加密安全性比较高，但响应速度比较慢。区块链技术所使用的椭圆曲线加密技术是是非非对称加密算法中速度最快方式。因而，区块链技术的加密算法十分强大，它能确保客户的身份唯一性。除此之外，区块链技术中的信息也受到了数据加密维护难以被伪造。

但有且只有数据加密方式不够，由于互联网技术实质上是个不可信网络。由不可信到可信的方式有两条，一是加强互联网去中心化，系统对进行全面严格管控；二是由选用分布式结构区块链技术，做到互联网基层民主。区块链技术选了后面一种。目前绝大多数系统软件全是中心化的。仍然以手机微信为例子，接收消息时双方感觉在交谈，可事实上是由一个或多个微信系统服务器，对双方的数据进行分享。一旦微信客户端出问题了，即便自己的手机正常的连接网络，也不能使用微信聊天。相同的，邮件系统、电商系统和协同办公系统全是相似的方式。

如上所述，去中心化全面的核心连接点一旦出现异常，即便每一个连接点都很正常，全部系统软件或者部分系统软件也不能正常工作中。为了保证核心节点的稳定性，必须建设中心节点的一个或几个系统备份，称之为灾备中心。伴随着系统及业务结构不断发展，务必不断提升核心连接点和容灾节点的硬件软件资金投入，经营成本也会跟着提升。除此之外，因为利益驱使，核心连接点很有可能有意违背原则开展故意实际操作，如大数据技术“黑公关”难题。

区块链技术系统软件防止了以上三个问题，每一个节点的个人行为全是不同于别的节点的，节点的行为是由程序流程事前所规定的，且加密算法保证了每一个连接点没法违反规定，这便是系统软件基层民主的内涵。区块链应用一般用于搭建交易软件，并且要确保的交易信息内容真实有效，可追溯系统且不可篡改。每一次的交易信息内容被核实后储存在一个区域中，区块链信息内容根据散列技术性数据加密，以确保信息内容不会被伪造。这种区块链按照时间顺序组成传动链条。各个连接点都享有完备的区块链信息，某些节点的信息内容毁坏，也不会对区块链信息造成影响。这类档案信息方法称之为分布式账本。

在这样一个区块链技术的分布式账本中，加上一条新的记录，并关联到全部节点的实际操作务必按一定的规则进行，不然一切真实有效都无从说起。这一标准便是区块链技术的共识机制。本质上，一个公平公正的共识机制，应当容许全部连接点都可以提升区块链。当增大的区块链具体内容不相同，应该根据某类标准去商议，直至某一个区块链具体内容被接纳，之后全部连接点拷贝此区块链。与其等额的做法就是，非是全部连接点都能够提升区块链，反而是依据某类标准竞选出一个有资格提升新服块连接点，拷贝该结点所增大的区块链信息内容。区块链技术使用了后面一种，而且由于选举规则是公开透明的，竞选典礼就会变成市场竞争全过程。

简单来说什么是区块链?

区块链是信息技术领域的一个术语。本质上，它是一个共享数据库。其中存储的数据或信息具有“不可伪造性”、“全过程追溯性”、“可追溯性”、“公开透明性”和“集体维护性”等特征。基于这些特点，区块链科技奠定了坚实的“信任”基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的应用前景。

2019年1月10日，国家互联网信息办公室发布《区块链信息服务管理规定》。区块链进入大众视野，成为社会焦点。从科技角度来看，区块链涉及数学、密码学、互联网、计算机编程等诸多科技问题。

拓展资料：

从应用的角度来看，简而言之，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不篡改、全程留痕、可追溯、集体维护、公开透明的特点。这些特点确保了区块链的“诚实”和“透明”，并为在区块链建立信任奠定了基础。区块链丰富的应用场景基本是基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多主体之间的合作信任和协同行动。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制和加密算法等计算机技术的新应用模式。区块链是比特币的一个重要概念。本质上，它是一个分散的数据库。同时，作为比特币的底层技术，它是一系列与密码方法相关联的数据块。每个数据块包含一批比特币网络交易的信息，以验证其信息的有效性(防伪)并生成下一个数据块[8]。事实上，区块链这个词并没有出现在最初的英文比特币白皮书中，而是区块链。在最早的比特币白皮书[9]的中文翻译中，区块链被翻译成了区块链语。这是汉语“区块链”一词出现的最早时间。

区块链能应用在哪些方面？

1、金融领域

区块链在国际汇兑、信用证、股权登记和证券交易所等金融领域有着潜在的巨大应用价值。将区块链技术应用在金融行业中，能够省去第三方中介环节，实现点对点的直接对接，从而在大大降低成本的同时，快速完成交易支付。

比如Visa推出基于区块链技术的VisaB2BConnect，它能为机构提供一种费用更低、更快速和安全的跨境支付方式来处理全球范围的企业对企业的交易。要知道传统的跨境支付需要等3-5天，并为此支付1-3%的交易费用。

Visa还联合Coinbase推出了首张比特币借记卡，花旗银行则在区块链上测试运行加密货币“花旗币”。

2、物联网和物流领域

区块链在物联网和物流领域也可以天然结合。通过区块链可以降低物流成本，追溯物品的生产和运送过程，并且提高供应链管理的效率。该领域被认为是区块链一个很有前景的应用方向?[22]??。

区块链通过结点连接的散状网络分层结构，能够在整个网络中实现信息的全面传递，并能够检验信息的准确程度。

这种特性一定程度上提高了物联网交易的便利性和智能化。区块链+大数据的解决方案就利用了大数据的自动筛选过滤模式，在区块链中建立信用资源，可双重提高交易的安全性，并提高物联网交易便利程度。为智能物流模式应用节约时间成本。

区块链结点具有十分自由的进出能力，可独立的参与或离开区块链体系，不对整个区块链体系有任何干扰。区块链+大数据解决方案就利用了大数据的整合能力，促使物联网基础用户拓展更具有方向性，便于在智能物流的分散用户之间实现用户拓展。

3、公共服务领域

区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关，但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题，可以用区块链来改造。

区块链提供的去中心化的完全分布式DNS服务通过网络中各个节点之间的点对点数据传输服务就能实现域名的查询和解析，可用于确保某个重要的基础设施的操作系统和固件没有被篡改，可以监控软件的状态和完整性，发现不良的篡改，并确保使用了物联网技术的系统所传输的数据没用经过篡改。

4、数字版权领域

通过区块链技术，可以对作品进行鉴权，证明文字、视频、音频等作品的存在，保证权属的真实、唯一性。作品在区块链上被确权后，后续交易都会进行实时记录，实现数字版权全生命周期管理，也可作为司法取证中的技术性保障。

例如，美国纽约一家创业公司MineLabs开发了一个基于区块链的元数据协议，这个名为Mediachain的系统利用IPFS文件系统，实现数字作品版权保护，主要是面向数字图片的版权保护应用。

5、保险领域

在保险理赔方面，保险机构负责资金归集、投资、理赔，往往管理和运营成本较高。通过智能合约的应用，既无需投保人申请，也无需保险公司批准，只要触发理赔条件，实现保单自动理赔。

一个典型的应用案例就是LenderBot,是2016年由区块链企业Stratumn、德勤与支付服务商Lemonway合作推出，它允许人们通过FacebookMessenger的聊天功能；

注册定制化的微保险产品，为个人之间交换的高价值物品进行投保，而区块链在贷款合同中代替了第三方角色。

6、公益领域

区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，并且有条件地进行透明公开公示，方便社会监督。

结构

区块链是一种分散的、分布式的、通常是公共的数字分类账，由称为块的记录组成，用于记录多台计算机上的交易，因此任何涉及的块都无法追溯更改，而不会更改所有后续块。这允许参与者独立且相对便宜地验证和审计交易。

使用对等网络和分布式时间戳服务器自主管理区块链数据库。他们通过以集体利益为动力的大规模协作得到验证。这样的设计促进了稳健的?工作流程，其中参与者对数据安全的不确定性很小。区块链的使用消除了数字资产无限可重复性的特征。

它确认每个价值单位只转移一次，解决了长期存在的双重支出问题。区块链被描述为一种价值交换协议。区块链可以维护所有权，因为当正确设置以详细说明交换协议时，它提供了强制要约和接受的记录。

1、块

区块保存成批的有效交易，这些交易被散列并编码到Merkle树中。每个区块都包含区块链中前一个区块的加密哈希，将两者联系起来。链接的块形成一个链。这个迭代过程确认了前一个块的完整性，一直回到初始块，这被称为创世块。

有时可以同时生成单独的块，从而创建一个临时分叉。除了安全的基于散列的历史记录之外，任何区块链都有一个指定的算法来对不同版本的历史进行评分，以便可以选择得分较高的一个。未被选择包含在链中的块称为孤块。

支持数据库的对等点不时有不同版本的历史记录。他们只保留他们已知的数据库的最高分版本。每当对等方收到得分较高的版本（通常是添加了一个新块的旧版本）时，他们就会扩展或覆盖自己的数据库，并将改进结果重新传输给对等方。从来没有绝对保证任何特定条目将永远保留在历史的最佳版本中。

区块链通常被构建为将新区块的分数添加到旧区块上，并给予奖励以扩展新区块而不是覆盖旧区块。因此，一个条目被取代的概率随着更多的块被构建在它之上而呈指数下降，最终变得非常低。

2、权力下放

通过在其对等网络中存储数据，区块链消除了集中保存数据所带来的许多风险。去中心化的区块链可以使用adhoc?消息传递和分布式网络。缺乏去中心化的一个风险是所谓的“51%攻击”，在这种情况下，中央实体可以控制超过一半的网络，并可以随意操纵特定的区块链记录，从而允许双重支出。

点对点区块链网络缺乏计算机破解者可以利用的集中漏洞；同样，它没有中心故障点。区块链安全方法包括使用公钥密码学。甲公共密钥（一个长的，随机的前瞻性数字串）是在blockchain的地址。通过网络发送的价值代币被记录为属于该地址。

一个私钥就像是给它的所有者访问他们的数字资产或手段以其他方式和各种功能相互作用是blockchains现在支持一个密码。存储在区块链上的数据通常被认为是不可破坏的。

去中心化系统中的每个节点都有区块链的副本。数据质量由海量数据库复制和计算信任来维护。不存在集中的“官方”副本，也没有用户比其他用户更“受信任”。

交易使用软件广播到网络。消息是在尽力而为的基础上传递的。挖矿节点验证交易，将它们添加到他们正在构建的区块中，然后将完成的区块广播给其他节点。

区块链使用各种时间戳方案，例如工作量证明，序列化更改。替代的共识方法包括股权证明。一种分散blockchain的增长伴随着的风险集中，因为该计算机资源需要处理更大量的数据变得更昂贵。

3、开放性

开放区块链比一些传统的所有权记录更加用户友好，虽然对公众开放，但仍然需要物理访问才能查看。由于所有早期的区块链都是未经许可的，因此对区块链的定义产生了争议。这场正在进行的辩论中的一个问题是，一个由中央机构负责和授权（许可）验证者的私有系统是否应该被视为区块链。

许可链或私有链的支持者认为，术语“区块链”可以应用于任何将数据分批处理到时间戳块的数据结构。这些区块链作为多版本并发控制的分布式版本(MVCC)在数据库中。正如MVCC防止两个交易同时修改数据库中的单个对象一样，区块链防止两个交易在区块链中花费相同的单个输出。

反对者表示，许可系统类似于传统的企业数据库，不支持去中心化数据验证，并且此类系统没有针对操作员篡改和修改进行加固。

Computerworld的NikolaiHampton表示，“许多内部区块链解决方案只不过是繁琐的数据库”，“如果没有明确的安全模型，专有区块链应该受到怀疑。”

以上内容参考?百度百科-区块链