疯狂的比特币引发的区块链技术热潮

5月26日至29日，全球首个以大数据为主题的博览会——2018中国国际大数据产业博览会（以下简称数据博览会）在贵州贵阳举行。区块链的受欢迎程度有增无减。在现场的多个展览和论坛中，区块链是炙手可热的主角。

疯狂的比特币让人们意识到区块链技术

2008 年 11 月 11 日，中本聪发表了《比特币白皮书——一种点对点的电子现金系统》，文章描述了一种电子交易方案，其中在线支付可以直接从一方到另一方进行，而无需经过第三方党组织，该方案正式建立在基于区块链的技术之上。

在比特币7年疯狂近140万次之后，比特币背后的去中心化系统——区块链技术，已经展现出颠覆行业、引起全球关注的潜力。

区块链本质上是一个去中心化的分布式账本系统，通过将账本的数据存储在整个参与网络的节点中来实现。账本系统的去中心化。

去中心化系统示意图

区块按时间顺序生成，每个区块记录生成时间段中的信息，整个区块连接起来的链代表信息集合。关于区块之间的联系，每个区块分为区块头和区块体，区块头记录了之前的区块信息。 、时间戳、随机数和目标哈希将前后区块链连接在一起，块体记录交易信息，形成完整的块结构。

在交易的机制和过程上，参与者拥有公钥和私钥，公钥是公开的，私钥被视为密码。通过对交易对手的公钥进行数字签名，将签名附加到电子货币的末尾，将参与者的电子货币发送给交易对手，交易对手可以通过验证数字签名来验证拥有者。

区块链货币交易示意图

新的交易将被广播到全网，每个节点都会收到该交易被包含在区块中但此时尚未被验证。之后，每个参与者都需要解决一个足以证明其合法性的工作量证明。一旦找到这样的工作量证明并且所有的交易都是有效的并且之前从未存在过，其他节点就会承认它们的有效性，并且会在块的末尾添加一个新的块来扩展链。

区块链的四大特点

与传统技术相比，区块链技术具有去中心化、信息不可篡改、匿名性和公开性等优点，并围绕其特点拓展实际应用：

1、去中心化：

传统行业的数据往往存储在一个中心化的大型数据库中，这不可避免地带来了安全和隐私问题，而区块链技术采用的分布式账本结构使得每个参与节点能够存储所有交易信息，避免单个数据库损坏和损失。巨大的成本。

2、信息不可篡改：

只有在区块链中的下一笔交易通过全网广播认证后，才能写入账本并存储在各个参与节点中，因此，如果你想篡改某类信息，就意味着你需要控制至少要完成 51% 的节点，这在现实中几乎是不可能的。

3、匿名：

区块链的匿名性主要表现在不实名上。链上交易通过公钥地址进行，公钥和私钥可以完全与实际身份信息无关。

4、开放性：

在以比特币为代表的公链上，整个分布式账本系统对任何人都是公开透明的，除了个人私钥信息之外，任何人都可以查询区块数据信息并开发相关应用；而私有链可以通过设置不同级别的权限来进行开发。

区块链架构设计

在架构设计上，区块链可以简单分为三层，协议层、扩展层和应用层。其中，协议层又可分为存储层和网络层，二者相互独立又密不可分。

协议层

所谓协议层是指最底层的技术。这一层通常是一个完整的区块链产品，类似于我们计算机的操作系统，维护网络节点，只提供API供调用。通常情况下比特币流程中的关键技术，官方会提供一个简单的客户端（俗称钱包）。这个客户端钱包的功能也很简单。它只能创建地址、验证签名、转账支付、检查余额等。这个级别是一切的基础。搭建网络环境，搭建交易渠道，制定节点奖励规则。至于你想交易什么，你想做什么，它不问，也不问。典型的例子自然是比特币，还有各种二级代币，比如莱特币等，本书介绍的亿书币也是。这一层是开发者现阶段聚集的地方，说明加密货币还处于起步阶段。

从所使用的技术来看，协议层主要包括四个方面：网络编程、分布式算法、加密签名、数据存储技术等。其中，网络编程能力是大家选择的主要考虑因素一门编程语言，因为分布式算法基本属于业务逻辑的实现，任何语言都可以，直接简单使用加密签名技术（请阅读书中的相关加解密文章，不推荐自由发挥，没有太多的编码逻辑），数据库技术也主要用在使用层面。只有实现点对点网络和并发处理才是开发的难点。因此，人们特别喜欢网络编程能力强、并发处理简单的语言。因此，Nodejs 逐渐成为开发区块链应用的热门，Go 语言也逐渐兴起。

在上面的架构设计图中，我将这一层进一步划分为存储层和网络层。数据存储可以相对独立，选择自由度更大，可以单独讨论。选择的原则无非就是性能和易用性。我们知道，系统的整体性能主要取决于网络或数据存储的 I/O 性能。网络I/O优化空间不大，但是本地数据存储的I/O可以优化。例如，比特币选择了谷歌的 LevelDB。据说这个数据库读写性能不错，但是很多功能需要开发者自己实现。目前困扰业界的一大难题是加密货币的交易处理量远不及目前的中心化支付系统（银行等），除了I/O，还需要全方位的突破。

在实现点对点网络的过程中必须用到分布式算法、加密签名等，所以自然是网络层的事情，也是编码的重点和难点。这基本上就是这部分的内容。当然，点对点网络也有单独的实现，将节点搜索、数据传输和验证的逻辑分开，将共识算法、加密签名、数据存储等操作放在一起，形成核心层无论怎么组合，这两部分都是最核心、最底层的部分，是协议层的内容。

扩展层

这一层类似于计算机的驱动程序，使区块链产品更加实用。目前有两种类型。一是各种交易市场，是法币兑换加密货币的重要渠道。实施简单，钱快，成本低，但风险也高。二是针对某个方向的扩展实现，比如易书侧链，可以为第三方出版机构、论坛网站等内容生产者提供定制化服务。尤其值得一提的是“智能合约”的概念大家听得最多的，就是典型的扩展层面的应用开发。所谓“智能合约”就是“可编程合约”，或者“智能合约”，其中“智能”就是执行中的智能，也就是说，当达到某个条件时，合约就会自动执行，比如作为证券的自动转移和自动支付。等等，目前还没有相对成型的产品，但不可否认这将是区块链技术的一个重要发展方向。

扩展层使用的技术没有限制，可以包括很多。上面提到的分布式存储、机器学习、VR、物联网、大数据等，都可以使用。编程语言的选择可以更加自由，因为它可以完全脱离协议层，编程语言也可以和协议层使用的开发语言不同。在开发方面，除了在交易时与协议层进行交互外，其他时间尽量不要与协议层的开发混在一起。这一层更接近于应用层，也可以理解为B/S架构产品中的服务器。这不仅使架构设计更科学，使区块链数据更小，网络更独立，而且保证扩展层的开发不受限制。

从这个角度来看，区块链可用于开发任何类型的产品，而不仅仅是金融行业。未来，随着底层协议的完善，任何需要第三方支付的产品都可以轻松使用区块链技术；任何需要确认、记入和追溯的信息都可以借助区块链实现。我个人觉得这个目标应该很快就能实现了。

应用层

这一层类似于计算机中的各种软件程序。是普通人真正可以直接使用的产品，也可以理解为B/S架构的产品。浏览器端（Browser）。该级别的应用目前几乎是空白。市场迫切需要这样的应用来引爆市场，形成真正的扩张趋势，让区块链技术能够快速走入寻常百姓家，服务大众。你使用的各类轻钱包（客户端）应该算是应用层中最简单、最典型的应用。很快，易数将推出基于易数网络的文档协作工具，这是典型的应用层产品。

受限于目前区块链技术的发展，易数只能从协议层入手，以应用层为目标，为第三方开发者提供强大的扩展层支持。这样做既可以避免贪婪，又可以避免落地失败，才是真正理性的发展路线。因为单纯的开发协议层或扩展层无法真正理解和验证应用层，会脱离现实，给第三方开发者使用带来困难。如果只考虑应用层，市面上还没有真正扎实好用的协议层或扩展层产品。所以，我们要全力以赴，采取完全开源、开放的态度，利用社区的力量，共同做一件有意义的事情，也可以算是技术积累和对发展的微薄贡献。中国的区块链技术。

区块链技术的发展阶段

到目前为止，区块链技术的发展过程大致经历了三个阶段：

区块链1.0——数字货币时代：

比特币诞生初期，人们关注的是提议货币的去中心化和点对点支付的特点，随后世界逐渐开始关注比特币的底层技术——区块链，其背后的分布式账本技术可以巧妙地解决现实中的一些问题。

区块链2.0——以智能合约为代表：

随后，对区块链技术的进一步理解出现了对合约进行编码并使用程序自动执行的智能合约（以太坊），进而推出了以分布式为特征的分布式应用程序（DAPP），开始探索组合区块链与真实环境的关系。

区块链3.0——未来区块链的大规模应用

基于对2.0的理解，区块链将进一步超越货币和金融，包括但不限于政府、能源、健康、文化艺术。

区块链技术的应用

随着对区块链技术的学习和理解过程的不断发展，区块链在现实中的应用本质上是围绕着区块链特性和行业“痛点”的结合，在解决第三方面有着非常广泛的应用空间- 各方信任，提高业务效率，增强网络安全，提高信息透明度，从而提出区块链+的概念。

1、金融应用不断成熟，跨境支付和资产证券化率先受益

区块链基于去中心化、点对点传输的分布式账本技术避免了记录丢失的问题，工作量证明机制和基于时间戳的回溯机制维护了数据传输过程中的安全问题，让区块链自然参与第三方参与 对信息安全要求频繁且高的金融行业具有很强的适应性，可以帮助货币金融行业简化流程、降低成本、提高效率，甚至大大改变交易方式现有的金融业。具体而言，区块链技术可应用于跨境支付、资产证券化、保险等领域。

2、区块链+版权与娱乐——行业“痛点”与特色的完美结合

在知识产权日益尊重但互联网版权难以保护的时代今天，如何方便快捷地注册版权以保护自己的权益已成为行业的痛点。传统纸质版权文件存在耗时长、留存困难的问题，但利用区块链技术在线申请，即时申请即刻难以伪造、篡改证书，并可随时提取版权信息通过为注册者提供唯一的数字 ID 来节省时间。

在娱乐与金融的交叉应用方面，由于娱乐行业的特殊性，个人或中小制作团队很难与投资机构或资产交易方对接。链技术通过资产上链集成到区块链平台中。一方面，可以在相关机构的监管下发行数字货币进行融资；另一方面，线上资产交易过程是通过分布式账本技术完成的，公开透明的账本可以记录每一笔A的交易情况。

3、区块链+供应链——市场潜力巨大，防伪溯源可期

对于现代企业来说，随着供应链的不断延伸，企业很难掌握全部的供应链信息以及自己在供应链中的位置。大多数企业只能了解其上下游企业的情况。因此，如何做到权责明确，如何做到信息透明可追溯，成为了行业的“痛点”。如果区块链的分布式账本技术是公开、透明、可追溯的，那么供应链中的任何一方都可以知道产品的状态，就可以轻松地对各个环节进行跟踪和管理。

以复杂的全球食品供应链为例。供应链涉及原产地、仓储、运输、制造、分销，最后到商店。供应链很长，不同的环节往往属于不同的区域。记录和制度也不同，一旦涉及食品安全，就很难追查到底是哪个环节出了问题，也无法明确权责问题。

4、区块链+物联网——技术准备基本成熟，等待物联网未来发展

“十三五”期间，工信部印发《物联网发展规划（2016-2020年）》，印发《关于全面推进移动互联网建设发展的通知》物联网（NB-IoT）”2017年6月，要求到2020年我国NB-IoT网络基站规模要达到150万个，NB-IoT连接总数超过6亿。在国家支持下政策方面，物联网市场有望迎来爆发式增长，据数据显示，2017年约有84亿台智能设备接入互联网，麦肯锡预测，2025年这一数字将达到250亿台，经济规模可达6万亿，尤其是随着5G商用和车联网加速落地比特币流程中的关键技术，无人驾驶大热，物联网未来发展值得期待。

因为物联网的“物联网”属性与分布式网络天然挂钩，尤其是在未来物联网安全性日益突出的情况下，区块链技术的去中心化是为了防止网络传输数据被篡改提供了内部解决方案。

区块链的发展是为了给人们的生活带来好处，让区块链技术真正走进百姓家。 “区块链如果真的要落地，应该可以进入下一个阶段，应该像微信一样，让普通人每天都在使用。这是走进每一个普通人家，让每个人都能接触到真实阶段的区块链。 .实施阶段。”

要推动区块链技术落地，促进人民生活质量提高，促进实体经济更好发展。

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