区块链四大核心技术

事实上，区块链在过去的十年里，在原有的基础上发生了很大的变化和进步。 截至目前，充实后的区块链四大核心技术——分布式账本、共识机制、密码学和智能合约，分别在区块链中发挥着数据存储、数据处理、数据安全和数据应用的作用。 总的来说比特币的三种关键技术，四大核心技术在区块链中各司其职，共同构建了区块链的基础。

1.分布式账本-存储功能

首先，分布式账本搭建了区块链的框架。 它本质上是一个分布式数据库。 当一条数据被大家产生和处理的时候，就会存储在这个数据库中。 因此，分布式账本在区块链中扮演着重要的角色。 达到数据存储的作用； 区块链由许多节点组成一个端到端的网络，没有中心化的设备和管理机构，节点之间的数据交换通过数字签名技术进行验证，无需人为互信，只要遵循既定的规则。 节点也不能欺骗其他节点。 因为整个网络是去中心化的，每个人都是参与者，每个人都有发言权。

2. 共识机制——协调节点、数据处理

其次，由于分布式账本的去中心化特性，区块链网络是分布式结构，每个人都可以自由加入其中，参与数据记录。 令人头疼的“拜占庭将军”问题，即参与网络的人越多，网络越难实现统一，因此需要另一种机制来协调所有节点的账户以保持一致性。 共识机制制定了一套规则，明确了大家处理数据的方式，通过争夺记账权来完成节点间意见的统一。 最终，谁获得了记账权，谁就可以使用全网处理的数据。 因此，共识机制起到了协调区块链中节点行为、明确数据处理作用的作用。

任何人都可以参与到区块链网络中，每个设备都可以作为一个节点，每个节点都可以得到一个完整的数据库，节点之间有一套共识机制，通过整个区块的竞争、计算、共同维护Chain，如果任何节点发生故障，其余节点仍然可以正常工作。 相当于承认了你的游戏规则。 比特币有比特币的共识机制。 如果你在全球范围内认可它，你就可以参与比特币挖矿。 因为你认可它的共识机制，也可以理解为认可它的游戏规则。 比特币的规则是进行巨大的计算，谁先计算出来，谁就获得 POW 奖励。

备注：与PoW、PoS、DPoS等共识机制相比，有哪些优缺点？

PoW即工作量证明，这是一种非常巧妙的方法，它的优点是：

算法简单，易于实现； 节点可以在不交换额外信息的情况下达成共识； 破坏系统需要付出巨大的代价；

它的缺点也很明显：

浪费能源； 区块确认时间难以缩短； 新的区块链必须找到不同的哈希算法，否则将面临比特币的算力攻击； 容易分叉，需要等待多次确认； never Finality，这需要检查点机制来补偿最终性；

PoS即Proof of Equity，将PoW中的算力转化为系统权益。 权益越大，成为下一个记账人的概率就越大。 这种机制的优点是不像 Pow 那样昂贵，但它也有很多缺点：

没有专业化，有权益的参与者可能不想参与记账； 容易产生分叉，需要等待多次确认； 永远没有最终性，需要检查点机制来补偿最终性；

在 PoS 的基础上，DPoS 将簿记员的角色专业化。 首先通过权益选择记账人，然后由记账人轮流记账。 这种方法仍然没有解决最终性问题。

DBFT（delegated BFT）是一个通用的共识机制模块，它提出了一种改进的拜占庭容错算法，使其适用于区块链系统。

DBFT 是一种基于区块链技术的协议。 用户可以将物理世界的资产和权利数字化，通过对等网络进行登记发行、转账交易、清算交割等金融业务去中心化网络协议。 蚂蚁可以发行中国《合同法》和《公司法》认可的公司股权，不仅在数字货币圈，在主流互联网金融领域也是如此。 蚂蚁可用于股权众筹、P2P网贷、数字资产管理、智能合约等。

这种共识机制是在Castro和Liskov提出的“实用拜占庭容错”（Practical Byzantine Fault Tolerance）的基础上进行改进，使其适用于区块链系统。 拜占庭容错技术广泛应用于分布式系统，如分布式文件系统、分布式协作系统、云计算等，dBFT主要做了以下改进：

将C/S架构的请求响应方式改进为适合P2P网络的对等节点方式； 将静态共识参与节点改进为可动态进入和退出的动态共识参与节点； 设计一组共识参与节点 基于持股比例的投票机制，通过投票确定共识参与节点（记账节点）； 在区块链中引入数字证书，解决投票过程中记账节点真实身份的认证问题；

你为什么最终得到这样的解决方案？

答：区块链是分布式账本系统，其内部经济模型决定了每个参与者不需要信任其他参与者，也就是所谓的无信任。 拜占庭将军问题描述了参与者之间如何在没有信任的情况下达成共识，而拜占庭容错技术就是解决此类问题的方法。 另外，区块链的网络环境非常复杂，会面临网络延迟、传输错误、软件错误、安全漏洞、黑客攻击、各种恶意节点等问题，而拜占庭容错技术可以容忍这些错误方案.

dBFT机制是通过权益选择记账人，然后记账人通过拜占庭容错算法达成共识。 这种方法的优点是：

缺点：

综上所述，dBFT机制的核心点在于最大程度保证系统的最终性，从而使区块链能够应用于真实的金融应用场景。 比如我们哥伦布共识机制DPOS+DBFT共识机制。 如果我们整个节点中的一个或者一个设备被关闭，其他节点仍然在正常工作，不会影响整个网络系统。 但是如果腾讯的服务器关闭了，那么大家的微信就打不开了，因为你没有地方去取数据。 这是中心化网络服务器和区块链网络服务器的区别。

3. 密码学——数据安全、验证数据归属、不可篡改、可追溯

此外，数据进入分布式数据库时，并不是简单的打包，底层数据结构由区块链密码学决定。 打包后的数据块将通过密码学中的哈希函数进行处理。 一种链式结构，后一个区块包含前一个区块的哈希值，因为哈希算法具有单向、防篡改等特点，所以只有在区块链网络中，数据一旦上链比特币的三种关键技术，不可篡改，可追溯。 此外，您的账户也会采用非对称加密的方式进行加密，从而保证数据的安全，验证数据的所有权。

对一个或多个数据库的修改不会影响其他数据库。 除了全网51%以上的数据同时被修改，几乎不可能发生。 区块链中的每笔交易都以加密方式连接到两个相邻的区块，因此可以追溯到任何交易的过去和现在。 这里是区块链的数据结构，区块头和区块体。 密码学哈希值，时间戳，其顺序由时间戳决定，不会被打乱。

这个原则在我们的业务系统中起作用，包括产品系统。 我们说的溯源，我们可以查到产品是哪里生产的，原材料是什么，从后面到前面一步一步的找，因为我们每一步都在做。 同时将信息数据写入区块链系统。 通过这个系统，我可以查到所使用的原材料是否是这个过程生产的。 通过这样一个数据结构的存储，我们可以共同相信它。 这个产品确实是这样生产的，我们相信这是真的。

此外，无法修改数据。 想要修改的话，必须达到51%的天赋。 从股权上理解，拥有公司51%的股权，就具有在这家公司的话语权。 这只是一种可能性。 为什么使用区块链技术比互联网技术危害更大、更安全，因为它是分布式的，如果你想修改里面的数据，作为黑客，你必须找到所有记录这个账户的电脑，每台电脑都必须修改，或许可以快速找到其中一个并进行更改，但很难全部更改。

区块链中的所有交易信息都是公开的，因此每笔交易对所有节点都是可见的。 由于节点是去中心化的，节点之间不需要公开身份，每个节点都是匿名的。 比如每台能源计算机启动后，我们不知道每台能源计算机是谁启动的，谁没有启动。 你可以在家里打开它。 存在多劳多得的问题。

4. 智能合约-执行申请

最后，应用层的智能合约可以建立在分布式账本的基础上。 当我们要解决一些信任问题时，我们可以使用智能合约，将条件以代码的形式在用户之间明确列出，并通过程序执行，而区块链中的数据可以通过智能合约调用，所以智通合约起到了数据在区块链中执行和应用的功能；

智能合约帮助您以透明和无冲突的方式交换金钱、财产、股票或任何有价值的东西，同时避免中间人的服务。 甚至有人说，未来智能合约将取代律师。 通过智能合约的方式，将资产或货币转移到程序中，程序运行这段代码，在某个时间点自动验证一个条件，自动判断资产应该归于一个人还是归于另一个人人，或者它应该立即将它退还给发送它的人，或者两者兼而有之。 （自动强制执行，不能依赖账户）同时，去中心化账本还存储和复制文件，使其具有一定的安全性和不变性。

智能合约的特点

自治 - 消除中间商和第三方，您是制定协议的人； 无需依赖经纪人、律师或其他中介机构进行确认。 顺便说一句，这也消除了第三方操纵的危险，因为执法是由网络自动管理的，而不是由一个或多个可能有过错的潜在偏见个人管理的。 信任 - 您的文件在共享分类账上加密。 有人不能说他们失去了它。 备份 - 想象一下，如果您的银行丢失了您的储蓄账户。 在区块链上，您的每个朋友都会支持您。 您的文档被复制了多次。 安全——密码学，网站加密，确保您的文件安全。 没有黑客攻击。 事实上，需要非常聪明的黑客才能破解代码并渗透。 速度 - 您经常需要花费大量时间和文书工作来手动处理文件。 智能合约使用软件代码来自动执行任务，从而减少一系列业务流程的时间。 Savings Save Costs - 智能合约为您省钱，因为它们省去了中间人。 例如，您必须支付公证人来见证您的交易。 准确性——自动化合同不仅更快、更便宜，而且还避免了手工填写表格所造成的错误。

描述智能合约的最佳方式是将该技术比作自动售货机。 通常，你去找律师或公证人，付钱给他们，然后等你拿到文件。 通过智能合约，您只需将一个比特币放入自动售货机（如分类账），然后将您的托管、驾照或其他任何东西存入您的账户。 更重要的是，智能合约不仅以与传统合约相同的方式定义协议的规则和惩罚，而且还自动执行这些义务。

智能合约和区块链

区块链最好的一点是，由于它是一个分散的系统，存在于所有允许的各方之间，不需要支付中间人（中间人）的费用，它可以节省你的时间和冲突。 区块链有它们的问题，但它们被评为比传统系统更快、更便宜和更安全，这就是银行和政府转向它们的原因。 利用区块链技术的特性，将其应用到智能合约中，可以更方便地完善工作和生活中的各种合约。