【區塊鏈專題】基本概念

聲明:以下區塊鏈相關概念及定義來源於維京研究院&甲子智庫《區塊鏈行業詞典》,不用做任何商業用途,歡迎知識共享。

 

1、區塊鏈定義

區塊鏈/ Blockchain
區塊鏈技術是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠數據庫的技術方案。

塊鏈式數據結構/ Chained-Block Data Structure
一段時間內發生的事務處理以區塊爲單位進行存儲,並以密碼學算法將區塊按時間先後順序連接成鏈條的一種數據結構。

去信任/ Trustless
去信任表示用戶不需要相信任何第三方。用戶使用去信任的系統或技術處理交易時非常安全和順暢,交易雙方都可以安全地交易,而不需要依賴信任的第三方。

點對點/ Peer-to-Peer / P2P
通過允許單個節點與其他節點直接交互,無需通過中介機構,從而實現整個系統像有組織的集體一樣運作的系統。

去中心化/ Decentralized
去中心化是區塊鏈最基本的特徵,指區塊鏈不依賴於中心的管理節點,能夠實現數據的
分佈式記錄、存儲和更新。

中本聰/ Satoshis Nakamoto

中本聰是比特幣的發明人或發明組織,目前身份存疑。“中本聰”也可能僅僅是一個化名。中本聰於2008年發表了一篇名爲《比特幣:一種點對點式的電子現金系統》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)的論文,描述了一種被稱爲“比特幣”的電子貨幣及其算法,被視爲是區塊鏈的第一個成功實踐。

2、區塊鏈特性

匿名性/ Anonymous

由於區塊鏈各節點之間的數據交換遵循固定且預知的算法,因此區塊鏈網絡是無須信任的,可以基於地址而非個人身份進行數據交換。


自治性/ Autonomous
區塊鏈採用基於協商一致的機制,使整個系統中的所有節點能在去信任的環境自由安全地交換數據、記錄數據、更新數據,任何人爲的干預都不起作用。


開放性/ Openness

區塊鏈系統是開放的,任何節點都能夠擁有全網的總賬本,除了數據直接相關各方的私有信息通過非對稱加密技術被加密外,區塊鏈的數據對所有節點公開,因此整個系統信息高度透明。


可編程/ Programmable
分佈式賬本的數字性質意味着區塊鏈交易可以關聯到計算邏輯,並且本質上是可編程的。因此,用戶可以設置自動觸發節點之間交易的算法和規則。


可追溯/ Traceability
區塊鏈通過區塊數據結構存儲了創世區塊後的所有歷史數據,區塊鏈上的任一一條數據皆可通過鏈式結構追溯其本源。

 

不可篡改/ Tamper Proof
區塊鏈的信息通過共識並添加至區塊鏈後,就被所有節點共同記錄,並通過密碼學保證前後互相關聯,篡改的難度與成本非常高。


集體維護/ Collectively Maintain
區塊鏈系統是由其中所有具有維護功能的節點共同維護,所有節點都可以通過公開的接口查詢區塊鏈數據和開發相關應用。

無需許可/ Permissionless
無需許可表示所有節點都可以請求將任何交易添加到區塊鏈中,但只有在所有用戶都認爲合法的情況下才可進行交易。

 

3、區塊鏈類型

根據應用範圍

公有鏈/ Public Blockchain

公有鏈的任何節點都是向任何人開放的,每個人都可以參與到這個區塊鏈中的計算,而且任何人都可以下載完整區塊鏈數據,即全部賬本。

聯盟鏈/ Consortium Blockchain

聯盟鏈是指參與每個節點的權限都完全對等,各節點在不需要完全互信的情況下就可以實現數據的可信交換,聯盟鏈的各個節點通常有與之對應的實體機構組織,通過授權後才能加入或退出網絡。聯盟鏈是一種公司與公司、組織與組織之間達成聯盟的模式。

私有鏈/ Private Blockchain
在某些區塊鏈的應用場景下,開發者並不希望任何人都可以參與這個系統,因此建立一種不對外公開、只有被許可的節點纔可以參與並且查看所有數據的私有區塊鏈,私有鏈一般適用於特定機構的內部數據管理與審計。

根據部署機制
主鏈/ 主網/ Main net

通常區塊鏈,尤其是公有鏈都有主網和測試網。主網是區塊鏈社區公認的可信區塊鏈網絡,其交易信息被全體成員所認可。有效的區塊在經過區塊鏈網絡的共識後會被追加到主網的區塊賬本中。

測試鏈/ 測試網/ Testnet
測試鏈是對應主網具有相同功能,但主要目的用於測試的區塊鏈。由於測試鏈是爲了在不破壞主鏈的情況下嘗試新想法而建立的,只作爲測試用途,因此測試鏈上的測試幣不具備交易價值。比特幣的測試鏈已經歷多次重置,以阻止將其測試幣用作交易、投機用途的行爲。

根據對接類型
側鏈/ Side Chain

側鏈是主鏈外的另一個區塊鏈,錨定主鏈中的某一個節點,通過主鏈上的計算力來維護側鏈的真實性,實現公共區塊鏈上價值與其他賬簿上價值在多個區塊鏈間的轉移。最具代表性的實現有 Blockstream。這種主鏈和側鏈協同的區塊鏈架構中的主鏈有時也被稱爲母鏈(Parent chain)。

互聯鏈/ InterChains

針對特定領域的應用可能會形成各自垂直領域的區塊鏈,互聯鏈就是一種通過跨鏈技術連接不同區塊鏈的基礎設施:包括數據結構和通信協議,其本身通常也是區塊鏈。各種不同的區塊鏈通過互聯鏈互聯互通並形成更大的區塊鏈生態。與互聯網一樣,互聯鏈的建立將形成區塊鏈的全球網絡。

4、區塊鏈層級結構

數據層/ Data Layer

數據層主要描述區塊鏈的物理形式,是區塊鏈上從創世區塊起始的鏈式結構,包含了區塊鏈的區塊數據、鏈式結構以及區塊上的隨機數、時間戳、公私鑰數據等,是整個區塊鏈技術中最底層的數據結構。

網絡層/ Network Layer
網絡層主要通過 P2P 技術實現分佈式網絡的機制,網絡層包括 P2P 組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制,因此區塊鏈本質上是一個 P2P 的網絡,具備自動組網的機制,節點之間通過維護一個共同的區塊鏈結構來保持通信。

共識層/ Consensus Layer
共識層主要包含共識算法以及共識機制,能讓高度分散的節點在去中心化的區塊鏈網絡中高效地針對區塊數據的有效性達成共識,是區塊鏈的核心技術之一,也是區塊鏈社羣的治理機制。目前至少有數十種共識機制算法,包含工作量證明、權益證明、權益授權證明、燃燒證明、重要性證明等。
數據層、網絡層、共識層是構建區塊鏈技術的必要元素,缺少任何一層都不能稱之爲真正意義上的區塊鏈技術。

激勵層/ Actuator Layer
激勵層主要包括經濟激勵的發行制度和分配製度,其功能是提供一定的激勵措施,鼓勵節點參與區塊鏈中安全驗證工作,並將經濟因素納入到區塊鏈技術體系中,激勵遵守規則參與記賬的節點,並懲罰不遵守規則的節點。

合約層/ Contract Layer
合約層主要包括各種腳本、代碼、算法機制及智能合約,是區塊鏈可編程的基礎。將代碼嵌入區塊鏈或是令牌中,實現可以自定義的智能合約,並在達到某個確定的約束條件的情況下,無需經由第三方就能夠自動執行,是區塊鏈去信任的基礎。

應用層/ Application Layer
區塊鏈的應用層封裝了各種應用場景和案例,類似於電腦操作系統上的應用程序、互聯網瀏覽器上的門戶網站、搜尋引擎、電子商城或是手機端上的 APP,將區塊鏈技術應用部署在如以太坊、EOS、QTUM 上並在現實生活場景中落地。未來的可編程金融和可編程社會也將會是搭建在應用層上。

激勵層、合約層和應用層不是每個區塊鏈應用的必要因素,一些區塊鏈應用並不完整包含此三層結構。

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