区块链概念
区块链(Blockchain)是一个完全分布式的数字账簿和去中心网络,由区块链的参与方共同维护一个不断增长的分布式数据记录。这些数据以公开,透明且不可篡改的方式被分享给每一个参与方。
如果用公式的方式来表示区块链的本质就是:
B l o c k = T r a n s a c t i o n      H i s t o r y C h a i n = V e r i f i c a t i o n + T r a c k a b i l i t y Block = Transaction\;\;History \\ Chain = Verification + Trackability Block=TransactionHistoryChain=Verification+Trackability
区块链的特点是:
- 数据不会丢失:所有数据都是由全网分布式存储
- 数据防篡改:多方通过共识的方式来记录数据
- 数据易追溯:数据的追溯可以通过区块的链式结构来寻找
区块链的分层架构
区块链由上而下可以分为下面几个层次:
- 应用层:数据溯源,可信存证,数字货币的转账和记账等
- 整合层:多区块链的跨链应用等
- 激励层:通证,奖惩机制的建立,货币的发行和分配
- 合约层:智能合约的应用
- 共识层:PoW,PoS,DPoS,PBFT,Kafka,HBBFT,Raft等算法
- 安全层:加解密,隐私保护,身份管理等安全措施
- 网络层:P2P网络,广播机制,验证机制等
- 数据层:区块链结构,哈希算法,Merkle-Hash Tree, UTXO等数据结构
区块链的发展也是经历了由底层的数据、安全和共识层面的应用(比特币)到更高层次智能合约(以太坊)甚至再高层次的应用(EOS)。然而在每一个层次上,区块链的发展都会面临不同的挑战。其中比较突出的几个问题是:交易性能问题、隐私保护问题、监管问题。这些问题的解决方案可以大致罗列如下:
- 交易性能问题的解决方案:广播通信的范围(共有的还是小团体私有的区块链),加解密的速度(更快更好的算法),共识机制的优劣(不同的共识方案),交易验证的效率(网络的拓扑结构以及交易的处理模式)
- 隐私保护问题的解决方案:混币(UTXO),环签名(暗网币),同态加密,零知识证明(Zcash),碎片化(Enigma)。
- 监管问题的解决方案:主控合约(Qtum),监管节点(Corda),分类账本审计(Fabric)。
后续学习计划
按照上面描述的区块链的分层结构和存在的问题,大致后续的学习计划可以分为以下几个方面:
- 区块链的基本结构
- 共识算法
- 区块链交易的基本方法
- 智能合约
- 隐私保护算法
- 比特币
- 门罗币(环签名)
- Zcash(ZKSnarks)
- 以太坊
- EOS