区块链: 过去.现在.未来

区块链技术的属性可用于各个行业部类，包括比特币 (Bitcoin) 等数字货币的创造。它是一种新兴高级数据库机制技术，它能让很多企业以创新方式采用了此技术网络中透明地共享信息。区块链数据库将数据存储在区块中，而数据库则一起链接到一个链条中。虽然时间上数据是一致的，但在没有网络共识的情况下，是不能删除或修改链条。所以, 可使用区块链技术创建不可改变的分类账，以便跟踪订单、付款、账户和其他交易。

在早期交易中的任何损坏都会导致整个分类账损坏，传统数据库技术为记录金融交易带来了很多难题。如，房地产销售领域——在交换资金后，房地产的所有权将转移给买方。买卖双方中的任何一方均可记录货币交易，但任何一方的来源均不可信。即便卖方已收款，也可轻松声称他们未收款；同样，即便买方未付款，也可辩称他们已付款。因此需要一个可信的第三方负责监督和验证交易，避免潜在的法律问题。当然，第三方中央机构的存在，也是有缺点，那就是会使交易复杂化，还会造成单点漏洞。只要中央数据遭到入侵，双方都有可能蒙受损失。区块链通过创建去中心化的防篡改系统来记录交易，可缓解此类问题。在房地产交易场景中，区块链可分别为买方和卖方创建一个分类账。所有交易都必须获得双方批准，并将在双方的分类账中实时更新。

不同行业如何使用区块链，以下小节中介绍不同行业中的一些使用案例：

• 能源

多家能源公司使用区块链技术创建点对点能源交易平台，并简化可再生能源的获得。例如，考虑以下用途：

多家基于区块链的能源公司创建了交易平台，用于个人之间的电力销售。拥有太阳能电池板的业主使用此平台将其多余的太阳能销售给邻居。该流程大部分是自动化的：智能电表创建交易，区块链则记录交易。借助基于区块链的众筹计划，用户可在缺乏能源获得途径的社区内赞助和拥有太阳能电池板。在太阳能电池板建好后，赞助商还可以向这些社区收取租金。

• 金融

如银行和证券交易所是属于传统金融系统，那么用区块链服务来管理在线支付、账户和市场交易。如全亚洲提供金融交易服务的投资控股公司——新加坡交易所 (Singapore Exchange Limited) ，采用区块链为了更高效的跨行支付账户使用，与解决多个难题，其中包括数千项金融交易的批处理和手动对账。

• 零售

多家零售公司使用区块链跟踪商品在供应商与买家之间的转移。如，Amazon 零售申请了专利——分布式分类账技术系统，使用区块链技术来验证并确保在该平台上销售的所有商品均为正品。Amazon 卖家可以通过允许参与者，如制造商、快递公司、分销商、最终用户和二级用户，向证书颁发机构注册后将事件添加到分类账，映射其全球供应链。 

• 媒体和娱乐

多家媒体和娱乐公司使用区块链系统来管理版权数据 。为了版权验证对于艺术家的公平补偿至关重要，需多次交易才能记录版权内容的销售或转让。如Sony Music Entertainment Japan) 成功使用区块链策略提高了版权处理效率并降低了成本！

区块链技术具有以下主要功能：

• 去中心化

区块链中的去中心化是指将控制权和决策权从中心化实体（个人、组织或团体）转让给分布式网络。去中心化区块链网络使用透明度来减少对参与者之间取得信任的需要。这些网络还以削弱网络功能性的方式，阻止参与者彼此施加权力或控制。

• 不可变性

内容不能更改或改变就是不可变性，就像某个参与者将交易记录到共享分类账中，则任何参与者均不能篡改该交易。所以，当某个交易记录包含错误，则您必须添加新交易以修正错误，并且整个网络均可看见这两个交易。

• 共识

达成共识的规则就是区块链系统将建立关于“参与者就记录交易”，记录新交易会是在网络中的大部分参与者都同意时，才记录。

区块链架构包含以下主要组件——分布式分类账，智能合约，公钥加密。

• 用于存储交易的共享数据库，团队中的每个人均。在大多数共享文本编辑者中，可编辑的共享文件，而拥有编辑权限的人员才可删除整个文件。而分布式分类账技术则是有严格规则—谁能编辑以及如何编辑，条目都会被记录，并且无法删除。
• 智能合约是存储在区块链系统上的程序，在不需要第三方的帮助下，程序在符合预先确定的条件时自动运行，如运行条件语句检查，以便能够放心地完成交易。因此，很多公司使用智能合约来自行管理业务合约，拥有一份智能合约的某家物流公司，可约定一旦商品抵达港口将自动进行付款。
• 另外，公钥加密——安全功能用于唯一标识区块链网络中的参与者。这有2种，分别是一组密钥是公钥，每人都是公用；私钥，也代表着每个成员都是唯一。此机制将为网络成员生成两组密钥，配合使用解锁分类账中的数据。如：分别A和B交易——A记录一项交易用其私钥进行了加密；B通过公钥解密该交易，这样A可以确信B进行了该交易。若A私钥已被篡改，则 Jill 的公钥不会发挥作用。

区块链的底层机制非常复杂，可通过以下步骤提供简要概述区块链的工作原理，区块链软件可以自动执行以下大部分步骤：

a. 区块链记录交易

该交易以区块的形式记录，显示实体资产或数字资产，从区块链网络中的一方向另一方的转移。其中内容如：

• 谁参与了该交易？ 为什么进行该交易？ 

• 交易在哪里? 何时进行?  符合多少前提条件？ 期间发生什么情况？

b. 达成共识

分布式区块链网络中的多数参与者必须就已记录的交易是有效的达成一致。而据网络类型，通常是在网络开始建立时就制定好的，达成协议的规则可能有所不同。

参与者达成了共识，会记到区块链中的交易写入区块，相当于分类账账簿中的页面，还会将一个加密Hash算法和交易一起附加到新区块。Hash算法作为将区块链接在一起的链条，有意或无意修改了区块的内容，则该Hash算法也将更改，这将提供一种检测数据篡改的方式。 类似我们堆砌木块一样，如果从塔中取出一个木块，整个即将将垮塌。所以区块将与链条安全地链接在一起，且无法编辑它们。每增加一个区块，都会强化前一个区块的验证，因而也会强化整个区块链的验证。

d. 共享分类账 

系统将会中心分类账的最新副本分发给所有参与者。

区块链网络有四种类型主要去中心化或分布式区块链网络：

公有区块链网络，任何人无需权限均可加入它们。此区块链的所有成员享有读取、编辑和验证区块链的平等权限。人们主要将公有区块链用于交换和挖掘加密货币，如比特币、以太坊 (Ethereum) 和莱特币 (Litecoin)。 

私有区块链网络又称为托管式区块链，具有访问限制，一个组织可以控制多个私有区块链。该机构决定谁能成为成员，以及在网络中拥有哪些权限。如私有区块链的示例——Ripple，是一个面向企业的数字货币交换网络。

混合区块链网络结合了私有网络和公有网络的元素，如公司可有系统一起建立私有、基于权限的系统。这样可控制对区块链中存储的特定数据的访问，同时保持其余数据处于公开状态。当然，也可用智能合约允许公有成员检查私有交易是否已经完成。此外，混合区块链可以授予对数字货币的公有访问权限，同时保持银行拥有的货币处于私有状态。

联盟区块链网络是一组的组织负责监管，选择的组织共同承担维护区块链及确定数据访问权限的职责。如其中的组织——全球航运业务网络联盟 Global Shipping Business Network Consortium，一个非营利性区块链联盟，实现航运业数字化，以及加强海运业运营商之间的合作，拥有共同目标并可通过共担责任而获益的行业，通常更喜欢联盟区块链网络。

Hyperledger Fabric 一个开源项目，包含一套工具和库。一种模块化通用框架，提供独特的身份管理和访问控制功能，快速且有效地构建私有区块链应用程序，如供应链的跟踪和追踪、贸易金融、忠诚度和奖励，以及金融资产的清算结算，适合企业有效使用。以太坊是一种去中心化开源区块链平台，人们可以将其用于构建公有区块链应用程序。企业以太坊 (Ethereum Enterprise) 专为企业使用案例而设计。Corda 是专为企业而设计的开源区块链项目。企业可以使用 Corda构建可互操作的区块链网络和智能合约技术在严格保密的情况下直接进行有价值的交易，corda其大部分用户是金融机构。Quorum以太坊的开源区块链协议，专为在两种区块链网络中使用而设计：私有区块链网络，其中只有一个成员拥有所有节点；或者联盟区块链网络，其中包含多个成员，每个成员拥有该网络的一部分。

区块链系统的成员会权衡单次攻击行为之所得与将某条信息写入区块链系统之成本。 例如，某加密货币矿工会比较实施“双花”攻击所需的成本以及所得。 因此，通过区块链成员的自由准入来实现去中心化，将会带来计算机资源的极大浪费，这也正是区块链三重困境中的一环。 “自由加入”还和区块链的第二个成本有关，即可测度性。

早期1970 年，一位计算机科学家—— Ralph Merkle申请Merkle tree 的专利，用于存储数据，通过使用加密将区块链接起来。1990 年，Stuart Haber和 W. Scott Stornetta把Merkle tree实现了无法篡改文档时间戳的系统，成为区块链历史上的首个实例。技术一直在不断发展，衍生出了3个信息。一，比特币和其他虚拟货币——2008 年仅知道名字为Satoshi Nakamoto，概述了区块链技术的现代形态——比特币区块链系统的很多功能，将 1 MB 信息区块用于比特币交易。即便是今天也仍处于区块链技术的中心地位。二，智能合约——后来的几年开发人员开始考虑加密货币以外的区块链应用、如以太坊的发明者们决定资产转让交易中使用区块链技术，重要贡献智能合约功能。三，未来区块链技术也在不断发展和成长，众多公司发现和实现新应用，正解决规模和计算能力的限制，在正在进行的区块链，潜在机会是无限的。

区块链技术带给我们高级安全功能，更高的效率，更快捷的审计。它可以提供现代数字交易所需的高级安全和信任功能。以免有人会操纵底层软件为自己生成假币的恐惧，区块链使用加密、去中心化和共识三项原则，创建了高度安全、不能篡改的底层软件系统，不会单点故障，单个用户也无法更改交易记录。交易间需大量时间，还会造成运营瓶颈，尤其是在涉及合规和第三方监管机构时。区块链透明度和智能合约可使此类业务交易更快捷、更高效让企业能以可审计的方式，安全地生成、交换、归档和重建电子交易！区块链记录时间顺序不变，所有记录均始终按时间顺序排列，数据透明使得审计过程更加快捷。

比特币是区块链技术的早期应用，在没有任何中心化控制的情况下运营的数字货币。人们无意间开始使用比特币来代区块链，其实区块链技术还有很多应用而比特币代区块链是因为人们不了解而误用。比特币与区块链是两种不同的事物，可互换使用。最初创建比特币的目的在于在线进行金融交易，但现在已被视为可转换为任何其他全球货币（如美元或欧元）的数字资产。公有比特币区块链网络将创建和管理中心分类账。 

比特币网络

公有分类账记录所有比特币交易，而世界各地的众多服务器则保存此分类账的副本。这些服务器就像银行。只是每个银行仅了解其客户兑换的资金，而比特币服务器则了解世界上的每一笔比特币交易。任何拥有闲置计算机的人员均可搭建一台此类服务器，称为节点。这就像是开设您自己的比特币银行，而不是银行账户。

比特币挖矿

比特币网络上，成员通过求解加密方程来创建新区块，以挖掘加密货币。系统向该网络公开广播每一笔新交易，并在各节点间共享这一信息，每十分钟，挖矿者会将这些交易收集到一个新区块中，再将这些新区块永久添加到区块链中，该区块链就像比特币的最终账簿。因为软件进程的复杂性，挖矿需要大量计算资源，并且需要很长时间。作为交换，挖矿者可以赚取少量加密货币。挖矿者就是现代职员记录交易并收取交易费用。网络上的所有参与者都将使用区块链加密技术，就谁拥有哪些比特币达成共识。

区块链即服务 (BaaS) 是第三方在云上提供的一种托管式区块链服务。您可以开发区块链应用程序和数字服务，而云提供商则提供基础设施和区块链构建工具。您要做的就是自定义现有区块链技术，以便更快捷、更高效地采用区块链。   

数据库与区块链之间有什么区别？

区块链拥有比常规数据库更多的功能，是特殊类型的数据库管理系统。在其他数据库系统中是不可能实现的——区块链去中心化控制，不会破坏现有数据中的信任。大多数数据库系统中，可编辑或删除数据，但在区块链中，您只能插入数据。而在区块链网络中，每家公司都拥有其分类账副本，并且该系统将自动维护两份分类账之间的一致性。参与交易的公司无法共享其整个数据库。

区块链与云有什么区别？

在线访问的计算服务，可通过云访问软件即服务 (SaaS)、产品即服务 (PaaS) 和基础设施即服务 (IaaS)。云提供商负责管理其硬件和基础设施，并为您提供通过互联网访问这些计算资源的权限。他们还会提供更多其他资源，而不只是数据库管理。如果您想加入公有区块链网络，则需提供您的硬件资源，用于存储您的分类账副本。您也可以将云上的服务器用于此目的。有些云提供商也在云上提供完整的区块链即服务 (BaaS)。