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区块链概念

区块链(Blockchain)是一个完全分布式数字账簿去中心网络,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:

  1. 数据不会丢失:所有数据都是由全网分布式存储
  2. 数据防篡改:多方通过共识的方式来记录数据
  3. 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:

  1. 应用层:数据溯源,可信存证,数字货币的转账和记账等
  2. 整合层:多区块链的跨链应用等
  3. 激励层:通证,奖惩机制的建立,货币的发行和分配
  4. 合约层:智能合约的应用
  5. 共识层:PoW,PoS,DPoS,PBFT,Kafka,HBBFT,Raft等算法
  6. 安全层:加解密,隐私保护,身份管理等安全措施
  7. 网络层:P2P网络,广播机制,验证机制等
  8. 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:

  1. 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)
  2. 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)。
  3. 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:

  1. 区块链的基本结构
  2. 共识算法
  3. 区块链交易的基本方法
  4. 智能合约
  5. 隐私保护算法
  6. 比特币
  7. 门罗币(环签名)
  8. Zcash(ZKSnarks)
  9. 以太坊
  10. EOS