什么是区块链（英语：Blockchain或Block chain） 

区块链通俗解释是一种分布式数据库系统，透过去中心化，去信任的方式，集体参与的数据库系统。

区块链应用在帐本上就是一种全民参与记帐的方式。所有的系统背后都有一个数据库，你可以把数据库看成就是一个大帐本。传统的帐本大多数就是由银行来记，但现在使用区块链系统中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。在一定时间段内如果有任何数据变化，系统中每个人都可以来进行记账，系统会评判这段时间内记账最快最好的人，把他记录的内容写到账本，并将这段时间内账本内容发给系统内所有的其他人进行备份。这样系统中的每个人都了一本完整的账本。这种方式，我们就称它为区块链技术。 

藉由密码学串接并保护内容的串连交易记录（又称区段）。每一个区段包含了前一个区段的加密杂凑、相应时间戳记以及交易资料（通常用默克尔树演算法计算的哈希值表示），这样的设计使得区段内容具有难以窜改的特性。用区块链所串接的分散式帐本能让两方有效纪录交易，且可永久查验此交易。

中本聪在2008年，于《比特币白皮书》中提出「区块链」概念，并在2009年创立了比特币社会网路，开发出第一个区段，即「创世区段」。

区块链共享价值体系首先被众多的加密货币效仿，并在工作量证明上和演算法上进行了改进，如采用权益证明和SCrypt演算法。随后，区块链生态系统在全球不断进化，出现了首次代币发售ICO、智慧型合约区块链以太坊、轻所有权、重使用权的资产代币化共享经济以及区块链国家。目前，人们正在利用这一共享价值体系，在各行各业开发去中心化电脑程式(Decentralized applications, Dapp)，在全球各地构建去中心化自主组织和去中心化自主社群(Decentralized autonomous society, DAS )。

区块链结构、密码学加密技术、共识机制、分布式数据存储系统，四大核心技术，只要能理解这四大重点，就可以基本理解区块链的本质。

• 区块链结构

区块链（Blockchain）主要是分成区块（Block）与链（Chain）

区块（Block）是纪录某一段时间内发生的交易状态情形，每一个区块代表着帐本中的一页，这些数据透过每一个区块的文件被纪录下来。

链（Chain）就是由一个个区块按照发生的时间顺序串连起来，透过时间戳技术，确保每个数据的前后顺序。

时间戳类似现实中的邮戳，给每个区块打上时间标记，在区块链中，也扮演了公证人的角色，确保文件的安全。

• 密码学加密技术

区块链透过非对称加密算法，这代表着有二个密钥，即是公开钥匙（Public-key）与私有钥匙（Private-key），二者是一对，用公开钥匙对数据加密后，只有对应的私有钥匙才能解密，因为加密与解密，所需要使用的是二组相对的密钥。

• 共识机制

共识机制就像是区块链的宪法，维护整个区块链世界运行。由于点对点网络存在比较高的网路延迟性，世界各地的节点所观察到的数据可能不同，为了避免数据错乱，就需要让参与的节点，把收到的数据加以验证，只新增正确的数据到链上。

这种验证机制，对数据前后进行时间排列达成共识的算法，就被称为共识机制。

• 分布式数据存储系统

区块链采用分布式数据，所有讯息都是在区块链中的点对点网路传递，并没有任何中心处理器，数据藉由散布在全世界各地的节点共同维护更新，所有节点都会参与到区块链数据的写入过程，对于加入区块链的新数据，大多数节点要达成一致才能成功写入，确保整个数据库的安全性，让篡改数据变成非常困难，除非使用者掌握了大部分节点的运算能力，才有可能篡改数据，这也就是51%攻击的原理。

区块链六大特性

• 去中心化

去中心化是区块链的核心特色，基于分布式存储及P2P网路，区块链上的每一个讯息都是点到点，都是平等的，都可以根据共识机制做到对数据的存储与更新。

• 去信任化

区块链数据记录了所有历史数据，每一条讯息都是可以追朔的，且不可篡改，用户透过区块链处理讯息时，不需要第三者来确保讯息传递成功，节省下传统交易的信任成本。

• 去中介化

现实社会中，中介组织作为可以被信任的第三方，做为交易中的信任担保者，由于区块链共识机制，整个讯息传递透过点对点网路，确保全网交易有效性，达到没有中间商的去中介效果。

• 集体维护

共识机制让所有节点维护起整个区块链网路，各节点之间平等，任何节点都可以在区块链网路上添加讯息。

• 可信数据

数据被加入到区块链网路后，该数据就被所有节点纪录，通过时间戳确保顺序，透过密码学确保数据安全。随着全网算力不断上升，篡改的难度也不断提高，实现数据库的安全可信。

• 匿名性

基于密码学加密，区块链网路上各节点数据交换过程是固定规则在进行的，基于公钥生成的地址进行交易，而非个人实际身分进行交易，每个人都可以拥有无​​限多的地址，所以大家也不清楚该地址背后真实身分是谁。

区块链的共识机制

工作量证明

（Proof-of-Work，POW），谁的工作量多谁就收益多！

主要藉由谁的工作量在全网占比越多，谁就能获得越高的收益，相当与谁拥有的算力越高，谁就取得越多的收益。是目前共识机制中运行最久的系统。

优点：

• 演算法简单，容易实现
• 节点间无需交换额外的资讯即可达成共识
• 想破坏系统需要投入极大的成本，要超过全网51%才能篡改资料

缺点：

• 浪费大量的能源挖矿
• 区块的确认时间长，需要等待多个确认
• 新的链容易面临51%算力攻击

权益证明

（Proof-of-Stack，POS）持有越多，获得越多

这种机制类似股权凭证，根据每个节点所占有的货币比例与时间，等比例挖矿。

优点：

• 在一定程度上缩短了确认时间
• 不再需要大量消耗能源挖矿

缺点：

• 容易形成马太效应，富人越富，穷人越穷
• 还是需要众多节点的确认，速度依然受限

股份授权证明机制

Delegated Proof of Stake，DPOS）POS的升级版 

DPOS与POS原理相同，只是多选出了一些「代表」。与POS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记帐。

优点：

• 大幅缩小参与验证和记帐节点的数量
• 拥有更高的处理效率

缺点：

• 选出代表的过程是否公开公正公平，严重考验去中心化的问题。

区块链的类型

• 公有链（Public Blockchain）

公有链是指全世界节点的任何人，都可以自由进出系统存取资料，发送讯息等共同参与的区块链，没有任何组织或个人可以篡改当中的数据，因此公有链是去中心化的，一般来说会发行代币来激励参与者参加其中来维护整个数据的安全性。

• 私有链（Privata Blockchain）

私有链的进入权限或修改权限由某特定组织或个人控制，各节点的参与资格是由该特定组织或个人所授权，因此整个链的节点数与参与者是可以控制的。

• 联盟链（Consortium Blockchain）

是指由数个组织共同维护与管理的区块链，每个组织都可以运行各自的节点，数据只交由不同的组织进行读写。

• 混合链（Combination Blockchain）

混合链的意思是可能在该区块链，某部分是公有链的状态，某部分是私有链的状态，混合组成一个特殊的区块链系统。

• 主链与侧链

根据区块链的连结情形可以分为主链或侧链，侧链就是主链外的另一个区块链网路，与主链中的某一个节点相连，透过主链的算力维持侧链，侧链可以实现多个区块链的跨链交易价值，确保不同的区块链互相连结性。

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