科普 区块链

区块链科普

本文作者：zyktrcn @零熊区块链是中本聪2008年第一次提出来的，次年比特币诞生。

区块链是指分布式的账本。除了第一个区块以外，每个区块的头部都会保存前一区块的Hash值，形成链结构，如上图。另外，区块链上的每个节点都保存着完整的区块链，任何新区块的生成都会通过P2P网络广播给所有节点，节点把接收到的新区块链接到区块链上，如下图。区块链分公有链、联盟链、私有链三种，其区别在于去中心化程度。

1、公有链

我们熟知的比特币、以太坊等项目都是运行在公有链上。公有链是完全去中心化，用户可以随时加入或退出公有链的网络。在用户身份无法认证的情况下，谁负责新区块的生成就决定了在链上交易的安全性。共识机制就是解决“谁负责生成新区块”这个问题，常见的共识机制包括工作量证明（POW）、权益证明（POS）等。以POW为例，区块链设置一个标准难度，节点（矿工）通过大量的散列运算得到符合难度要求的答案，率先达到难度的节点负责生成新的区块，以此来保证链上的完全去中心化。然而，一旦新的区块生成，所有节点（矿工）会重新开始穷举，这也是工作量证明需要耗费大量资源的原因。公有链会奖励生成区块的节点，如比特币，因而产生矿工和矿机一说。矿工是专门用来维护区块链的节点，它们从生成区块中获取利益，矿机则是被设计为进行穷举运算的特定计算机，它们的作用是保证区块链的去中心化程度。然而，当大量矿工组合形成一个集群或社区，就会导致算力的集中，去中心化程度就会大大降低。一旦某个集群或社区掌握区块链中的50%以上算力，就等于掌握了生成区块的控制权，这也是目前POW所面临的问题。公有链网络结构

2、联盟链、私有链

联盟链和私有链与公有链最大的区别在中心化程度。联盟链是由多个组织发起建立的，而私有链是由单个组织发起建立的，这些组织就是网络中的管理员，所有节点都需要经过管理员认可才能加入到联盟链/私有链中，这就意味着联盟链和私有链的去中心化程度是比公有链低的，去中心化程度可以按此排序：公有链>联盟链>私有链。管理员会设置管理节点，链中的交易都会提交到管理节点，一旦交易数量/时间等条件达成，管理节点就会生成新的区块并广播给所有节点，因此联盟链和私有链是无需POW等复杂的共识机制，资源浪费就会降到最低。此外，联盟链还引入chanel概念，在网络中的节点可以根据自己业务的需求跟其余节点组建一个局部的网络chanel，在chanel中仅有参与节点才能访问区块链中的数据，在一定程度上保护节点之间交易的隐秘性。联盟链网络结构图