区块链的演变和发展

区块链的演变和发展

【摘要】自2008年中本聪提出区块链的概念，经过近十年的发展历程，以比特币等虚拟币为代表的区块链应用，真正让区块链进入群众的视野，引发世界各地政府、商业精英、技术研究人员等对区块链技术的高度关注。
【关键词】区块链；比特币；虚拟币；数字货币；智能合约
一、区块链的兴起及演变
自2008年中本聪提出区块链的概念，经过近十年的发展历程，以比特币等虚拟币为代表的区块链应用，真正让区块链进入群众的视野，引发世界各地政府、商业精英、技术研究人员等对区块链技术的高度关注。根据技术理论学家梅兰妮?斯万的观点，区块链的发展可分为三个阶段。
1、第一阶段：以比特币为代表的区块链1.0时代，也被称之为可编程货币时代，这个时期区块链最大的创新在于去中心化的、公开透明的交易记录总账，区块链的所有网络节点共享数据库，主要运用于数字货币的转移、兑换、支付。相较于传统转账、汇款、数字化支付的领域，区块链技?g的应用有助于为交易提供数据信用背书，去掉繁杂的中间机构环节，更加快捷轻便。区块链1.0时代，我们看到了个体创造价值，享有价值权益的商业模式雏形。
2、第二阶段：以太坊尤其是“智能合约”的出现，标志着区块链在建立社会信任的道路上又迈进了一大步，区块链2.0时代的到来，被称之为可编程金融。之所以2.0可以应用于金融领域，是因为区块链2.0在1.0的去中心化公开交易账本、点对点的价值转移体系上，增加了强大的智能协议，一旦合约被设定，在区块链系统上的交易无需第三方的介入便可自动执行，加上以太坊建立的开源区块链底层系统，使更多人的可以参与快速开发区块链应用，加速区块链2.0在金融的股票、债券、期货、产权等方面的应用。
3、第三阶段：在庞大的网络系统中，依托区块链技术构造的信任环境，产生往来交易。这也让我们认识到，区块链不仅仅是一场技术革命，更是新型技术应用模式带来的商业逻辑的重构、社会服务的新形态。区块链技术在社会各协作领域的应用探索，标志着区块链进入3.0时代。
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。区块链（Blockchain）是一个重要的概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为互联网的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。
侠义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数+据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
二、区块链的构成
区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。
区块链?C原始区块链，是一种去中心化的数据库，它包含一张被称为区块的列表，有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接：设计区块链使得数据不可篡改―一旦记录下来，在一个区块中的数据将不可逆。区块链的设计是一种保护措施，比如（应用于）高容错的分布式计算系统。区块链使混合一致性成为可能。这使区块链适合记录事件、标题、医疗记录和其他需要收录数据的活动、身份识别管理，交易流程管理和出处证明管理。区块链对于金融脱媒有巨大的潜能，对于引导全球贸易有着巨大的影响。
三、区块链的原理和核心技术
密码学原理：
在区块链体系中，大量使用公开的、受验证的加密算法，如MerkleTree哈希数算法，椭圆曲线算法、哈希算法、对称加密算法及一些编码算法，从而实现交易双方的相互信任。
【1】哈希算法：
1、SHA-256，主要用于完成PoW（工作量证明）计算；
2、RIPEMD160，主要用于币地址的生成。
3、Merkle哈希树：基于哈希值的二叉树或多叉树，在计算机领域，Merkle树大多用来进行完整性验证处理，在分布式环境下，其进行完整性验证能大量减少数据传输和计算的复杂程度。
【2】椭圆曲线算法：
基于secp256k1椭圆曲线数学的公钥密码学算法主要用于签名与验证签名，一方面可以保证用户的账户不被冒名顶替，另一方面保证用户不能否认其所签名的交易。用私钥对交易信息签名，挖币者用用户的公钥验证签名，验证通过，则交易信息记账，完成交易。