科普|区块链技术是什么FAQ
- 区块链技术是什么？
答：区块链的定义是通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链通俗的来说是分布式账本技术。
之所以名字叫做“区块”链，顾名思义，是因为区块链的数据结构是由一个个“存储区块”按时间顺序组成的一根链条，每个区块中包含了一定时间内系统中全部的信息交流数据。随着时间推移和信息的增长，这条链会不断增长。
2.区块链的结构是什么？
答：区块链本质上是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的融合与创新。区块链的数据结构主要分为两个部分：1）区块头，主要包含上一个区块的哈希散列值，用来连接前一区块，保证区块链的完整性；2）区块主体，包含本区块的主要信息(例如交易信息)，这些信息和上一个区块的哈希散列值以及随机数共同构成本区块的哈希散列值。区块链的数据结构使得链上每个区块的信息都可以由前驱节点追溯，并影响后继节点的信息构成，由密码学方法保证了恶意攻击无法篡改信息，确保数据的安全性和完整性。
3.区块链的运行机制是什么？
答：1) 新的交易向全网进行广播；
每一个节点都将收到的交易信息纳入一个区块中；
每个节点都尝试在自己的区块中找到一个具有足够难度的工作量证明；
当一个节点找到了一个工作量证明，它就向全网进行广播；
当且仅当包含在该区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的，其他节点才认同该区块的有效性；
其他节点表示他们接受该区块，而表示接受的方法，则是在跟随该区块的末尾，制造新的区块以延长该条链，并且将该区块的哈希值代入新区块的哈希运算中。
7）节点始终都将最长的链视为正确的链，并持续工作延长该链。如果有两个节点同时广播不同版本的新区块，那么其他节点在接收到该区块的时间上将存在先后差别。当此情形，其他节点将在各自率先收到的区块上进行工作，但也会保留另外一个链，以防后者变成最长的链。
8）因为大多数节点认可的链才是最长的链。因此，在下一次工作量证明中，只有其中的一条链被证实为是较长的链，那么在另一条分支链条上工作的节点将转换阵营，开始在较长的链条上工作。
4.区块链如何解决信任问题？
答：由于每个人都拥有账本的副本，因此不会由于单个人失去联系或宕机，而导致整个系统崩溃。同样，每个人都有一模一样的账本，就意味着所有的数据都是公开透明的，每一个人可以看到每一个账户上到底有什么数字变化。另外，区块链具备防篡改能力，如果发现账本不同，那么系统就会自动比较，会认为相同数量最多的账本是真的账本，少部分和别人数量不一样的账本是虚假的账本。这样，除非能够控制系统中大部分节点，否则针对少部分节点的攻击是无法篡改区块链的。
这样通过区块链技术，我们可以保证交易信息的安全可靠、开放透明，不再需要去信任某一个中心机构。
5.区块链有几种类型？各自的特点是什么？
答：公有链是完全去中心化的区块链，公有链上的各个节点可以自由加入和退出网络，并参加链上数据的读写，运行时以扁平的拓扑结构互联互通，网络中不存在任何中心化的服务端节点。
联盟链的各个节点通常有与之对应的实体机构组成，通过授权后才能加入与退出网络。各机构组织组成利益相关的联盟，共同维护区块链的健康运转。
私有链中各个节点的写入权限收归内部控制，而读取权限可视需求有选择性地对外开放。专有链仍然具备区块链多节点运行的通用结构，适用于特定机构的内部数据管理与审计。
6.区块链的共识机制有哪些？
答：区块链的共识机制目前主要有4类：工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)、股份授权证明(DPoS)和分布式一致性算法(Pasox)。
其中，PoW作为比特币区块链的共识机制，即为人们所熟知的“挖矿”，矿工们通过不断的在尚未入链的新区块上加上随机数进行哈希运算以满足预先设定的难度条件来获得区块链的本轮记账权。
PoS 不同于 PoW，它通过节点对代币的所有权来竞争记账权。并且，为了避免单纯依靠代币余额来分配记账权可能导致的马太效应，不同的 PoS 机制会采取不同的方法来增加记账权竞争中的随机性。
DPoS 共识机制类似于董事会投票，每个持币节点均可参加投票，选出一定数量的代表，这些代表按照既定时间轮流产生区块并获得报酬，如果某个代表在规定的时间内产生区块失败，则区块记账权顺延。
分布式一致性算法基于传统的分布式一致性技术，分为解决拜占庭将军问题的拜占庭容错算法和解决非拜占庭问题的分布式一致性算法。常用的拜占庭容错算法有基于状态机的实用拜占庭容错系统(PBFT)，它要求共同维护一个状态，所有节点采取的行动一致。解决非拜占庭问题的算法，目前多采用Raft协议，它通过节点间的选举使得节点在leader、follower和candidate之间转换，leader拥有完全的记账权利，并在生成区块后复制给其他节点。拜占庭容错算法和Raft协议是联盟链和私有链上常用的共识算法。
7.简述区块链智能合约的运行原理？
答：智能合约是一个由计算机处理的、可执行合约条款的交易协议，这一概念最初于20世纪90年代提出，但由于缺乏相应能够支持可编程合约的数字系统和技术，相关的应用一直未能开展。
区块链技术诞生后，由于其可编程、去中心化、透明度高等特点，被视为智能合约天然的支撑技术，区块链技术的去中心化交易账本功能可以被用来注册、确认和转移各种不同类型的资产。
下图是一个基本的电能交易智能合约模型示意图。交易主要分为3步：
1）各交易节点商定一份电子化的承诺，其中包含了双方的签名、交易动用的资源(此处为电量和货币)、交易的规则和一个完备的状态机；
2）该交易经过P2P网络扩散，并通过共识验证，被写入区块链中；
3）定期检查状态机以及外部数据，如果某个交易满足了触发条件，则执行智能合约，将其从区块链中取出，推送到待验证队列，当通过验证并被大多数节点共识后，该交易写入当前区块并视为交易完成。
8.智能合约的智能化程度有多少？
就现状而言, 智能合约技术的主要发展趋势是由自动化向智能化方向演化。现在的各类智能合约及其应用的本质逻辑大多仍是根据预定义场景的\IF-THEN" 类型的条件响应规则，能够满足目前自动化交易和数据处理的需求。未来的智能合约应具备根据未知场景的\WHAT-IF" 推演、计算实验和一定程度上的自主决策功能，从而实现由目前自动化合约向真正的智能合约的飞跃。
截至2018.8.11 16：09pm
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