区块链技术介绍
本章将综合介绍区块链技术的历史、基本原理、主要特征、以及不同类型的区块链（如公有链和私有链）。
什么是区块链技术？
区块链技术的定义和特点
区块链指一种分布式、去中心化的加密账本。共识算法是区块链系统的基础，负责跟踪网络内发生的每笔交易。分布式账本实际上只是一个数据库，有多个副本，每个副本都保存在一个网络节点中。
由于这个数据库被分成多个区块，各个区块产生时又像链条一样串联在一起，区块链的名称由此得来。每个区块上都包含了诸多信息，每隔一段时间，上一个区块的信息会被验证并传递给下一个区块。
各区块包含了在特定时间段内发生的每笔交易的数据以及一些数据头。其中，数据头包含了当前区块和上一个区块的信息，确保信息的连续与安全。在这种链式结构下，要修改单个区块，就需要同时修改之前的所有区块，从计算能力来看，这是不可能实现的。
作为一种分布式的去中心化技术，区块链一定存在多个控制器，否则就无法保证操作的安全和正确。区块链的这些特性使其成为一个去中心化的、加密的、共享的、分布于多个节点之间的数据库。要对区块链进行修改，必须取得所有参与者的同意，这几乎是不可能的，因此区块链是不可变的、不可破坏的、透明的。简单来说，区块链是一个新的范式。
除此之外，区块链还有如下三个主要特征。
- 安全：密码学和共识算法使区块链上的数据非常安全，不容篡改；
- 可信赖：信任通过网络参与者的共识建立，而非依赖于中央权威机构；
- 高效：区块链技术消除了对中间人的需要，提高了效率，降低了成本。
区块链技术有望以一种安全透明的方式实现数字资产和信息的转移，对多个行业产生革命性影响，可以降低对中间商的需求，提高效率、开放性和问责水平。总的来说，得益于其去中心化性质，区块链有可能变革个人和公司交易和存储数据的方式，让曾经无法访问传统金融系统的人也能参与其中并接受相关服务。
加密货币和区块链
区块链是比特币和以太坊等大多数加密货币采用的底层技术，在加密货币系统中充当公共账本的角色，跟踪所有交易和货币余额，并确保交易安全、透明、不被篡改。
密码学和工作量证明（PoW）等共识算法的使用有助于防止双花现象，使网络在无中央机构（如银行）的情况下就分类账的状态达成共识。基于区块链，无需信任的系统随之产生，它可以在不需要中介的情况下实现安全的点对点交易。
在工作量证明共识中，加密货币是通过挖矿创建的。挖矿指通过解决复杂的数学问题（称为哈希难题）创建新区块的过程。简单来说，这一过程就是矿工之间互相竞争解决难题并将区块添加到区块链的过程。成功解决这个难题的矿工将获得新铸造的加密货币和该区块包含的相关交易费作为奖励。这一机制鼓励矿工诚实地参与网络并维护网络安全。
比特币代表了目前世界上最强大、功能最完善的去中心化网络形式，无疑是最成功、最具代表性的PoW区块链，其强大的节点网络让比特币几乎不可能受到恶意行为者的攻击。比特币的出现也催生了很多其他类型的区块链的诞生，它们虽然还无法达到与比特币同样的去中心化和安全水平，但具有与比特币或多或少相似的特征。
第二种最常用的共识方法是权益证明（PoS）。在权益证明区块链中，添加新块的过程由验证者进行，选择验证者创建新块的过程是根据他们在网络中的质押量来决定，而不是像PoW那样通过解决数学问题来进行。
私有区块链
虽然创建区块链的初衷主要是为了实现去中心化并解决信任问题，但也有部分区块链是专门为特定组织或团体创建的，并非面向所有大众，这类区块链被称为“私有链”，常在企业和组织内部使用，它们对透明度和去中心化的要求不高，而主要是考虑隐私和控制问题。我们所说的分布式账本技术（DLT）便是这种情况。DLT的工作方式与“经典的”区块链相同，都是一种数字系统，允许多方维护共享和同步的数据库，可用于记录交易或其他类型的数据。但这种技术的一个问题是它与区块链创建的初衷背道而驰，因为在私有区块链中，所有参与者的身份都是透明的，节点数量有限，对数据的访问也有限，而公共区块链是开放的，任何人都可以访问，可以实现完全透明和去中心化。
尽管如此，私有区块链和DLT之间也存在一些区别，包括：
- DLT中没有交易所代币。
- 私有区块链的历史无法更改，而DLT可以。
- 私有区块链中所有节点可以相互通信，而DLT是点对点工作方式。
- DLT没有经济激励维护网络安全。
私有区块链可用于提高供应链管理和记录保存等场景的效率和安全。
要点
区块链是一种分布式、去中心化的加密账本，是一种存储和传输数据和资产的新范式，具有许多优于传统系统的优势，如更高的安全性、透明度和效率。
可以将加密货币看做特定区块链网络中的一种交换单位，主要有两种创建方式：PoW中，新的加密货币通过挖矿产生；PoS中，分配给被选中创建新区块的验证者（根据网络中的质押量选择）。
公共链是开放的，任何人都可以访问，实现了完全透明和去中心化。私有链需要取得许可，只面向特定参与者。私有区块链也有DLT，但特性略有不同。
结语
本章介绍了区块链技术的组成、特点、以及加密货币的作用，这是在学习区块链用例之前需要了解的一个重要知识。在下一章中，我们将学习智能合约和去中心化应用。
区块链技术介绍
本章将综合介绍区块链技术的历史、基本原理、主要特征、以及不同类型的区块链（如公有链和私有链）。
什么是区块链技术？
区块链技术的定义和特点
区块链指一种分布式、去中心化的加密账本。共识算法是区块链系统的基础，负责跟踪网络内发生的每笔交易。分布式账本实际上只是一个数据库，有多个副本，每个副本都保存在一个网络节点中。
由于这个数据库被分成多个区块，各个区块产生时又像链条一样串联在一起，区块链的名称由此得来。每个区块上都包含了诸多信息，每隔一段时间，上一个区块的信息会被验证并传递给下一个区块。
各区块包含了在特定时间段内发生的每笔交易的数据以及一些数据头。其中，数据头包含了当前区块和上一个区块的信息，确保信息的连续与安全。在这种链式结构下，要修改单个区块，就需要同时修改之前的所有区块，从计算能力来看，这是不可能实现的。
作为一种分布式的去中心化技术，区块链一定存在多个控制器，否则就无法保证操作的安全和正确。区块链的这些特性使其成为一个去中心化的、加密的、共享的、分布于多个节点之间的数据库。要对区块链进行修改，必须取得所有参与者的同意，这几乎是不可能的，因此区块链是不可变的、不可破坏的、透明的。简单来说，区块链是一个新的范式。
除此之外，区块链还有如下三个主要特征。
- 安全：密码学和共识算法使区块链上的数据非常安全，不容篡改；
- 可信赖：信任通过网络参与者的共识建立，而非依赖于中央权威机构；
- 高效：区块链技术消除了对中间人的需要，提高了效率，降低了成本。
区块链技术有望以一种安全透明的方式实现数字资产和信息的转移，对多个行业产生革命性影响，可以降低对中间商的需求，提高效率、开放性和问责水平。总的来说，得益于其去中心化性质，区块链有可能变革个人和公司交易和存储数据的方式，让曾经无法访问传统金融系统的人也能参与其中并接受相关服务。
加密货币和区块链
区块链是比特币和以太坊等大多数加密货币采用的底层技术，在加密货币系统中充当公共账本的角色，跟踪所有交易和货币余额，并确保交易安全、透明、不被篡改。
密码学和工作量证明（PoW）等共识算法的使用有助于防止双花现象，使网络在无中央机构（如银行）的情况下就分类账的状态达成共识。基于区块链，无需信任的系统随之产生，它可以在不需要中介的情况下实现安全的点对点交易。
在工作量证明共识中，加密货币是通过挖矿创建的。挖矿指通过解决复杂的数学问题（称为哈希难题）创建新区块的过程。简单来说，这一过程就是矿工之间互相竞争解决难题并将区块添加到区块链的过程。成功解决这个难题的矿工将获得新铸造的加密货币和该区块包含的相关交易费作为奖励。这一机制鼓励矿工诚实地参与网络并维护网络安全。
比特币代表了目前世界上最强大、功能最完善的去中心化网络形式，无疑是最成功、最具代表性的PoW区块链，其强大的节点网络让比特币几乎不可能受到恶意行为者的攻击。比特币的出现也催生了很多其他类型的区块链的诞生，它们虽然还无法达到与比特币同样的去中心化和安全水平，但具有与比特币或多或少相似的特征。
第二种最常用的共识方法是权益证明（PoS）。在权益证明区块链中，添加新块的过程由验证者进行，选择验证者创建新块的过程是根据他们在网络中的质押量来决定，而不是像PoW那样通过解决数学问题来进行。
私有区块链
虽然创建区块链的初衷主要是为了实现去中心化并解决信任问题，但也有部分区块链是专门为特定组织或团体创建的，并非面向所有大众，这类区块链被称为“私有链”，常在企业和组织内部使用，它们对透明度和去中心化的要求不高，而主要是考虑隐私和控制问题。我们所说的分布式账本技术（DLT）便是这种情况。DLT的工作方式与“经典的”区块链相同，都是一种数字系统，允许多方维护共享和同步的数据库，可用于记录交易或其他类型的数据。但这种技术的一个问题是它与区块链创建的初衷背道而驰，因为在私有区块链中，所有参与者的身份都是透明的，节点数量有限，对数据的访问也有限，而公共区块链是开放的，任何人都可以访问，可以实现完全透明和去中心化。
尽管如此，私有区块链和DLT之间也存在一些区别，包括：
- DLT中没有交易所代币。
- 私有区块链的历史无法更改，而DLT可以。
- 私有区块链中所有节点可以相互通信，而DLT是点对点工作方式。
- DLT没有经济激励维护网络安全。
私有区块链可用于提高供应链管理和记录保存等场景的效率和安全。
要点
区块链是一种分布式、去中心化的加密账本，是一种存储和传输数据和资产的新范式，具有许多优于传统系统的优势，如更高的安全性、透明度和效率。
可以将加密货币看做特定区块链网络中的一种交换单位，主要有两种创建方式：PoW中，新的加密货币通过挖矿产生；PoS中，分配给被选中创建新区块的验证者（根据网络中的质押量选择）。
公共链是开放的，任何人都可以访问，实现了完全透明和去中心化。私有链需要取得许可，只面向特定参与者。私有区块链也有DLT，但特性略有不同。
结语
本章介绍了区块链技术的组成、特点、以及加密货币的作用，这是在学习区块链用例之前需要了解的一个重要知识。在下一章中，我们将学习智能合约和去中心化应用。