区块链架构1.0、2.0与3.0梳理

区块链发展的三个阶段：比特币为代表的货币区块链技术为1.0、以太坊为代表的合同区块链技术为2.0、实现完备权限控制和安全保障的Hyperledger项目代表3.0。

一、区块链1.0架构 –数字货币

1、基本架构

2、BTC（比特币）

定义

比特币是由系列概念和技术作为基础构建的数字货币态系统。

比特币并不是线下法定货币的替代物，而是非法定货币当局发行和管理的，主要模仿黄金的模式，完全由互联网基础协议和严格的加密技术保护和支持的、全新的、去中心化的网络货币（虚拟货币），由此也形成了一套不同于、也不受制于现实社会法律的新的货币规则和体系，并且可以与法定货币进行买卖或兑换

历史

诞生时间：

2009年1月3日诞生，block1 是在1月9号才被挖出来。

产生背景：

2008年，爆发全球金融危机。当时有人用“中本聪’的化名发表了一篇论文，描述了比特币的模式。

第一次公允汇率：

2010年5月，弗罗里达程序员用1万枚比特币购买了25美元的披萨优惠券。

影响

它首无前例的在不同国界，不同种族之间建立了通用的互联网信用体系。

特征

去中心化、世界流通、专属权、无隐藏成本、数量固定、发行不受控、交易方便、交易费用低廉。

生态图

基本概念

区块：

个区块就是若交易数据的集合，它会被标记上时间戳和之前个区块的独特标记。区块头经过哈希运算后会成份作量证明，从验证区块中的交易。有效的区块经过全络的共识后会被追加到主区块链中。

地址（公钥）：

特币地址（例如：1DSrfJdB2AnWaFNgSbv3MZC2m74996JafV）由串字符和数字组成，以阿拉伯数字“1”开头。就像别向你的email地址发送电邮件样，他可以通过你的特币地址向你发送特币。

区块链：

区块链是串通过验证的区块，当中的每个区块都与上个相连，直连到创世区块。

确认：

当项交易被区块收录时，我们可以说它有次确认。矿们在此区块之后每再产个区块，此项交易的确认数就再加。当确认数达到六及以上时，通常认为这笔交易较安全并难以逆转。

难度：

整个络会通过调整“难度”这个变量来控制成作量证明所需要的计算。

难度标：

使整个络的计算致每10分钟产个区块所需要的难度数值即为难度标。

难度调整：

整个络每产2,106个区块后会根据之前2,106个区块的算进难度调整。

矿费：

交易的发起者通常会向络缴纳笔矿费，以处理这笔交易。多数的交易需要0.5毫特币的矿费。

矿：

矿指通过不断重复哈希运算来产作量证明的各络节点。

创世区块：

创世区块指区块链上的第个区块，来初始化相应的加密货币。

哈希：

进制数据的种数字指纹。

络：

特币络是个由若节点组成的以播交易信息和数据区块的P2P络

作量证明：

作量证明指通过有效计算得到的块数据。具体到特币，矿必须要在满全标难度的情况下求解SHA256算法。

奖励：

每个新区块中都有定量新创造的特币来奖励算出作量证明的矿。现阶段每区块有25特币的奖励。

私钥：

来解锁对应（钱包）地址的串字符，例如5J76sF8L5jTtzE96r66Sf8cka9y44wdpJjMwCxR3tzLh3ibVPxh

交易：

简单地说，交易指把特币从个地址转到另个地址。更准确地说，笔“交易”指个经过签名运算的，表达价值转移的数据结构。每笔“交易”都经过特币络传输，由矿节点收集并封包区块中，永久保存在区块链某处。

钱包：

钱包指保存特币地址和私钥的软件，可以它来接受、发送、储存你的特币。

基本趋势

随着总量的增加，新币的制造速度会减慢，直到2140年达到2100万个总量上限。

比特币交易平台

Bitstamp、BTC-e、BTCChina (比特币中国)、OKCoin、火币网、云币网。

注意事项

备份钱包

价值、步骤、钱包加密、恢复钱包。

3、LTC（莱特币）

莱特币网络每2.5分钟（而不是10分钟）就可以处理一个块，因此可以提供更快的交易确认。

莱特币网络预期产出8400万个莱特币，是比特币网络发行货币量的四倍之多。

莱特币在其工作量证明算法中使用了由Colin Percival首次提出的scrypt加密算法，这使得相比于比特币，在普通计算机上进行莱特币挖掘更为容易。

区块链1.0的局限：比特币的1M的区块大小导致在交易频次越来越高、人们需求越来约多的情况下，转账速度变得越来越慢。这个问题可以由扩容解决，所以出现了之后的比特现金和比特黄金，以及比特钻石等。

二、区块链2.0架构 – 可编程区块链

区块链2.0是数字货币与智能合约相结合，对金融领域更广泛的场景和流程进行优化的应用。最大的升级之处在于有了智能合约。

智能合约是1990年代由尼克萨博提出的理念，几乎与互联网同龄。由于缺少可信的执行环境，智能合约并没有应用到实际产业中，自比特币诞生后，人们认识到比特币的底层技术区块链天生可以为智能合约提供可信的执行环境。

所谓智能合约，是指以数字化形式定义的一系列承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。智能合约一旦设立指定后，能够无需中介的参与自动执行，并且没有人可以阻止它的运行。可以这样通俗的说，通过智能合约建立起来的合约同时具备两个功能：一是现实产生的合同；一个是不需要第三方的、去中心化的公正、超强行动力的执行者。

1、基本架构

2、以太坊

组成部分

数字货币以太币（Ether）

用来构建和发布分布式应用的以太脚本（EtherScript）。

应用场景

以太坊可以用来创建去中心化的程序、自治组织和智能合约

特点

智能合约（smart contract）：存储在区块链上的程序，由各节点运行，需要运行程序的人支付手续费给结点的矿工或权益人。

叔块（uncle block）：将因为速度较慢而未及时被收入母链的较短区块链并入。使用的是有向无环图的相关技术。

权益证明（proof-of-stake）：相较于工作量证明，可节省大量在挖矿时浪费的电脑资源，并避免特殊应用集成电路造成网络中心化。（尚未实现）

闪电网络（lightning network）：可提升交易速度、降低区块链的负担，提高可扩展性。（尚未实现）

开发社区稳固，不断成长，勇于使用硬分叉（hard fork）。

专用开发语言

Serpent(类python)

Solidity(类JavaScript)

Mutan(类Go)

LLL(类Lisp)

网站

www.ethereum.org

三、区块链3.0架构 – 超越货币、金融范围的区块链应用

区块链3.0-智能化物联网时代，超出金融领域，为各种行业提供去中心化解决方案。区块链的应用领域扩展到人类生活的方方面面，在各类社会活动中红实现信息的兹证明，不再依靠某个第三人或者机构获取信任或者建立信任，实现信息的共享，包括在司法、医疗、物流等各个领域，区块链技术可以解决信任问题，提高整个系统的运转效率。

1、基本架构

2、应用场景

自动化采购

智能化物联网应用

供应链自动化管理

虚拟资产兑换、转移

产权登记

3、产品举例

ZEC

ZCash，建立在零知识证明隐私保密技术，基于Zerocash protocol，可隐藏转帐金额。

DGD

DigixGlobal，数字黄金，由英国伦敦金银市场协会认证的以太坊资产平台，一种金本位数字支付系统。

SC

Sia，去中心化的云存储。

ZCoin

建立在零知识证明隐私保密技术，基于Zerocoin protocol，不能隐藏金额。

ICO

通过发行代币(Coin或者Token)的方式众筹融资，高风险、高收益。