区块链入门1简介

区块链会重塑商业，社会和政治互动，以及任何其他方式价值交换。很多公司已经开始探索区块链以降低交易成本，加快交易时间，降低欺诈风险，消除中间人或中间人服务。

什么是区块链

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区块链中交易和结算不是两个不同的的实体。

•区块链是一种对等的交易系统，之间没有可信任的第三方。
•它是共享的，分散的，开放的分类帐交易。分类帐数据库是复制分布在大量节点。
•此分类帐数据库是仅能增加，不能修改。
•无需第三方服务。
•它是互联网上的层，可以与其他互联网技术共存。
•区块链技术旨在实现真正去中心化。

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区块链网络上的每个节点都有相同的区块链副本，其中每个区块都是事务的集合。 header部链接回到前一块链。这意味着每个块头包含前一块的哈希值，这样任何人都无法改变之前的任何交易块。body包含经过验证的事务清单，金额，当事人的地址等细节。

假设有三个候选人：Alice, Bob和Charlie 在区块链上进行一些货币交易：

步骤1：Alice有50美元

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第2步：
Alice通过向Bob支付20美元进行交易。

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步骤3：
Bob支付10美元给Charlie。

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集中式与分散式系统

无论集中式还是分散式，都可是分布式的。比如集中式分布式系统，主节点负责分解任务或数据并分配负载。分散分布式系统没有“主”节点，计算是分布式的。区块链就是这样的例子。

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上图类似Hadoop的实现，虽然计算速度快，但是还是受限于控制节点。

集中或分散系统的区分：

•技术架构：系统可以集中或分散。需要考虑物理计算机(或节点)的和数量，能容忍多少节点出现故障。
•政治视角：个人，或一群人，或整个组织控制系统，那系统自然是集中的。
•逻辑视角：如果把系统切成两半，每半个都有服务提供商和消费者，如果它们可以作为独立单位运作，那么它们就是分散的否则是集中的。

•企业有总部，政治上是集中的，逻辑上也是集中的
•语言沟通通常是分散
•BitTorrent等torrent是分散的
•内容分发网络(Content Delivery Network CDN)逻辑和架构上是分散的，但在政治上是集中的，因为它由企业拥有，比如亚马逊的CloudFront。
•区块链是为了实现权力下放。架构分散、政治分散，但逻辑上是集中的，像一台全球计算机。

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集中式系统具有集中控制功能。易于设计，维护，强加信任和治理，缺点如下：

•受限于中心点，不太稳定。
•更容易受到攻击
•权力集中可能导致不道德操作。
•大多数情况下可扩展性不好

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分散式系统没有集中式控制，每个节点具有相同的权限。 这样的系统很难设计，维护，治理或施加信任。 优点：
•无中心点故障，所以更稳定和容错
•更安全
•更少不道德行为的范围，天生是民主的

分布式点对点系统示意图：

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区块链分层

公共区块链变体如以太坊(Ethereum)还在在成熟过程中，基于这些区块链构建复杂的应用程序还不太合适。请记住区块链是不仅仅是一项技术，还是商业原则，经济学，博弈论，密码学和计算机科学工程。

大多数真实世界的应用程序本质上都非常复杂，建议从头开始构建区块链解决方案。
区块链目前还没有全球标准，一些系统分层如下：

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• 应用层

通常涉及用于软件开发的传统技术堆栈，例如客户端编程，脚本，API，开发框架等。理想情况下，区块链应用程序没有客户端 - 服务器模型，没有集中式服务器，比特币就是这么干的。

• 执行层

执行应用层的指令。

比特币是简单脚本
并且只允许一些指令。以太坊和Hyperledger允许复杂的执行。Ethereum的代码编译为字节码或机器码在自己的以太坊虚拟机上执行。Hyperledger支持在docker中运行已编译的机器代码，支持多种高级语言，如Python、Java和Go。

• 语义层

语义层是个逻辑层，因为事务和块是有序的。本层涉及数据结构。

• 传播层

• 一致层

协议有：Proof of Stake (PoS), deligated PoS(dPoS), Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)等。

为什么区块链很重要？

集中式的一些缺点

• 信任问题
• 安全问题
•隐私问题 - 数据销售隐私正在受到破坏
•交易的成本和时间因素

分散式系统优点
•消除中间人
•更简单，更真实的交易验证
•以更低的成本提高安全性
•更高的透明度
•分散和不可变

参考资料

• 本文涉及的python测试开发库 谢谢点赞！
• 本文相关海量书籍下载
• https://github.com/satwikkansal/ibm_blockchain/blob/3d252de03586ebb96acb689842ca2d451c0eec47/node_server.py
• http://adilmoujahid.com/posts/2018/03/intro-blockchain-bitcoin-python/
• https://segmentfault.com/a/1190000014075385
• https://github.com/adilmoujahid/blockchain-python-tutorial
• https://github.com/bitcoinbook/bitcoinbook/tree/develop/code