区块链技术分析（1）

本文是在记录作者在区块链技术的入门学习。

所谓道生一，一生二，二生三，三生万物。本文要阐述的就是区块链技术这个“道”生出来的“一”，即何为区块链。

首先要明确的是，比特币是区块链技术的一种应用，中本聪在其08年原始论文中，并没有提及到区块链。在研究比特币之前，必须要研究其底层的区块链技术。

区块链技术属于计算机信息技术，更严格是地说，它是计算机信息技术中的数据库部分，承担数据存储的作用。理解了这一层，那就可以很清楚地认识到，区块链就是一种新类型的数据库。那么数据库有什么属性呢？很简单，可以总结为两点，一是多个数据库之间的协同工作，二是数据库本身的增删改查能力，这是数据库共性的东西。那么作为区块链技术与其他数据库相比，例如Mysql、sqlserver等，其特性显现在哪里，这是接下来要重点解决的。

当前的问题是，区块链中，数据库与数据库之间是如何协同的？

要回答这个问题，首先要了解分布式数据库的概念。通常，使用分布式数据库有两个目的，一是为了提高数据存取效率，二是防止因不可抗力导致某一数据库数据遗失产生的问题，故比较重大的系统都会采用分布的存储方案。区块链就是一个分布式数据库，但它与其他分布式数据库相比，又有一些特性。在区块链中，一个个分布各地的数据库都是一个个节点，每个节点中都保存着相同的数据，任何人都可以轻易地创建新的节点，拥有这些节点中的数据，但这些数据都是经过加密的，只有拥有密钥的才能查看对应的原始数据。

由此可看出一些区块链的特性。第一，数据篡改非常困难，只改本节点的数据是得不到其他节点的承认；第二，任何人都可以轻易得到数据，但加密的数据保证数据不会泄露。当然，这并非区块链的全部特性。

现阶段解决的问题只能证明区块链中一个个节点是孤立地存在着，无法说明各个节点之间如何通讯的，故接下来要弄清楚各个节点之间如何保持通讯。

任何人都可以轻易更改自己节点的数据，但最重要的一点是，如何让你本节点做的数据变动得到其他节点的认可？这个数据变动其实就是数据增加，数据删除和修改几乎不可能此问题后文会详细解释。这个问题可分为两方面，一是数据的存储权限，二是数据的来源。先解决数据的存储权限问题，区块链技术采用共识机制，就是你这个节点要做存储数据的工作，必须得到其他节点的认可，这个认可机制在区块链设计里就要确定，例如比特币的认可是51%的全节点算力。那如何得到认可呢？换句话说，如何让其他节点承认你有存储数据的权限？区块链采用工作量证明，在数学领域，有一些问题推导困难，但证明容易，被认可的节点需要根据系统提供的问题推导结果，并发送给其他节点用于验证正确性，若正确，则会得到其他节点的认可，若得到一定比例节点的认可，那就证明你被认可有存储的权限。

解决了共识机制这个问题，再来说说数据来源这个问题。

先分析数据类型，理论上，任何类型的数据都可以在区块链上存储，但实际上，存储的数据类型是由区块链产品的固有属性决定的，所以它是脱离不了区块链产品的应用场景。故此处不作深入分析。

接下来分析数据来源。数据来源于各个节点，因此执行存储权限的节点只拥有选择数据的权限，它是不能创造数据。在比特币中系统中，这个数据称为交易，数据产生在两个节点互相签名间，这个交易过程涉及太多密码学的内容，此处不再深入分析。

通过以上的分析，我们已经解决了区块链中各个节点的通讯问题。

接下来要解决的问题是，在单个节点中，数据如何增删改查？此问题留待后文解决。