1.3 什么是区块链

随着比特币的日益成熟，人们发现支撑比特币的基础技术——区块链技术在许多应用场景上都大有可为，一定程度上可能改变现有的模式。有人会误把区块链和比特币混为一谈，其实不然。区块链（Blockchain）是一种对等网络下的分布式数据库系统。

区块链是由一串使用密码学方法产生的数据块组成的，每一个区块都包含上一个区块的散列值（Hash），从创世区块（Genesis Block）开始连接到最新区块，形成一条区块的链，其结构如图1-6所示。由于后一区块需要包含上一个区块的信息，因此一个区块在链中的时间越久，被改变的难度越大。

区块链具有去中心化、有限透明、分布的可靠数据库、自治性、记录难以更改、准匿名性等特点，其说明如下。

去中心化：区块链数据的存储、传输、验证等过程均基于分布式的系统结构，整个系统中不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点共同维护。

有限透明：系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用。

分布的可靠数据库：区块链系统的数据库采用分布式存储，任意参与的节点都可以拥有一份完整的数据库复制，每一方都可以直接验证交易各方的记录。

自治性：区块链采用基于协商一致的规范和协议（如一套公开透明的算法）使整个系统中的所有节点能够在去信任的环境下自由安全地交换数据，这使对“人”的信任变成对机器和算法的信任，无须人为干预。

记录难以更改：一旦信息经过验证并添加至区块链，账户信息就会相应进行更新，记录就再难改变，因为这些信息和此前的所有交易记录相互关联（即术语“链”的来源）。系统中采用的各种计算算法和方法用来确保数据库中的记录是永久存在的、按照时间顺序排序的，并且网络中的所有其他人都是可以看得到的，除非能够同时控制系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，参与系统的节点越多，数据库的安全性就越高。并且，区块链数据的存储还带有时间戳，从而为数据添加了时间维度，具有极高的可追溯性。因此，区块链的数据稳定性和可靠性极高。

准匿名性：区块链系统采用与用户公钥挂钩的地址作为标识，不需要传统的基于公钥基础设施（Public Key Infrastructure，PKI）的第三方认证中心（Certificate Authority，CA）颁发数字证书来确认身份。通过在全网节点运行共识算法，建立网络中诚实节点对全网状态的共识，间接地建立了节点间的信任。用户只需要公开地址，不需要公开真实身份，而且同一个用户可以不断变换地址。因此，在区块链上的交易不和用户真实身份挂钩，只和用户的地址挂钩，具有交易的准匿名性。

正是因为这项技术具有以上多项优良的特性，2015年开始引起国际上的重视，许多大中企业，包括美国高盛集团、花旗银行、英国央行、美国央行等机构纷纷在区块链上投资，因此，2015年也称为区块链元年。2016年1月20日，中国人民银行官方网站上发布了一条题为“中国人民银行‘数字货币’研讨会在京召开”的新闻，使国内对区块链的关注也迅速升温。

有了区块链技术，我们可以想象在一个新的网络世界里，合同以数字编程的形式存储在透明共享的数据库中，不会被删除、被篡改、被修订。在这样的世界里，每一个协议、每一个流程、每一个任务以及每一次支付都有一个数字记录以及能够被识别、验证、存储和分享的数字签名。诸如律师、经纪人和银行家之类的中介不再是必需的。个体、组织、机器和算法可以自由地、彼此之间无摩擦地互动和交易，这就是区块链所带来的无穷潜力。

相信许多人听到区块链将给企业带来革命性影响，将重新定义企业和经济。我们确实不能否认区块链技术的巨大潜力，但多年来关于技术创新的经验告诉我们，如果未来存在区块链革命，也会存在很多障碍，如技术、治理、组织以及社会方面的障碍。在没有真正彻底地理解区块链之前就轻率地应用区块链技术创新很可能酿成大错。

因此，我们要客观认识到，区块链真正给企业和政府带来变革还需要很多年。因为区块链并不是一种“颠覆性”技术，颠覆性技术能够以低成本的解决方案冲击传统的商业模式，同时可以快速取代传统企业。相比起来，区块链更像是一种基础性技术，它有潜力为我们的经济和社会系统创造新的基础。区块链普及的过程将是循序渐进的，相信它带来的影响会非常广泛，但要想在相当程度上渗入经济和社会基础设施还需要数十年甚至更长时间。

区块链技术最初是作为比特币的基础技术，因此我们后面对区块链技术细节的讨论大多数是比特币项目的设计方式。但技术是相通的，如果对基础架构有一定的认识，在之后的技术改进和应用演变上也更容易理解。